关于气化技术的讨论
浅析煤炭气化技术
浅析煤炭气化技术摘要:本文阐述了煤炭气化技术的基本原理和过程,简述了移动床(固定床)气化、流化床气化、气流床气化3 种煤气化技术的进展。
关键词:煤气化;气化原理;气化炉1 引言我国是一个煤炭资源相对丰富、油气资源匾乏的国家,能源结构主要以煤为主。
长期以来,我国煤炭的利用大部分采用传统的直接燃烧方法,致使我国成为典型的煤烟型污染的国家,不仅煤炭利用效率较低,而且燃煤排放的大量有害物质引起了城市空气质量的恶化,对环境造成严重的污染。
如何提高煤炭的利用效率,减少煤炭利用过程中的环境污染,己成为煤炭利用中的焦点问题。
因而开发洁净高效的煤炭利用技术,是解决我国能源需求和环境问题的关键技术,具有重要的研究意义。
2 煤气化原理煤气化是将煤与气化剂(空气、氧气或水蒸气)在一定温度和压力下进行反应,使煤中的可燃部分转化为可燃气体,而煤中灰分以废渣的形式排出的过程。
所生成的煤气再经过净化,就可作为燃气或合成气来合成一系列的化工产品。
在气化炉内,煤炭经历了干燥、干馏、气化和燃烧等几个过程。
干燥:原料煤进人气化炉后受热,大约在200℃煤孔中吸附态或吸藏的气体及水分首先被脱除。
干馏:干馏是脱除挥发分过程,当干燥煤的温度进一步提高,煤中的挥发物从煤中逸出。
气化过程的基本反应:经干馏后得到的半焦与气流中的H2O、CO2和H2等反应,生成可燃性气体等产物,其主要反应有碳与水蒸气的反应,碳与二氧化碳的反应,甲烷生成反应,变换反应。
燃烧:经气化后残留的半焦与气化剂中的氧进行燃烧。
由于碳与水蒸气、二氧化碳之间的反应都是强烈的吸热反应,因此气化炉内要保持高温才能维持吸热反应的进行。
一般将热解后的固定碳与气化剂的化学反应按照参与反应物的物质相态分成两种类型:非均相的气固反应和均相的气相反应。
煤的气化反应方程很多,其中受到关注和研究的可概括为以下的九个反应:非均相反应:CO - 123KJ/mol R1部分燃烧反应 C + 1/2O2CO2 - 109KJ/mol R2燃烧反应 C + O2R3水蒸气分解反应 C +H2O CO + H2 + 119KJ/mol2CO2 + 162KJ/mol R4 CO2还原反应 C +COCH4 + 87KJ/mol R5加氢反应 C + 2H2均相反应:R6 均相燃烧反应1/2O2 + H2H2O - 242KJ/molR7气相燃烧反应 CO + 1/2O2CO2 - 283KJ/mol R8水煤气变换反应CO + H22 + H2 - 42KJ/molR9甲烷化反应CO + 3H CH4 + H2O - 206KJ/mol国内外学者对上述9个主要的煤气化方程进行研究,但还没有形成统一的结果,许多研究者认为煤的气化反应主要是非均相反应,这其中包含发生化学反应的化学过程,也包含了气体在煤焦表面的吸附、扩散传质、气体流场分布以及热传导等质量、能量的传递过程;而且也有气体反应物之间的均相反应,其总的气化历程通常经过如图1所示的7个步骤:图1 气-固非均相反应示意图1) 气体反应物通过外气膜边界层扩散到煤焦颗粒的表面;2) 气体反应物在多孔煤焦结构中沿孔隙内扩散至颗粒的内表面;3) 气体反应物被颗粒内表面的活性位吸附,形成C(O)化合物中间络合物;4) 吸附在表面的中间络合物在颗粒内表面发生化学反应;5) 吸附态的产物从颗粒内表面脱附;6) 气体产物从颗粒的内孔通道向颗粒外表面扩散;7) 气体产物从颗粒外表面扩散到周围的气相环境中。
煤气化技术的研究和应用现状分析
煤气化技术的研究和应用现状分析一、引言煤气化技术是指将煤作为原料,在高温、高压和缺氧的条件下进行化学反应,生成合成气的一种技术。
自20世纪初期开始,煤气化技术就一直受到了人们的关注,成为了产生合成气和一系列化工产品的重要途径之一。
煤气化技术的研究和应用现状分析,对于推动我国能源结构优化升级和经济发展具有重要意义。
二、煤气化技术的研究现状煤气化技术的研究涉及到多个领域,主要包括煤气化反应机理的研究、反应器工程技术的研究、煤气化过程中产生的煤气中的污染物的处理技术等方面。
(一)煤气化反应机理的研究煤气化反应机理是指在化学反应中煤本身所发生的变化,这是研究煤气化技术的重要基础。
目前,关于煤气化反应机理的研究主要包括以下几个方面:煤的结构特征、煤的裂解反应、煤的气化反应以及煤的灰熔化行为等。
(二)反应器工程技术的研究反应器是煤气化技术的核心设备,也是保证煤气化反应能够高效进行的关键。
目前,煤气化反应器主要分为实验室规模反应器和工业规模反应器,其中以工业规模反应器为主。
近年来,随着科技的不断发展,工业规模反应器的使用范围不断扩大,尺寸和反应处理量均有较大增长。
(三)煤气化过程中产生污染物的处理技术煤气化反应中产生大量的废水、废气和固体废弃物,其中含有大量的污染物,严重影响了环境和人类健康。
因此,煤气化后的污染物的处理技术也成为了煤气化技术必须重视的一个方面。
三、煤气化技术的应用现状分析煤气化技术的应用现状主要涉及到煤气化技术在能源、化工、燃料等领域的应用情况。
(一)煤气化技术在能源领域的应用随着能源需求不断增加,煤气化技术在能源领域的应用也日益广泛。
目前,煤气化技术在燃气发电、城市煤气和煤化工领域中得到了广泛应用。
(二)煤气化技术在化工领域的应用煤气化技术是生产合成氨、合成甲醇、合成油、二甲醚、苯乙烯等重要化工产品的重要途径之一。
目前,煤气化技术在化工领域的应用已经取得了很大的成功,且应用领域也在不断扩大。
煤炭气化技术研究与应用
煤炭气化技术研究与应用煤炭作为世界上最主要的化石能源之一,在人类经济发展中起到至关重要的作用。
然而,煤炭的传统燃烧方式不仅对环境造成极大的污染,还有限的化石燃料资源也使人们转向寻找更加清洁、高效利用煤炭资源的方法。
煤炭气化技术应运而生,为煤炭的可持续利用提供了新的机会。
本文将通过对煤炭气化技术的研究与应用进行探讨,以展示其在能源转型和环境保护方面的重要性。
煤炭气化是一种将煤炭转化为燃气或化学品的过程。
它通过高温下将煤炭与一定量的氧气或蒸汽反应,生成合成气(合成气主要由一氧化碳和氢气组成)。
合成气可以用作化学原料,用于生产合成油、合成天然气和合成燃料等。
与传统煤炭燃烧方式相比,煤炭气化具有以下几个重要的优点:首先,煤炭气化可以高效利用煤炭资源。
传统的煤炭燃烧方式在燃烧过程中会产生大量废气和固体废弃物,导致煤炭资源的浪费。
通过气化技术,可以将煤炭的能量有效转化为合成气,实现了能源的高效利用。
其次,煤炭气化可以减少环境污染。
煤炭燃烧产生的废气中含有大量的二氧化碳、硫化物和氮氧化物等有害物质,对大气环境和人体健康造成严重影响。
而煤炭气化过程中,废气会经过处理,二氧化碳可以被捕获和储存,减少二氧化碳排放。
此外,气化产生的合成气可以进一步用于替代高碳热能,减少传统燃煤电厂的污染排放。
再次,煤炭气化可以实现能源转型和经济转型。
随着全球对可再生能源的需求增加,煤炭气化技术可以为能源行业提供一种过渡解决方案,使煤炭得到清洁利用。
合成气可以用于生产更清洁的燃料,如合成天然气和合成柴油,以替代传统的石油燃料。
此外,合成气还可以用于化工行业,生产各种化学品,如合成甲醇、合成氨等。
与此同时,煤炭气化技术也存在一些挑战和限制。
首先,煤炭气化过程需要高温、高压和复杂的设备,需要大量的投资。
这对于一些发展中国家来说可能是一个限制因素,阻碍其推广和应用。
其次,气化过程中会产生大量的废弃物,如气化渣、焦炭等,对环境造成二次污染。
为了解决这个问题,研究者需要在气化技术中加入废弃物处理和利用的方法,实现资源的最大化利用。
天然气的天然气液化与气化技术
天然气的天然气液化与气化技术天然气是一种广泛使用的清洁能源,为了便于运输和储存,常常需要将其转化为液态或气态形式。
天然气的液化与气化技术成为了解决这一问题的有效手段。
本文将围绕天然气的液化与气化技术展开讨论,分析其原理、应用和发展趋势。
一、天然气液化技术天然气液化技术是将天然气冷却至其临界温度以下,使其转化为液态的过程。
该技术主要应用于远距离运输和储存,能够大幅减小天然气的体积,提高能源利用效率。
1.1 原理天然气液化的原理基于冷却效应。
液化天然气(LNG)是在极低温下(约-162摄氏度)对天然气进行冷却而成的。
当天然气冷却到其临界温度以下,分子之间的间距减小,从而使天然气压缩为液态。
同时,天然气液化过程中会释放大量的热量,可以用于其他用途,例如发电或供暖。
1.2 应用天然气液化技术广泛应用于天然气的长距离运输和储存。
通过液化,天然气的体积可缩小约600倍,从而大幅降低运输成本。
同时,液化的天然气便于储存,在需要时可随时转化为气态供应给用户。
1.3 发展趋势天然气液化技术的发展趋势主要集中在两个方面。
首先,液化天然气的运输和储存设施逐渐完善和扩大,液化天然气终端接收站建设日趋普及。
其次,液化天然气在化工、航运和发电等领域的应用不断增加,对技术的要求也更加严格,追求更高的安全性和效率性。
二、天然气气化技术天然气气化技术是将液化天然气(LNG)转化为气态的过程。
该技术常用于天然气的燃烧、发电和工业生产等领域,如城市燃气供应和化工原料。
2.1 原理天然气气化的原理是通过升温和去除液态,将液化天然气转化为气态。
在天然气气化过程中添加适量的热量,使其温度上升到接近常温,同时去除液态部分,使其恢复为气态。
2.2 应用天然气气化技术广泛应用于燃气发电、城市燃气供应、工业炉窑和化工生产等领域。
通过气化,将天然气转化为气态后,可以更方便地进行燃烧和使用,满足不同领域的能源需求。
2.3 发展趋势天然气气化技术的发展呈现出以下几个趋势。
煤气化研究报告
煤气化研究报告随着能源需求的不断增长,煤作为一种重要的能源资源,受到了越来越广泛的关注。
煤气化作为一种高效利用煤资源的技术,也逐渐成为了人们关注的焦点之一。
本文旨在对煤气化技术进行深入的研究,探讨其发展现状和未来发展方向。
一、煤气化技术概述煤气化是指将煤转化为一种可燃气体的过程。
该过程通常包括以下几个步骤:煤的粉碎和干燥、煤的气化反应、气体的净化和加氢、气体的利用。
根据不同的气化剂和反应条件,煤气化可以分为多种类型,如水煤气、干燥煤气、半水煤气等。
煤气化技术具有以下几个显著的优点:1.高效利用煤资源,可以将煤转化为多种高附加值产品,如合成气、甲醇、二甲醚等。
2.可减少煤炭的使用量,降低对环境的影响,减少二氧化碳等有害气体的排放。
3.具有较高的灵活性和适应性,可以根据不同的气化剂和反应条件制备不同种类的气体。
4.煤气化技术具有较高的自主创新能力,可以为国家的能源安全提供保障。
二、煤气化技术的发展现状我国煤气化技术已经有了较长的历史,早在上世纪五六十年代,国内就开始了煤气化的研究和实践。
随着技术的不断发展,我国的煤气化技术已经取得了很大的进展,成为了全球煤气化技术的领先者之一。
目前,我国主要的煤气化技术有两种:一种是以水蒸气为气化剂的水煤气技术,另一种是以空气和氧气为气化剂的干燥煤气技术。
其中,水煤气技术已经成为了我国的主导技术,其优点在于气化反应相对稳定,产物气体质量高,适用于制备高附加值的化学品和燃料气。
除此之外,我国还在煤气化技术方面进行了多项创新,如采用床层气化技术、流化床气化技术等,进一步提高了气化效率和产物气体质量。
三、煤气化技术的未来发展方向未来的煤气化技术发展方向主要有以下几个方面:1.提高气化效率和产物气体质量,降低能耗和环境污染。
2.开发新型气化剂和反应条件,制备更多种类的气体和高附加值产品。
3.开展煤气化与化工、电力等领域的深度融合,实现煤气化产业的协同发展。
4.加强煤气化技术的国际合作和交流,推动我国煤气化技术的国际化进程。
煤气化技术
煤气化技术煤气化技术是将固体煤转化为气态或液态燃料的一种技术,其主要目的是提高煤的利用率,减少对传统燃料的依赖,达到节能、环保的目标。
本文将从煤气化技术的基本原理、应用领域以及优缺点等方面进行详细阐述。
一、煤气化技术的基本原理所谓煤气化技术,就是将煤通过高温、高压、无氧条件下的气化反应,将煤中的碳、氢、氧等元素与水蒸气或其他工业气体反应,生成一种能源燃气和化工原料的技术。
基本反应式为:C + H2O → CO + H2C + CO2 → 2COH2O + CO → H2 + CO2以上反应产生的气体主要包括一氧化碳(CO)、氢气(H2)和二氧化碳(CO2),其中一氧化碳和氢气是煤气化的两种主要产物,也是煤气化的主要目的。
二、煤气化技术的应用领域煤气化技术可以应用在多个领域,包括:1. 燃料领域:将煤气用作机械动力、燃料燃烧等用途。
2. 化工领域:将煤气用作化工原料,制取烯烃、乙烯、合成氨等。
3. 能源领域:将煤气用作化学燃料,如用合成气生产合成烃等。
4. 环保领域:将煤气用作城市燃气,以代替传统的煤炭、石油等燃料。
5. 冶金领域:将煤气用作高炉燃料,以代替传统的焦炭。
6. 电力领域:利用燃气发电、燃气轮机等,将煤气转化为电能。
三、煤气化技术的优缺点1. 优点:(1)提高煤的利用率:通过煤气化技术,可以将煤中的碳、氢等元素都充分利用,大幅提高煤的利用率。
(2)节约能源:煤气化技术可以将煤转化成可替代传统能源的煤气,实现节能减排。
(3)环保:煤气化技术可以减少尘埃、烟气等污染物的排放,达到环保的目的。
2. 缺点:(1)设备配置复杂:煤气化设备、反应器、气体清洗装置等的设计和制造较为复杂,需要高技术水平的研发和生产。
(2)能源成本高:虽然煤气化技术可以提高煤的利用率,但其能源成本相对较高,需要大量的电力和气体,从而影响了其应用范围和经济效益。
(3)反应过程精确控制难度大:煤气化是一个复杂的反应过程,其反应速度、温度、压力等参数均需要精确控制,一旦发生偏差,就可能影响到产物的质量和产量。
煤气化技术及其应用前景
煤气化技术及其应用前景煤气化技术是一种将煤炭转化为合成气的过程,该合成气可以用作燃料或化学原料。
煤气化技术在能源领域具有重要的意义,它可以提高煤炭资源的利用效率,减少对传统能源的依赖,并减少环境污染。
本文将探讨煤气化技术的原理、应用领域以及未来的发展前景。
煤气化技术的原理是通过高温和压力条件下,将煤炭与氧气或蒸汽反应,产生合成气。
合成气主要由一氧化碳(CO)、氢气(H2)和少量的甲烷(CH4)组成。
这些气体可以通过合成气的净化和转化,得到燃料气、石化产品、化学品等。
煤气化技术有多种方法,包括固定床煤气化、流化床煤气化和床内煤气化等。
每种方法都有其特点和适用范围,根据煤种和需要的产品,选择适合的煤气化技术是至关重要的。
煤气化技术的应用领域广泛。
首先,煤气化技术可以用于发电。
合成气可以作为燃料,直接供给燃气轮机或内燃机发电。
与传统燃煤发电相比,煤气化发电可以减少大气污染物的排放,提高发电效率。
其次,煤气化技术可以用于石化行业。
合成气可以用作合成油、合成烃和合成醇的原料,用于生产汽油、柴油、乙烯等产品。
此外,煤气化技术还可以用于化学工业。
合成气可以用于合成氨、甲醇、二甲醚等化学品,广泛应用于农药、塑料、合成纤维等领域。
煤气化技术的应用前景看好。
一方面,煤气化技术可以提高煤炭资源的利用率。
煤炭是我国主要的能源资源之一,但传统的燃煤方式存在能源浪费和环境污染的问题。
通过煤气化技术,可以将煤炭转化为合成气,提高能源利用效率。
另一方面,煤气化技术可以减少对传统能源的依赖。
传统能源如石油和天然气资源有限,而煤炭资源丰富。
通过煤气化技术,可以将煤炭转化为替代燃料,减少对进口能源的依赖。
此外,煤气化技术还可以减少环境污染。
煤炭燃烧会产生大量的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等有害气体,而煤气化技术可以通过净化和转化,减少这些污染物的排放。
然而,煤气化技术也面临一些挑战。
首先,煤气化技术的投资成本较高。
煤气化设施的建设需要大量的资金和技术支持,这对于一些发展中国家来说可能是一个难题。
煤炭气化技术的发展趋势及应用前景分析
煤炭气化技术的发展趋势及应用前景分析煤炭气化技术是将煤炭转化为合成气的一种重要工艺,它具有高效能、低排放、多产物利用等优势。
随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高,煤炭气化技术在能源转型和环保领域的应用前景备受关注。
本文将从技术发展趋势和应用前景两个方面进行分析。
一、技术发展趋势1. 高效能化:随着科技的不断进步,煤炭气化技术在高效能方面取得了显著进展。
传统的煤炭气化技术存在能源浪费和低效率的问题,而现代化的气化技术可以实现煤炭的高效转化,提高能源利用率。
例如,采用先进的气化反应器和催化剂,可以提高气化效率,减少能源损耗。
2. 清洁化:环境保护意识的提高促使煤炭气化技术向清洁化方向发展。
传统的煤炭气化过程中会产生大量的二氧化碳、一氧化碳和硫化物等有害气体,对环境造成严重污染。
而现代化的气化技术可以通过气体净化、尾气处理等手段,有效减少有害气体的排放,实现清洁能源的生产。
3. 多产物利用:煤炭气化技术不仅可以生产合成气,还可以获得一系列有价值的副产品。
例如,合成气可以用于制备合成燃料、化学品和氢气等,副产品包括煤焦油、煤炭灰等可以用于生产沥青、水泥等。
多产物利用不仅可以提高资源利用效率,还可以降低煤炭气化过程的成本。
二、应用前景分析1. 能源转型:煤炭气化技术在能源转型中具有重要作用。
传统的煤炭燃烧方式会产生大量的二氧化碳和污染物,对空气质量和环境造成严重影响。
而煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成气,通过合成气发电、合成气制热等方式替代传统的煤炭燃烧,实现清洁能源的利用,减少对化石燃料的依赖。
2. 化学工业:煤炭气化技术在化学工业中有广阔的应用前景。
合成气可以用于制备合成燃料、化学品和氢气等,这些产品在能源、化工、交通等领域的需求量巨大。
同时,副产品的多产物利用也为化学工业提供了更多的原料来源,降低了生产成本,促进了化学工业的可持续发展。
3. 煤炭资源利用:煤炭气化技术可以充分利用煤炭资源。
目前,全球煤炭资源储量丰富,但传统的煤炭开采和利用方式存在浪费和环境污染问题。
煤炭气化技术的发展与应用前景
煤炭气化技术的发展与应用前景煤炭作为我国主要的能源资源之一,在我国的能源结构中占据着重要地位。
然而,煤炭的高污染排放和能源利用效率低下等问题也日益凸显。
为了解决这些问题,煤炭气化技术应运而生,并且在近年来取得了长足的发展。
本文将探讨煤炭气化技术的发展与应用前景。
首先,煤炭气化技术是一种将固体煤转化为气体燃料的技术。
通过高温和高压的条件下,煤炭中的碳和氢等元素与水蒸气或空气反应,生成合成气。
合成气中主要含有一氧化碳、氢气和二氧化碳等成分,可以用于发电、制造化学品和燃料等方面。
相比于传统的燃煤发电方式,煤炭气化技术能够大幅减少污染物的排放,提高能源利用效率,对于改善环境污染和节约能源具有重要意义。
其次,煤炭气化技术的发展已经取得了显著的成果。
我国在煤炭气化技术方面投入了大量的研发和应用工作,并取得了一系列重要的突破。
例如,我国成功开发了多种煤炭气化技术,包括固定床气化、流化床气化和煤浆气化等。
这些技术在实际应用中已经取得了良好的效果,为我国的能源结构调整和环境保护提供了有力支撑。
此外,煤炭气化技术的应用前景也非常广阔。
首先,煤炭气化技术可以用于发电。
合成气可以直接燃烧,也可以通过气轮机和蒸汽轮机等设备转化为电能。
这种发电方式不仅能够提高能源利用效率,还能够减少大气污染物的排放。
其次,煤炭气化技术可以用于制造化学品。
合成气可以用于合成氨、甲醇、乙烯等化学品,为化工行业提供了新的原料来源。
此外,煤炭气化技术还可以用于制造燃料。
合成气可以通过化学反应转化为液体燃料,如合成柴油和合成天然气等,为交通运输和工业生产提供了新的能源选择。
然而,煤炭气化技术的发展也面临一些挑战和问题。
首先,煤炭气化技术的建设成本较高。
由于煤炭气化技术需要高温和高压的条件,设备的制造和维护成本较高,需要大量的投资。
其次,煤炭气化技术的环境影响也需要引起关注。
尽管煤炭气化技术可以减少大气污染物的排放,但在气化过程中仍会产生一定量的二氧化碳和其他有害气体。
浅谈煤炭气化技术
A.常压粉煤气流床气化(KT炉)
B.加压气流床粉煤气化(Shell炉) 反应原理与K-T炉相同,比K-T炉碳转化率高 主要工艺特点:
单位产气能力高
能源利用率高
煤种适应性广
环境效益好
C.湿法加压气流床气化
多喷嘴对置式水煤浆气化工艺技术 德士古水煤浆加压气化工艺技术
Biblioteka 多喷嘴对置式水煤浆气化装置
通过提高气化温度和气化压 力等改进,开发成功了高温 温克勒、U-Gas、KRW和 CFB等新型流化床气化技术。
常压温克勒气化炉
3) 气流床气化。用气化剂将粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内,也可将煤粉先 制成水煤浆,然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生 燃烧反应和气化反应,灰渣以液态形式排出气化炉。
二、气化用煤
需测定煤的反应性、黏结性、结渣性、 热稳定性、机械强度、粒度组成、灰熔点, 水分、灰分和硫分等指标,并把上述各指 标一起作为气化用煤的质量指标。
三、 煤炭气化技术分类及煤气的分类
地面气化
将煤从地下挖掘出来后再经过各种气化 技术获得煤气的方法。
气 化 技 术
地下气化
煤炭地下气化,就是将埋藏在地下的煤炭进行有 控制的燃烧,通过对煤的热作用及化学反应而产生 可燃气体的过程。 地下气化过程集建井、采煤、气化工艺为一体。 优点:安全性好、投资少、见效快、污染少、效 益高,被誉为第二代采煤方法。
多喷嘴对置式水煤浆气化炉优点
(1) 气化工艺指标先进 (2) 碳转化率高 (3) 一对烧嘴跳车时,另一对烧嘴可维持后续生产 (4) 更适合大型化 (5) 气体净化处理及含渣水处理工艺先进。 (6) 高温热电偶使用寿命更长 (7) 工艺控制手段先进,自动化程度高
煤气化研究报告
煤气化研究报告煤气化是一种将煤转化为气体燃料的过程,它是一种能源转换技术,可以将煤作为一种清洁能源利用。
近年来,随着能源问题的日益突出,煤气化技术越来越受到人们的关注和重视。
本文将从煤气化的概念、煤气化的技术路线、煤气化应用领域等方面进行探讨。
一、煤气化的概念煤气化是将煤通过化学反应转化为气体燃料的过程。
这种过程需要在高温、高压、无氧或低氧的环境下进行,使得煤中的碳、氢等元素与水蒸气、氧气等反应生成一种或多种气体,其中主要是一氧化碳和氢气。
这种气体称为合成气,它可以作为一种清洁能源利用。
二、煤气化的技术路线煤气化技术可以分为直接煤气化和间接煤气化两类。
直接煤气化是指将煤直接转化为合成气的过程,其主要反应为:C+H2O=CO+H2C+CO2=2CO间接煤气化是指先将煤转化为一种液体或固体燃料,再通过热解或气化将其转化为合成气的过程。
目前主要的间接煤气化技术有煤水浆气化和煤焦油气化。
煤水浆气化是指将煤与水混合后制成煤水浆,再通过高温高压下加氧化剂进行气化反应,生成合成气的过程。
煤水浆气化技术具有煤质适应性强、反应速度快、气化效率高等优点。
煤焦油气化是指将煤焦油经高温气化反应,生成合成气的过程。
煤焦油气化技术具有能够处理多种煤质、生产液体燃料的优点。
三、煤气化应用领域1、燃料煤气化产生的合成气可以作为一种清洁燃料,广泛应用于发电、炼油、钢铁等行业。
煤气化产生的合成气还可以用于家庭燃气、汽车燃气等领域。
2、化学工业煤气化产生的合成气可以用于合成甲醇、乙二醇、氨等化工原料,也可以用于合成合成油、合成酯等高附加值产品。
在化学工业中,煤气化技术可以替代传统的炼油工艺,缓解石油资源短缺的问题。
3、环保煤气化技术可以将煤中的有害物质如硫、氮等去除,减少燃煤排放的污染物,有利于环境保护。
4、资源利用煤气化技术可以将煤中的有机物转化为合成气,从而实现煤的高效利用,减少煤的浪费。
四、煤气化技术的发展趋势目前,煤气化技术已经得到了广泛的应用和推广,但是在实际应用中还存在着一些问题,如反应速度慢、能耗高、产物选择性差等。
浅论煤制甲醇之中煤气化技术的运用
浅论煤制甲醇之中煤气化技术的运用摘要:随着现代工业不断发展,煤气化技术得到了广泛应用,煤制甲醇便是其中的代表。
经过大量实践积累发现,在煤制甲醇之中,合理选择煤气化技术是重中之重。
目前,以HTW流化气化工艺为代表的诸多煤气化技术各具优缺点,因而在实际应用环节应予以综合考虑。
本文基于煤制甲醇之中煤气化技术的运用进行相应探讨,以便参考。
关键词:煤制甲醇煤气化技术运用1.煤制甲醇之中常见煤气化技术介绍1.1HTW流化气化工艺该技术是由德国RWE-GROUP设计和提出的,其最突出特点在于可于气化环节较大幅度提高气化炉内部环境的温度以及实际工作压力,一般选用干褐煤这种煤原料予以气化处理。
在该工艺的帮助下,可实现对煤块的快速干馏,最大程度裂解挥发物,然而其净化功能相对薄弱,因而气化完成后,煤气通过气化炉向外释放时往往附带大量飞灰,且含有较多的碳,因而需要予以必要的后期处理。
在Wwsswling的示范厂[1],其最理想日均产量可达成1500t,不仅高效,而且生产成本相对较低。
1.2Texaco水煤浆气化工艺该工艺由美国Texaco公司设计和提出的,其具有诸多优点:煤种适应性相对理想,气化压力较为宽泛,能够在4.0~6.5MPa进行调整[2];可结合气化气体的具体使用途径确定所采用的气化流程及其热回收形式,即在以激冷形式以及废锅形式等形式之中进行选择;由气化炉提供的融渣经冷却处理之后,化学性质较为稳定,因而可当作建材使用。
1.3SCGP气化工艺该技术由荷兰Shell公司设计和提出的,其在本质上属于一种加压气流床气化工艺,以干煤粉为主要原料,以纯O2为气化剂,其最终排渣成液态形式。
生产效率较高,得到的气体具有较高纯净度,由于具有较为理想的有效气体转化率,因而能够大幅节省煤的耗用量。
所采用的气化炉在烧嘴以及控制系统方面具有较高的安全系数,其采用的气化设备属于单系列模式操作,开工率较为理想,甚至高达90%。
由大量实践可知,该气化技术属于一种较为理想的气化技术。
对我国煤气化技术发展方向的思考
对我国煤气化技术发展方向的思考煤气化是一种将煤炭转化为气体的过程,通常是将煤炭在高温、高压下分解成气体。
这种技术可以将煤炭转化为液态或气态燃料,如天然气、液化石油气和合成气等,用于燃料、化学、肥料等领域。
我国自上世纪六十年代开始发展煤气化技术,经过多年的努力,取得了一定的成绩。
但是,在全球范围内,煤气化技术发展趋势正在发生变化,我国也需要根据国内外形势和需求,对煤气化技术进行调整和升级,以适应未来的发展需要。
一、加强煤气化技术的研究和开发煤气化技术的研究和开发是煤炭工业发展的基础。
我国煤炭储量丰富,但煤质不太优良,因此还需要通过改进煤气化工艺,提高煤的转化效率,降低环境污染,才能更好地利用煤炭资源。
未来需要加强煤气化技术的研究和开发,开发新的煤气化工艺,提高煤气化效率,同时降低能耗和环境污染。
二、推广煤气化技术的应用煤气化技术可以应用于燃料、化学、肥料等领域,为我国的经济发展作出重要贡献。
未来需要推广煤气化技术的应用,扩大应用范围,促进煤炭资源的可持续利用。
同时,还需要加强煤气化技术的国际合作,提高我国在煤气化领域的地位。
三、发展煤气化技术的多元化未来煤气化技术需要实现多元化发展,包括多种煤气化技术的并行研究和开发。
同时,还需要将煤气化技术和其他能源技术相结合,如太阳能、风能等,实现煤气化技术的可持续发展。
此外,还需要将煤气化技术与信息技术相结合,实现煤气化产业的数字化、智能化和绿色化。
四、优化煤气化产业布局未来还需要优化煤气化产业的布局,加强区域协同发展。
一方面,需要将煤气化产业布局在煤炭资源丰富的地区,另一方面,需要将煤气化产业与其他产业相结合,实现资源共享、优势互补。
未来还需要将煤气化产业布局在环境条件较好的地区,减少环境污染,提高生产效率。
未来我国煤气化技术的发展方向包括加强研究和开发、推广应用、实现多元化发展和优化产业布局。
这些方向将有助于推动我国煤气化技术的发展,提高煤炭资源的利用率,促进经济的可持续发展。
煤的气化技术
煤的气化技术煤的气化技术是一种将煤转化为可用气体燃料的过程。
这项技术已经存在了很长时间,并在过去几十年中得到了广泛的应用和研究。
煤气化可以将煤中的碳转化为一种称为合成气的混合气体,该混合气体可用于发电、制造化学品和液体燃料等多个领域。
煤气化技术的基本原理是将煤与氧气和水蒸气反应,产生一种气体混合物。
这个过程发生在高温和高压下,通常在1000摄氏度以上进行。
在这个过程中,煤中的碳会与氧气反应,产生一氧化碳和氢气。
一氧化碳和氢气的比例取决于气化过程的条件和煤的性质。
这种合成气可以用作燃料或作为其他化学反应的原料。
煤气化技术有几种不同的变体,包括固定床气化、流化床气化和喷射流气化。
在固定床气化中,煤被放置在一个固定的反应器中,气体通过煤床流过,使煤发生气化反应。
在流化床气化中,煤粒被气体流体化,形成一个流化床,其中煤气化反应发生。
喷射流气化是一种较新的技术,其中煤被喷射到燃烧器中,并与气体混合,形成合成气。
煤的气化技术具有多种优点。
首先,煤气化可以将煤中的碳转化为气体,从而减少对煤的直接燃烧,降低了污染物的排放。
其次,合成气可以用作燃料,替代传统的石油和天然气,从而减少对有限资源的依赖。
此外,合成气还可以用于制造化学品和液体燃料,提供了多样化的能源来源。
然而,煤气化技术也面临一些挑战。
首先,气化过程需要高温和高压条件,这对设备和能源消耗提出了要求。
此外,气化过程还会产生大量的废水和废气,需要适当的处理和排放措施。
此外,煤气化技术的经济性也是一个问题,需要考虑投资成本和气化产物的利用价值。
为了克服这些挑战,研究人员一直在努力改进煤气化技术。
他们致力于开发更高效、节能的气化反应器,以减少能源消耗和排放。
他们还在研究如何更好地利用气化产物,例如开发新的化学品和液体燃料制造技术。
此外,研究人员还在探索将可再生能源与煤气化技术相结合,以进一步降低碳排放。
总的来说,煤的气化技术是一种重要的能源转化技术,可以将煤转化为合成气,为多个领域提供能源和原料。
我国煤气化技术发展现状与趋势
我国煤气化技术发展现状与趋势煤是我国重要的能源之一,煤气化技术的发展对我国经济和能源事业的发展具有重要意义。
随着国家能源战略的改变,煤气化技术也正在逐步升级与完善。
本文将对我国煤气化技术的发展现状与未来趋势进行探讨。
一、我国煤气化技术的发展历程煤气化技术在我国的发展历程可追溯至20世纪50年代,当时煤气化作为生产合成氨、合成烟煤油等化工原料的中间步骤而广泛应用。
随着我国石油资源的逐渐减少,煤气化技术从化工领域扩展到了化肥、造纸、食品等领域,成为一种重要的能源转化技术。
在80年代末,我国开始大力发展煤制油技术,煤气化技术也迎来了一个新的发展时期,成为我国能源战略的重要组成部分。
随着社会对环保的要求越来越高,传统煤气化技术面临着许多挑战。
为了适应新的发展需求,我国开始着手进行煤气化技术的升级改造。
二、我国煤气化技术的发展现状目前,我国的煤气化技术主要分为两种:一种是固定床煤气化技术,另一种是流化床煤气化技术。
固定床煤气化技术适用于生产天然气、合成气和化工原料等产品,其优点是原料适应性强,但产品稳定性较差。
流化床煤气化技术适用于生产合成烷、合成油和合成甲醇等产品,其优点是产品稳定性好,但是对原料粒度、灰分和硫分要求较高。
此外,随着新能源技术的不断发展,我国的煤气化技术也开始与可再生能源进行融合。
例如,通过太阳能或风能发电,将电能转化为热能,再用热能进行煤气化等过程,以此来降低能源消耗和环境污染。
三、煤气化技术的未来发展趋势未来,我国的煤气化技术发展将呈现以下趋势:1. 逐步降低生产成本。
随着煤气化技术的进步和原材料的成本下降,煤气化产品的成本将逐步降低,使得产品更具市场竞争力。
2. 逐步制定严格的环保标准。
随着环保意识的逐渐提高,未来煤气化技术的发展将更加注重环保问题,并且逐步制定更为严格的环保标准。
3. 创新煤气化技术。
未来,煤气化技术将趋向于高效、绿色和智能化方向,例如采用新型催化剂、透析膜技术和智能控制技术等,以提高效率、降低污染和保证运行安全。
煤气化技术的发展和应用研究
煤气化技术的发展和应用研究一、煤气化技术的概述煤气化技术是将煤炭通过高温高压等条件下进行化学反应,将其转化为燃气和化学原料的一种技术手段。
该技术的发展可以追溯到19世纪末期,但是其发展受到了多种因素的制约,如炉渣处理、环境污染等问题。
随着科技的进步,现代煤气化技术已经得到了广泛的应用,成为了当今重要能源利用的手段之一。
二、煤气化技术的历史和发展1、早期煤气化技术早在19世纪末期,工业化进程刚刚开始,煤气化技术就开始了其发展过程。
当时的煤气化设备主要以固定床式反应器和流化床式反应器为主,但是由于设备受到温度、质量和维护等诸多因素的制约,技术发展缓慢,且存在热损失、低利用率和产品排放问题等困扰。
2、现代煤气化技术随着时间的推移,煤气化技术得到了快速发展。
现代煤气化技术主要包括:生物质气化技术、流化床气化技术和齐夫气化技术等。
其中,低质煤、煤矸石等煤炭资源得到了有效的利用,使得煤炭资源得到了更好的环保利用。
三、煤气化技术的应用研究1、煤气化技术在生产中的应用现代煤气化技术得到了广泛的应用,可以用于生产燃气和化工原料,并可以用于制造氨、甲醇、有机化合物等。
煤气化技术可以将煤炭转化为气体,使其更方便运输。
同时,化学原料等诸多产品的制造也会带动市场经济的发展。
2、煤气化技术与化工产业的整合煤气化技术的发展对于化工产业整体的发展来说,是相当有利的。
化工产业可以利用煤气化技术直接生产所需要的气体,而不必通过消耗更多的能源来进行革命工艺。
同时,由于原料的来源可以控制,价格也相对的稳定,因此生产成本也更加可控。
3、清洁煤气的生产技术现代煤气化技术也在研究清洁煤气的生产相关技术方案。
清洁煤气的生产,在能源短缺的今天,具有广泛的应用前景。
通过提高煤气化技术的效率,可以改善煤气生产的质量,减少清洗的需要,实现污染的减少。
四、煤气化技术的未来发展趋势1、环保与低成本的平衡在未来的煤气化技术发展中,环保与低成本是两个方向上的平衡。
煤的气化技术研究与应用
煤的气化技术研究与应用煤是中国最主要的能源之一,但是从环保、能源利用效率等方面考虑,传统热力发电方式并不科学和可持续。
因此,煤的气化技术应运而生,可以将煤转化为一种更清洁、更高效的能源。
本文将对煤的气化技术进行详细论述。
一、煤的气化技术概述煤的气化技术是一种将煤转化为气体燃料的过程。
通过高温高压条件下的热化学反应,煤中的有机物质发生分解,生成可燃性气体,如一氧化碳、氢气等。
煤的气化技术可以说是目前最先进的煤化工技术之一,不仅可以提高能源利用率,降低污染排放,还可以减少对进口石油资源的依赖。
二、煤的气化技术分类根据气化过程中使用的反应剂的不同,可以将煤的气化技术分为两种:水蒸气气化和氧气气化。
1. 水蒸气气化水蒸气气化技术是煤化工领域应用最为广泛的技术之一。
水蒸气作为反应剂,与煤发生反应,生成可燃气体,主要是一氧化碳和氢气。
同时,氮气和二氧化碳等非常规气体也会随着可燃气体一起生成。
水蒸气气化技术优点在于过程不需要额外的氧气,煤的化学反应过程可以产生足够的热量,可以更加高效地利用煤炭资源。
2. 氧气气化氧气气化技术在煤化工领域中的应用比较新,是一种高温气化技术。
与水蒸气气化不同的是,氧气气化过程中只使用氧气作为反应剂,生成气体主要是氨、氮气和一氧化碳等。
氧气气化技术与水蒸气气化技术的不同之处在于其过程更加高温高压,输出的燃料气体构成也不同于水蒸气气化技术生成的气体组成。
三、煤的气化技术应用煤的气化技术源于早期煤炭的化学应用,随着科技的进步,煤的气化技术逐渐广泛应用于各个领域。
下面将介绍几个典型的应用案例。
1. 能源生产煤的气化技术可将煤转化为气态燃料,广泛应用于发电、燃料等领域。
例如,在我国许多地区的城市燃气中,主要燃料是煤气,而煤气就是通过煤的气化技术生成的。
此外,在我国东北地区的很多发电厂也都使用了煤的气化技术。
2. 化工生产煤的气化技术也可以应用于化工生产领域。
根据气态燃料生成的不同,煤气可分为城市煤气和工业煤气两种。
研究工业过程中的气体液化和气化技术
研究工业过程中的气体液化和气化技术气体液化和气化技术在工业生产中扮演着重要的角色,是许多领域中不可或缺的关键技术。
液化气体广泛应用于液化天然气、液化氧氮氩等工业场景,而气化技术则是将液态气体气化成为气态,满足不同工艺需求。
本文将从气体液化和气化技术的基本原理、应用领域、研究进展等方面展开探讨,旨在深入研究工业过程中气体液化和气化技术的应用及发展趋势。
一、气体液化技术的基本原理气体液化是将气体冷却至临界温度以下,达到液态的过程。
在一定的温度和压力条件下,气体的分子稳定为液态,具有更小的体积和更高密度。
液化气体的制备过程主要包括三个步骤:压缩、冷却和分离。
首先是将气体通过压缩机提高其压力,然后通过冷凝器将其冷却至低于气体的临界温度,最后通过分离器将液态气体与气态气体分离。
气体液化技术的关键在于控制压力、温度和流体动力学参数,以达到高效、节能的液化效果。
二、气体液化技术的应用领域气体液化技术广泛应用于工业生产和科研领域。
在能源行业中,液化天然气是一种重要的清洁能源,被广泛用于发电、城市供气、工业燃料等领域。
在医疗领域,液化氧氮氩等工业气体在医院气体输送系统中被广泛应用,用于病房、手术室等部门的供气。
除此之外,气体液化技术还在化工、航空航天、科研等领域有着重要的应用价值。
三、气体气化技术的基本原理气体气化是将液态气体经过升温或降压等技术方法转变成为气态过程。
在气体液化过程中,气体是被压缩并冷却至液态状态,而在气化过程中则是对液态气体进行加热或减压,使其重新转变成为气态。
气体气化技术的基本原理是通过加热或减压改变气体的热力学性质,将其转变为气态以满足不同工艺需求。
四、气体气化技术的应用领域气体气化技术在工业生产中有着广泛的应用。
在钢铁行业中,液态氮氧氩气通过气化技术被转变为气态,用于焊接、切割等工艺。
在化工行业中,气化炉是一种常见的气体气化设备,用于将液态气体转变成为气态气体,满足化工生产的需要。
此外,气体气化技术还在食品加工、医疗器械制造等领域有着重要的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
• 煤气出口温度和灰渣出口温度低是投资和 运行成本较低的基础
UGI炉的节能降耗措施
气化炉的类型
• • • • •
固定床(移动床) 1.常压间歇气化 2.富氧连续气化 3.常压二段气化 4.鲁奇炉-加压固态排渣 5.BGL-加压液态排渣
气化炉的类型
• • • • • • •
流化床(沸腾床) 1.温克勒炉(Winkler) 2.恩德炉 3.U-GAS炉 4.灰熔聚炉 5.KBR 6.循环流化床工艺(鲁奇) (Circulating Fluid-Bed Processes)
UGI炉的现状
• 固定床间歇式气化炉(UGI炉)4000台 • 总合成氨、甲醇产能约为3500万吨,占以 煤为原料产能的70%;
UGI炉的缺点
1.单炉日投煤量低:40-80t/d炉 2.气化强度低:180-350kg/m2.h 3.原料要求高:无烟煤、焦炭、不粘结性煤 颗粒度25—75mm 4.环保、节能问题:吹风气、含氰废水排放 (如采用富氧或纯氧气化则无吹风气排放) 5.气化炉煤渣含碳量较高(如有循环流化床 锅炉则无碍)
气化炉的政策
• 4.十二.五期间将选择19家大中型煤化工企 业,进行技术改造。 • 替代耗煤780万吨常压固定床间歇气化炉, • 实现年节约标准煤171万吨。 • 19家企业有: • 阳煤集团太化公司、 • 四川煤气化有限责任公司、 • 河南晋开投资控股集团
2018/11/22
气化炉的政策
• • • • 中国石油和化学工业联合会副秘书长孙伟善: 对固定床间歇煤气化技术的评价: 原料要求严格,能耗较高,污染严重; 煤气化工序是用能最多的工序,如合成氨气化 能耗约占整个工艺能耗的60%以上。 • 用相同原料,先进煤气化技术可使氨吨产品能 耗平均降低20%。
• 7.提高废热锅炉压力等级 • 8.中变串耐硫低变工艺(含低温、高活性催 化剂) • 9.常压变换改加压变换 • 10.脱碳工艺采用有机溶剂加压吸收,减压 闪蒸再生 (8、9、10三项是生产合成氨、甲醇时采用) • 11.炉渣返回循环流化床锅炉节能
UGI炉的节能降耗措施
• • • • • 12.吹风气余热回收技术 13.系统热电结合 14.粉煤成型替代块煤 15.气化改富氧或纯氧气化 16.炉型从标准的炉膛直径2.745m改为3.0m、3.3m、 3.6m,气化炉的大型化相对降低了投资 • 说明: • 以上改进是氮肥行业多年积累,以上的各项措施 主要作用是节能降耗,但系统相应也越来越复杂, 新建厂采用后达预期目标需一个过程。
气化炉的类型
• • • • • •
气流床 1.K-T炉 2.水煤浆炉 3.E-GAS炉(康菲) 4.SHELL炉 5.GSP炉 6.西安热工院二段炉 7.航天十一所航天炉 8.清华炉(二代) 9.五环炉 10.齐耀炉(711所) 11.华能集团两段式干煤粉气化炉
先进气化技术的认识
• 高速发展的原因: – 烧嘴、煤锁和灰锁的技术已掌握 – 煤化工高速发展的需求 • 气化技术产业化过程的认识: —先进气化技术是近20年来在中国成熟的 —气化技术的选用与煤种有密切关系
关于气化技术的讨论
2013.9.7
煤 气化制氢技术
• 主要工艺技术单元: 空分、备煤、煤气化、变换、脱硫、脱碳、 硫回收、净化气提氢 • 煤气化制氢的关键-净化气制备 • 净化气制备的关键-煤(加压)气化 • 煤(加压)气化的关键-气化炉
气化炉的主要类型
• 固定床: • 气化温度550度, 供煤3—75mm; • 流化床: • 气化温度800--1100度, 供煤1--5mm; • 气流床: • 气化温度1350--1600度, 供煤0.1mm ;
2018/11/22
2011年全国UGI炉能耗现状
• • • •
UGI固定床气化工艺: 达平均能耗1683kg标煤/吨氨,占产能64% 平均水平1570—1775 kg标煤/吨氨,占产能 50% 先进水平1365—1570 kg标煤/吨氨,占产能 35% 落后水平1775—2400 kg标煤/吨氨,占产能 15。
UGI炉与先进气化技术能耗比较
水煤浆或干粉气化煤气化工艺: • 平均能耗为1688 kg标煤/吨氨 • 先进水平1500—1700 kg标煤/吨氨占产能40%, • 落后水平1800—2050 kg标煤/吨氨占产能17% • 结论: • 1.数据说明UGI炉的节能措施执行良好,能耗水平 有可能达到新型煤气化技术的水平 • 2.目前先进气化技术能耗高的原因主要是大部分 企业均缺乏熟练的操作工队伍,且投产不久,生 产尚未进入稳态
国内实际使用的炉型
• • • • •
实际使用炉型可归纳为四大类 1.水煤浆气化炉 2.干粉气化炉 3.碎煤气化炉 4.固定床气化炉(简称UGI炉)(含二段炉) 5.清华二代炉(水煤浆和干粉技术的结合)
Байду номын сангаас
2018/11/22
气化炉的政策
• • • • • • • • • • 2012.3.16工信部 “先进煤气化节能技术推广实施方案”推荐: 1.多喷嘴水煤浆; 2.航天炉; 3.清华炉在丰喜已投运; 采用国内技术的条件: 1.业主对煤气化技术掌握的能力; 2.煤质和供煤的稳定性; 3.对技术提供方工艺包的消化能力; 4.专有技术的价格。
2018/11/22
UGI炉存在的原因
• UGI炉存在的原因:
• 无烟煤虽然是稀缺资源,但真正有大规模 需求的只有UGI炉,其他炉型均无法使用; • 无烟煤的特点: 热值高、灰分低、含硫低、密度大、 硬度高、不结焦、稳定性强、冷强度高; • 优质无烟煤产地:山西晋城、阳泉
2018/11/22
UGI炉的优势
1.新型炉蓖:产能增10-20%,炉渣残炭降6%, 蒸汽消耗降150kg/吨氨 2.微机油压控制技术(含自动加焦) 3.蒸汽压力前馈补偿控制和流量自动调节技 术(入炉蒸汽自动调节) 4.过热蒸汽入炉制气 5.机电一体化自动加煤和下灰技术 6.炉况优化控制技术
• • • • •
UGI炉的节能降耗措施