煤气化

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七种煤气化工艺介绍

七种煤气化工艺介绍煤气化是一种将固体煤转化为气体燃料的工艺，通常通过加热煤，使其在缺氧或氧气含量有限的条件下发生化学反应，生成焦炭、煤油和煤气等产物。

以下是七种常见的煤气化工艺的介绍。

1.固定床煤气化工艺：该工艺中，煤通过加热填充在固定的反应器中，在缺氧条件下进行气化。

在高温下，煤发生热解反应，生成固体残渣和一氧化碳、氢气等气体。

这些气体通常用于制造合成气或其他化学品。

2.流化床煤气化工艺：流化床煤气化工艺中，煤通过气化剂和促进剂的喷射，在气化炉内形成流体化床。

在床内，煤被高速的气流悬浮并在其表面上发生化学反应。

这种工艺适用于不同种类的煤，并能高效地产生合成气。

3.乌煤煤气化工艺：乌煤煤气化工艺是在低温和低压下对乌煤进行气化的一种方法。

乌煤是一种硬煤的变种，其含煤量高且易于破碎。

这种工艺能够产生较高浓度的一氧化碳和氢气，适用于燃料气和合成气的生产。

4. Lurgi煤气化工艺：Lurgi煤气化工艺采用干煤粉在喷射炉内与氧气和蒸汽进行气化。

这种工艺具有高效和灵活的特点，适用于各种煤种和煤粉尺寸。

其产气效率高，并且可以在高温下对产生的煤气进行分离和净化。

5. Koppers-Totzek煤气化工艺：Koppers-Totzek煤气化工艺是一种由德国公司开发的工艺。

该工艺利用煤在高温下与氧气和水蒸气进行反应，生成一氧化碳和氢气等气体。

这种工艺有助于减少硫化物和氨等有害物质的生成，并通过循环冷却来提高能源利用率。

6. Shell煤气化工艺：Shell煤气化工艺是一种高效的二代气化工艺，采用了先进的氧气冷喷射技术。

它将煤分解为焦炭和煤气，并将煤气用于合成气和其他化学品的生产。

该工艺具有高效能和较低的二氧化碳排放量。

7. Entrained Flow煤气化工艺：Entrained Flow煤气化工艺中，煤和氧气以高速混合，并通过特殊设计的喷射式燃烧器进行燃烧和气化。

这种工艺能够在高温下快速气化煤并生成高浓度的合成气。

煤化工工艺学第5章煤炭的气化

（1）常压移动床气化常压移动床气化技术是我国最成熟和使用台数最多的气
化技术，包括发生炉和水煤气炉两种类型。一段发生炉生产的煤气热值低一般用作工业燃料气。两
端发生炉因增加了干馏段，其热值较高，是目前最重要发展的炉型，煤气用于陶瓷、冶金、机械等行业。一段发生炉烟煤标准为GB/T9143-2001，一般要求灰软化温度ST高于1250℃；热稳定性好，落下强度大于60％；对黏结性有限制，不能太强。
煤的粒度一般为：褐煤6~40mm、烟煤5~25mm、焦炭和无烟煤5~20mm，同时原料颗粒组成均匀，最大粒径与最小粒径比为5~8。
由于温度高，可以气化反应性差、黏结性高的煤，特别适合于气化高挥发分低活性的次烟煤；也可以使用粉煤含量达40%的煤。对含水高、热稳定性差的褐煤可通过预干燥成型方式，既降低入炉煤水分含量，又提高了其热强度。
（2）加压移动床气化鲁奇加压移动床气化是目前世界上应用最多的加压气化方法，其对煤质的要求包括：
入炉煤的水分过高时，会促使褐煤块碎裂，造成氧耗量显著增加、增加净化系统的负担、增加污水处理的投资和操作费用、给原料预处理造成困难等，通常要求入炉褐煤水分含量控制在20％以下，越低越好。
煤中灰分含量过高，将导致消耗增加，气化强度低，煤气产率低，灰渣含碳量增加，煤气热值低，一般控制入炉煤的灰分含量小于20％时较为经济。
一段水煤气炉主要用于中小型化肥厂，以无烟煤或焦炭为原料，对原料煤的要求可参考国家标准GB/T75611988。主要对软化温度ST、热稳定性，落下强度等要求，越高越有利。两段水煤气炉以老年褐煤、次烟煤和贫（瘦）煤为原料，其对煤质的要求见国家标准 GB/T17610-1988。除了要求软化温度ST、热稳定性、抗碎强度高外，煤的黏结性不能太强。

第二章煤气化原理

二、地面气化技术的分类在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部
加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言
，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固
3.按气化炉型分它类其定是悬床以浮气粒分化度下散；为移在而0动垂-实1的直0际m，上上m比升，的较的煤小准气料颗确流在粒的中气煤称，化为其煤过气为粒程化移在中原动沸是料床腾以，气状很在化态慢气。进的化行速炉气度内化向使
煤气化生产技术
第二章煤气化原理
第二章煤气化原理
1 煤气化方法 2 煤气化原理 3 煤的性质对气化的影响
2
第二章煤气化原理
煤的气化过程是一热化学过程，是煤或煤焦与气化剂（空气、氧气、水蒸气、氢等）在高温下发生化学反应将煤或煤焦中有机物转变为煤气的过程。该过程是在高温、高压下进行的一个复杂的多相物理及物理化学过程。
气化与干馏的区别
➢干馏是煤在隔绝空气的条件下，在一定的温度范围
内发生热解，生成固定焦炭、液体焦油和少量煤气的过程。 ➢而气化不仅是高温热解过程，同时还通过与气化剂的部分氧化过程将煤中碳转化为气体产物。 ➢从转化的角度看，干馏是将煤本身不到10%的碳转化为可燃气体混合物，而气化则可将碳完全转化。
煤化工发展始于18世纪后半叶，用二德化合 9成 1共 5739煤干市炉煤国碳成果建次043南k6年生馏街煤气得与法创立世年t二业减煤到成广重非。德现展合景醇且醇机替8需产方道气作界到氢生建了投2次因慢气泛新气0国0南在体煤料在，成。制也从化代0求1公究以的们料年由生这的 ▪民法照来为大迅通产了9产世石了制用引主世～9个鲁非1燃炭的，以甲其汽是近工燃预司，便采羰中煤产突条是7用，城明炼战速过液第。1要界油步甲途起纪95开料资新合尔随生醇中油多年原料0计2开重在用基试炭醋破件煤年煤生市；铁0时发费体一17作大、伐醇，人7发的源途着产、二、种供料应0达成9化年0下制始点工醋合成气酸。，气产煤，1万期展燃个-3战天，技使们为年煤严，径气含二甲低化需、用5托8南油5学，化了是业酸功化、成美吨0；的气14，。料~F后然进术煤重城代炭重开，化氧甲醚碳工情精， 0非(80厂公1-／ 0F合开化甲。制醋减学制国在干年7T煤获1间性始 19，气人，炭视市成万生燃醚不烯产况细预当l59，9司4s年合成发生酯到合酐少品取E欧馏由年接，寻3c炭得3产料，仅烃品来化计吨5煤的低由气。煤功局9ha，总2应年成醋适产与成开副的2醋液基找年洲煤焦使技为有是的的看工需／se气成年注气炭迅迷于化开0t到r产用期油a化于煤首酐用时一气始世产一酐术主广从重重，原求年当气炭用意化功采T等气速时甲工发m2量此间历本基先厂r的的阔合要要除料量0。物个的的能氧，大纪，到时用制增a工，用o化发期醇业，由2n达史国合购研德p进煤的成中原作外将0，生非实催达化羰型8依并用于发热业一1(年工展，的又直合s0依悠有成买c一炭市气间料基，达究国赖验化到碳基化成常年于煤城生水ht在氧甲久丰液了斯步气场经体。本作)进室剂需为合生。重代1醇，富体德9发化前甲甲有为·曼口而研，要原成产他要末7早的燃国7液)，，

煤气化技术简介

量较高 (>30%) 时，气化炉的经济性会急剧下降。因而要求煤炭灰熔点
FT<1500℃，灰含量在8%~20%之间； (4) Shell气化炉要把煤炭的含水量降低到很小的值 (烟煤的含水量降至2%，褐煤降至 6%)，因此在煤炭处理的时候需要有烘干设备，不宜利用含水量
较高的煤炭；
(5) 干法进料系统的粉尘排放远大于水煤浆进料系统； (6) 气化炉结构过于复杂，加工难度大。
按进料方式分类按气化介质分类
水煤浆气化
粉煤气化
纯氧或富氧气化
空气气化
Texaco
Shell、GSP、三菱
Shell、Texaco GSP、BGL
三菱
2. 典型的煤气化技术
2.1 煤气化技术
研发机构 GE 西门子 Shell 英国煤气公司日本三菱公司华东理工与兖矿集团华东理工西安热工研究院西北化工研究院北京航天万源煤化工气化技术 Texaco水煤浆加压气化技术 GSP干煤粉加压气化技术 Shell干煤粉加压气化技术 BGL气化技术吹空气煤气化技术多喷嘴水煤浆气化技术四喷嘴对置式干煤粉加压气化技术两段式干煤粉加压气化技术多元料浆单喷嘴顶置气化技术航天炉
循环发电。
2. 典型的煤气化技术
2.2 Texaco气化炉
结构组成：由喷嘴、气化室、激冷室（或废热锅炉）组成。水煤浆（58~62wt%）供料液态排渣炉内壁衬里有多层耐火砖水煤浆和氧气从炉顶的燃烧器高速连续喷入气化室，高温状态下工作的喷嘴设有冷却水装置，水煤浆喷入气化炉内迅速发生反应，数秒钟内完成气化过程。气化炉的下部因冷却方式不同有2种形式，一种激冷型冷却方式，一种废热锅炉型。
空分装置投资。

名词解释煤气化

名词解释煤气化
煤气化是一种将固体煤转化为可燃气体的过程。

在煤气化过程中，煤被加热到高温下（通常在800°C至1,200°C之间），并在缺少氧气的条件下进行化学反应。

这个过程主要由两个关键步骤组成：
1.干馏：煤在高温下分解为固体残留物（焦炭）和气体产品（煤气）。

这个步骤类似于炼焦过程，其中煤中的挥发性物质被释放出来，形成可燃气体。

2.气化：煤气是一种混合气体，其中包含一系列可燃气体组分，如一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）等。

气化过程通过进一步的化学反应将焦炭和其他产物转化为这些气体。

煤气化产生的煤气可以用于多种用途，包括能源供应和化学品生产。

它可以用作燃料气体，用于发电、加热和工业过程。

此外，煤气也可以用于生产合成气体、氢气、甲醇等化学品。

煤气化技术的应用可以减少对传统煤炭燃烧的依赖，有助于减少环境污染和温室气体排放。

煤气化

2. 1煤气化技术概述2.1.1煤气化的含义煤的气化过程是热化学过程，煤或煤焦与气化剂(如空气、氧气、水蒸汽、氢气等)在高温下发生化学反应，将煤或煤焦中的有机物转变为煤气地过程(煤气是煤与气化剂在一定条件下反应得倒的混合气体，即气化剂奖每种的碳转化成可燃性气体。

煤气的有效组成成分为一氧化碳、氢气和甲烷。

)。

煤气化过程是进行的一个复杂的多相物理及物理化学过程，反应产生碳的氧化物、氢气、甲烷。

主要是固体燃料中的碳与气相中的氧气、水蒸汽、二氧化碳、氢气之间相互作用。

通过煤气化方法，几乎可以利用煤中所含的全部有机物质，因此，煤气化生产时或得基本有机化学工业原料的重要途径，也可以说，煤气化是将煤中无用固体脱除，转化为洁净煤气的过程，用于工业燃料、城市煤气和化工原料。

2.1.2煤气化技术的含义煤气化技术即煤气化过程所采用的设备、方法。

煤气化是煤化工最重要的方法之一。

煤气化己经有150多年的历史，气化方法有7080种。

开发、选定新型煤气化技术，不仅是经济、合理、有效地利用煤炭资源的重要途径，也是发展煤化工的基础。

中国目前采用的煤气化技术除常压固定床煤气发生炉和水煤气发生炉外，开发和引进了水煤气两段炉、鲁奇加压气化炉和Texaco水煤浆气化技术、Shell气化技术。

目前，新建厂多采用效率较高、制取煤气成分较好的加压Texaco水煤浆气化工艺、加压干粉煤Shell气化工艺和具有自主知识产权的多喷嘴技术。

(2)煤气化过程的主要工艺指标煤气化技术的工艺指标是评价煤气化技术好坏的一个重要方面，只有指标优良的煤气化技术才能给企业带来良好的经济效益，并且节能环保。

通常选择合适的煤气化技术依据的工艺指标有煤气质量、有效气体含量及组成、碳转化率、冷煤气效率等。

1)煤气质量:煤气质量由煤气热值和煤气组成构成。

a.煤气热值:指一标准立方米的煤气在完全燃烧是所放出的热量。

相同所作条件下，煤气热值与气化炉炉型、气化剂类型、操作压力以及煤的挥发分有关。

煤炭气化

3、操作条件要求
2）制气阶段
①料层温度：在取得同样气化效率的情况下，可以维持较高的料层温度，一般选择1000℃为宜。 ②蒸汽用量和蒸汽吹入速度：蒸汽用量与原料灰熔点和块度有关；蒸汽吹入速度应当控制在适宜的范围，且当料层温度较高时，才能适当提高蒸汽吹入速度，蒸汽吹入速度取决于吹风速度。 ③ 原料反应活性：为兼顾吹风和制气阶段对原料反应活性的不同要求，应该选用中等反应活性的原料。
（5）甲烷化反应 ⑦ CO+3H2 → CH4+H2O-206.4kJ/mol ⑧ 2CO+2H2 → CH4+CO2-247.4kJ/mol ⑨ CO2+4H2 → CH4+2H2O-165.4kJ/mol
3、气化工艺分类
4、煤气种类
1）空气煤气 ——空气作气化剂； 2）水煤气 ——水蒸气作气化剂； 3）混合煤气—— （空气+水蒸气）作气化剂。
2、水煤气生产的工作循环
为节约原料、保证安全和煤气质量，还必须包括一些辅助阶段。共有六个阶段： Ⅰ-吹风阶段； Ⅱ-蒸汽吹净阶段； Ⅲ-上吹制气阶段； Ⅳ-下吹制气阶段； Ⅴ-二次上吹制气阶段； Ⅵ-空气吹净阶段
Ⅰ、吹风阶段吹风阶段是将空气与原料燃烧后放出的热量积蓄在料层内，为制气阶段提供热量。 C+O2=CO2-⊿H
CO 2 C 2CO, C H 2 O(g) H 2 CO
灰渣层：靠近炉篦区，起预热气化剂及保护炉篦不被烧坏的作用。氧化层：是气化反应的主要区域，碳燃烧放出大量的热量，在氧化层末端，气化剂中的Ｏ2被全部耗尽。还原层：主要进行二氧化碳的还原反应和水蒸气的分解反应： CO2+C→2CO
6、水煤气生产的工艺流程（对照222页流程说明）

煤的气化

13
5.1.3 煤性质对气化的影响
4）反应性不论何种气化工艺，煤活性高总是有利的。反应性高的煤及其焦能迅速地和H2O或CO2 进行反应，可保持H2O的分解或CO2 的还原在较低的温度下进行。当制造合成天然气时，较低温度有利于 CH4生成。较低温度也易于避免结渣。 5）灰分虽然煤矿物质中某些金属离子对气化反应有催化作用，然而，无论在固态或液态排渣的气化炉中，灰分的存在往往是影响气化过程正常进行的主要原因之一。（a）灰渣中碳的损失气化过程中熔融的灰分将未反应的原料颗粒包起来而使碳损失。故原料中灰分愈多，随灰渣而损失的碳量就愈多。（b）煤中矿物质对环境的影响煤中矿物质的某些组分在气化过程中是形成污染的根源。如高温下碱金属盐可能挥发；重金属（如As、Cd、Cr、Ni、 Ph、Se、Sb、Ti及Zn）的化合物可能升华；黄铁矿FeS2等含硫金属化合物，当氧含量充足时可能形成SOx、当氧含量不足时则可能形成H2S、COS、CS2 及含硫的碳氢化合物。
上述气固相反应速率相差很大。燃烧反应速率比其他反应快得多。在 1000oC左右，C－H2O反应比C－CO2反应快约105倍，而C－H2反应比C－CO2 反应慢上百倍。在较高压力下C－H2反应速率增大，和C－H2O反应速率差不多或还快一些。这是因为C－CO2和C－H2O反应在高压下反应对压力来说趋于零级，而C－H2反应与压力呈1～2级关系。
原料煤和气化剂逆向流动。根据过程特征，气化炉由下至上依次分为灰渣层A，氧化层B，还原层C，干馏层D和干燥层E。
发生炉与气化过程示意图 1.炉体；2.加料装臵；3.炉栅； 4.送风口；5.灰盘35.1.1 煤气化过程
发生炉中中各层作用 -灰渣层可预热气化剂和保护炉栅不会受到高温的伤害； -氧化层进行碳的燃烧反应，反应速率快，氧化层温度最高，高度较小； -还原层进行二氧化碳和水蒸气的还原反应，为吸热反应，所需热量由氧化层带人，反应速率较慢，因而还原层高度超过氧化层。制造煤气的反应主要发生在氧化层和还原层中，所以称氧化层和还原层为气化区；

煤气化的主要反应式

煤气化的主要反应式煤气化是把煤炭分解成若干化学物质的过程，其反应式实际上是一组复杂的化学反应。

煤气是一种混合气体，其成分比例会随着煤种而变化，其中主要成分为一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氢气（H2）、乙烷（C2H4）、乙炔（C2H2）以及苯（C6H6）等烃类物质。

煤气化过程中，煤分解会经历多个步骤，最终产生的主要反应式如下：1.无氧气化：C（s）＋H2O（g）→CO（g）＋H2（g）在无氧气化过程中，含水煤炭发生了潜热水解反应，把煤中的碳释放出来，从而产生一氧化碳和氢气。

2.热气化：C（s）＋3H2（g）→CH4（g）热气化是一种气化工艺，它主要是将一氧化碳和氢气反应，生成甲烷。

3.乙烯合成反应：CH4（g）＋H2（g）→C2H4（g）＋H2O（g）乙烯合成反应是把甲烷和氢气反应，生成乙烯和水分子。

4.乙炔合成反应：C2H4（g）＋3H2（g）→C2H2（g）＋2H2O（g）乙炔合成反应是把乙烯和氢气反应，生成乙炔和水分子。

5.芳烃气化：C2H4（g）＋C2H2（g）→C6H6（g）芳烃气化是把乙烯和乙炔反应，生成芳烃分子。

6.水热分解：C6H12O6（s）→6CO2（g）＋6H2O（g）水热分解是把糖分子在高温下反应，生成二氧化碳和水。

以上是煤气化的主要反应式，它们各自的反应机理可以进一步深入研究，也体现了煤气化是一种复杂的化学过程。

在实际应用中，煤气化工艺可以调控煤气成分，使其可以满足不同用途的需求。

煤气化也是目前最理想的可再生能源，其可以用于发电、采矿运输，以及热动力利用等多种用途，对于解决能源问题具有重要意义。

因此，煤气化技术发展对我国的能源消费有着至关重要的意义。

为了提高煤气化率，我们需要不断研究和改进煤气化工艺，使其可以更有效的利用煤炭。

同时，煤气化还需要大量的金属催化剂，以及必要的技术条件，因此还需要有明确的技术标准和细节规定。

此外，建设煤气化工厂时需要考虑到安全与环保因素，确保工艺稳定性和治污能力，为煤气化的长期发展奠定坚实的基础。

煤化工工艺第五章5.1煤的气化

煤气化技术发展所追求的目标

希望能使用包括劣质煤在内的固体燃料，大规模连续高效洁净地生产煤气。
5.1 煤气化原理

5.1.1 煤气化过程及化学反应 5.1.1.1 煤气化过程在不同的气化方法中，原料煤与气化剂的相对运动及接触方式有所不同，但煤由受热至最终完全转化所发生化学反应的类型及所经历的过程相似，原料煤通常要经过干燥，热解，燃烧和气化过程。

R8 CO+H2O →H2+CO2 - Q R9 CO+3H2 →H2O+CH4 - Q
另外煤的热解反应 CHxOy →(1-y)C+yCO+x/2H2 + Q CHxOy→(1-y-x/8)C+yCO+x/4H2+x/8CH4 +Q

其他杂原子反应

化学当量计算

由此，导入以下三个重要的反应： R10 C+2H2O →CO2+2H2 + Q R11 3C+2H2O →2CO+CH4 + Q R12 2C+2H2O →CO2+CH4 +Q R10=（-1，0，-2；0，1，2，0） R11=（-3，0，-2；2，0，0，2） R12=（-2，0，-2；0，1，0，1）或R10=R2+2R3-2R1=R3+R8 R11=3R3+R9 R12=2R1+R2+3R3+R9=R5+R10 96.6KJ/mol 185.6KJ/mol 12.2KJ/mol
第五章煤的气化

煤的气化和液化是什么变化

煤的气化和液化是什么变化煤的气化指煤在氧气不足的条件下进行部分氧化形成H2、CO等气体的过程。

煤的液化指煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料。

煤的气化和煤的液化都是化学变化。

煤的气化和液化是什么变化化学反应。

煤液化是把固体煤炭通过化学加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术。

根据不同的加工路线，煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类，煤的液化属于化学变化。

根据不同的加工路线，煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。

煤气化是一个热化学过程。

以煤或煤焦为原料，以氧气空气、富氧或纯氧、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料或下游原料的过程。

煤气化工艺是生产合成气产品的主要途径之一，通过气化过程将固态的煤转化成气态的合成气，同时副产蒸汽、焦油个别气化技术、灰渣等副产品。

煤气化工艺技术分为：固定床气化技术、流化床气化技术、气流床气化技术三大类，各种气化技术均有其各自的优缺点，对原料煤的品质均有一定的要求，其工艺的先进性、技术成熟程度也有差异。

煤主要含什么元素煤主要含有碳、氢、氧、氮、硫、磷等元素。

在煤炭中，碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料。

煤为不可再生的资源。

煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产，一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成。

俗称煤炭。

而且中国是世界上最早利用煤的国家。

煤的主要作用有哪些1、发电：煤是一种常用的发电能源。

其燃烧后可以产生高温高压的蒸汽，驱动涡轮机发电。

2、加工化学品：煤可以用于生产多种化学品，如乙烯、甲醇、磷酸、硫酸等，被广泛应用于工业生产中。

3、钢铁冶炼：煤是铁的主要燃料，可提供高温和还原剂，让矿石内的铁氧化物还原成铁金属。

4、热能供暖：煤是一种非常常用的热能来源，被用于家庭供暖和工业取暖。

煤气化技术——精选推荐

煤炭气化技术煤炭气化是煤炭转化的主导途径之一，是煤化工、IGCC、加氢工艺、煤液化等的龙头和基础，我公司正在建设的煤直接液化项目，以及即将建设的煤间接液化项目，煤制烯烃项目都要用到煤炭气化。

一、煤气化原理气化过程是煤炭的一个热化学加工过程。

它是以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。

气化时所得的可燃气体成为煤气，对于做化工原料用的煤气一般称为合成气（合成气除了以煤炭为原料外，还可以采用天然气、重质石油组分等为原料），进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。

煤炭气化包含一系列物理、化学变化。

一般包括热解和气化和燃烧四个阶段。

干燥属于物理变化，随着温度的升高，煤中的水分受热蒸发。

其他属于化学变化，燃烧也可以认为是气化的一部分。

煤在气化炉中干燥以后，随着温度的进一步升高，煤分子发生热分解反应，生成大量挥发性物质（包括干馏煤气、焦油和热解水等），同时煤粘结成半焦。

煤热解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气化剂发生化学反应，生成以一氧化碳、氢气、甲烷及二氧化碳、氮气、硫化氢、水等为主要成分的气态产物，即粗煤气。

气化反应包括很多的化学反应，主要是碳、水、氧、氢、一氧化碳、二氧化碳相互间的反应，其中碳与氧的反应又称燃烧反应，提供气化过程的热量。

主要反应有：1、水蒸气转化反应C+H2O=CO+H2-131KJ/mol2、水煤气变换反应CO+ H2O =CO2+H2+42KJ/mol3、部分氧化反应C+0.5 O2=CO+111KJ/mol4、完全氧化（燃烧）反应C+O2=CO2+394KJ/mol5、甲烷化反应CO+2H2=CH4+74KJ/mol6、Boudouard反应C+CO2=2CO-172KJ/mol二、煤气化工艺煤炭气化技术虽有很多种不同的分类方法，但一般常用按生产装置化学工程特征分类方法进行分类，或称为按照反应器形式分类。

煤气化

2-1-8 2-1-9 2-1-10 2-1-11
上述生成甲烷的反应，均为放热反应。
• 4 煤中其他元素与气化剂的反应
• 煤中还含有少量元素氮（N）和硫（S）。他们与气化剂O2 、H2O、H2以及反应中生成的气态反应物之间可能进行的反应如下 S + O2 = SO2 2-1-12 SO2 + H2 = H2S + 2H2O 2-1-13 2H2S + SO2 = 3S + 2H2O 2-1-14 C + 2S = CS2 2-1-15 CO + S = COS 2-1-16 N2 + 3H2=2NH3 2-1-17 N2 + H2O + 2CO = 2HCN + 1.5O2 2-1-18 N2 + XO2 = 2NOx 2-1-19
（二）理化过程：
•
煤的热解：煤受热后自身发生一系列物理和化
• 学变化的复杂过程 • 煤的气化 • 非均相反应：气化剂与固体煤或 • 煤焦的反应 • 煤的气化 • 均相反应：气态反应产物之间或 • 与气化剂的反应
习惯上将气化反应分为三种类型：碳－氧之间的反应、水蒸汽分解反应和甲烷生产反应。
• • • • • • • • • 1 碳与氧之间的反应有： C + O2 = CO2 2C + O2 = 2CO C + CO2 = 2CO 2CO + O2 = 2CO2 2-1-1 2-1-2 2-1-3 2-1-4
•
3 煤气中的甲烷，一部分来自煤中挥发物的热分解，另一部分则是气化炉内的碳与煤气中的氢反应以及气体产物之间的反应的结果。
• • • • •
C + 2H2 = CH4 CO + 3H2 = CH4 + H2O 2CO + 2H2 = CH4 + CO2 CO2 + 4H2 = CH4 + 2H2O

煤气化的主要反应式

煤气化的主要反应式
煤气化是一种将煤分解成有用的气体的技术，其中最重要的反应式式和反应机理就是“焦化反应”，也就是把煤转化为含有一定量烃和气体的矿物焦油。

“焦化反应”：
煤（C）+蒸气（H2O）→物焦油（C+H2）+量（Q）
“焦化反应”可以通过烧煤来实现，也可以通过化学的方式实现，可以使煤被水蒸汽劈裂为烃和气体，烃体积小，热量大，可以用来作为工业和居民的燃料。

此外，由于煤的结构比较复杂，焦化反应的条件比较严格，需要特殊的工艺和设备来实现。

“气化反应”：
煤（C）+水蒸气（H2O）+氧气（O2）→CO+H2+各种气体（CH4、CO2、H2S等）+热量（Q）。

气化反应可以把煤分解为气态物质，其反应机理和焦化反应是相似的，但是气化反应会产生大量的气体，也就是说将煤气化可以获得更多的气体，可以把煤气化后的气体用作居民和工业的燃料。

此外，气化反应的条件也比较严格，温度要求很高，需要特殊的设备来实现。

总结：
煤气化是把煤转化为有价值的气体的技术，主要有焦化反应和气化反应，两种反应均要求有特定的温度和特殊的设备，也都需要水蒸气和氧气，可以生产烃和气体，作为燃料。

焦化反应可以产生少量的
气体，用作煤的热量；气化反应可以产生大量的气体，用作居民和工业的燃料。

煤气化是一项重要的工业技术，在新能源开发、燃料利用方面发挥了重要的作用，能够有效的利用煤炭资源，节省能源，保护环境，有助于改善能源结构，为经济发展提供源头。

综上所述，煤气化是一种广泛应用于新能源开发、燃料利用以及经济发展的有效技术，而其主要反应式包括焦化反应和气化反应，这些反应都是一种可以将煤转化为有价值的气体的技术。

各种煤气化技术介绍

各种煤气化技术介绍煤气化技术是将煤转化为合成气的一种技术，合成气主要由一氧化碳（CO）和氢气（H2）组成。

煤气化技术可以实现煤炭资源的高效利用，并且合成气还可以作为化工原料、能源供应和替代燃料等多个领域的重要能源。

下面将介绍几种常见的煤气化技术。

亚煮煤气化技术主要是通过在水中煮沸煤炭来实现煤气化过程。

这种技术具有操作稳定性好、产气质量高、煤耗低等特点。

亚煮煤气化技术可以适用于各种不同性质的煤炭，并可以通过调节操作参数来获得不同产气组成和质量。

2. 固定床煤气化（Fixed Bed Gasification，FBG）固定床煤气化技术是将煤炭放置在固定床上，通过通过煤床中的氧气进行燃烧，从而实现煤的气化。

这种技术具有气化效率高、产气质量稳定、操作灵活等特点。

固定床煤气化技术主要适用于高炉煤气和干、湿煤气的生产。

3. 流化床煤气化（Fluidized Bed Gasification，FBG）流化床煤气化技术是将煤炭与气化剂一起放置在气化反应器中，通过气体的上升速度和反应器中的床层来实现气化过程。

这种技术具有反应温度均匀、气化效率高、适用于多种煤种等特点。

流化床煤气化技术主要适用于高硫煤和高灰煤的气化过程。

4. 上升管煤气化（Entrained Flow Gasification上升管煤气化技术是将煤炭和气化剂一起注入到气化反应器中，通过气化剂的速度和反应器中的温度来实现气化过程。

这种技术具有高气化效率、适用于多种煤种等特点。

上升管煤气化技术主要适用于低灰、低硫和低磷的煤气化过程。

5. 行动床煤气化（Moving Bed Gasification，MBG）行动床煤气化技术是将煤炭放置在一个倾斜的床上，通过流化床的气流来实现气化过程。

这种技术具有气化效率高、产气质量好等特点。

行动床煤气化技术主要适用于低灰和低硫煤的气化过程。

总体来说，煤气化技术具有可替代性化石燃料、高效能源利用和多种资源转化等优势，对于能源的可持续发展具有重要意义。

《煤化工工艺学》__煤的气化

能）
气流床
*对耐火炉衬要求高（第二代用水冷
套） *适于低灰熔
点煤
熔融床
适于低灰熔点煤
碳转化（%）
99
实用例
Lurgi鲁奇炉
液态排渣鲁奇炉
95
Winker KRW U-GAS
97～99
Texaco, shell K-T炉
开发中
2. 气化过程热的产生和传递
气化效率：
即：单位质量气化原料的化学热转化为所产生的煤气化学热的比例。
第五章煤的气化
§5-1 煤气化的基本原理
1. 煤的气化：热化学过程，指高温下用气化剂
（气化介质）通过化学反根应据供将热煤方或式煤和焦煤中的可燃部分转化为气化煤气的过气程用途。选择，其中
H2 很少用。
气化剂（气化介质）：氧气（空气、富氧或氧）、水蒸气或氢气
气化煤气：气化时所产生的可燃气体，有效成分包括CO、H2及CH4。
固态排渣时候：通过炉箅 (灰渣层要保持一定厚度：保护炉栅；合适的蒸汽和氧气比例：防止结渣；加压时候采用和料槽阀门相同的方法排灰) ② 流化床反应器矸石灰：炉子底部开口排灰飞灰：从粗煤气中分离 ③ 气流床灰渣以液态方式排渣，从气化炉底部开口流出 (前提：气化温度应高于灰渣的熔化温度)
5 煤质对气化的影响
Ⅳ：特点：无外界供热（煤与水蒸气反应进行吸热反应所耗热量是由煤与氧气进行的放热反应所提供的）；所需工业氧价格较贵，煤气中CO2 含量高。
a
② 外热式煤的水蒸气气化（原理如图）
Ⅰ：气化剂：H2O(气) Ⅱ：主要反应： C+H2O→CO+H2 -Q
Ⅲ：煤气主要可燃成分：CO、H2
Ⅳ：特点：气化炉外部供热（煤仅与水蒸气反应）；气化炉传热差，不经济。

煤炭气化—气流床气化法

② :气化炉直立圆筒形耐压容器;内衬耐火材料，近似绝热；内部无结构件，维修简单；运行可靠。
2.德士古气化工艺 ⑴水煤浆制备和输送湿法：干法制造水煤浆 ⑵气化和废热回收 ①烧嘴双套管式；三套管式：中心管：15%氧气；外环系：85%氧气；内环系：水煤浆。
德士古烧嘴
其中喷嘴为三通道，工艺氧走一、三通道，水煤浆走二通道，介于两股氧射流之间。水煤浆气化喷嘴经常面临喷口磨损问题，主要是由于水煤浆在较高线速下(约30m/s)对金属材质的冲刷腐蚀。
水冷壁结构示意图：
连续运行10年水冷壁内侧图片
连续运行10年水冷壁外观图片
Shell气化炉以渣抗渣原理：
生产中，高温熔融下的流态熔渣，顺水冷壁重力方向下流，当渣层较薄时，由于耐火衬里和金属销钉具有很好的热传导作用，渣外表层冷却至灰熔点固化附着，当渣层增厚到一定程度时，热阻增大，传热减慢，外表渣层温度升高到灰熔点以上时，熔渣流淌减薄；当渣层减薄到一定厚度时，热阻减小，传热量增大，渣层温度降低到灰熔点以下时熔渣聚积增厚，这样不断的进行动态平衡。
①煤种适应广（干法粉煤、气流床） ②能源利用率高（高温、加压热效率高；碳转化率高） ③设备单位产气能力高（加压、设备单位容积产气能力高） ④环境效益好（富产物少，属洁净煤工艺）
⑵ Shell煤气化工艺流程及气化炉
流程简述：
①煤粉制备和送料系统
经预破碎后进入煤的干燥系统，使煤中的水分小于2%，然后进入
⑵ 组合式喷嘴组合式喷嘴由配有火焰检测器的点火喷嘴和生产喷嘴所组成，故称
为组合式气化喷嘴。受到高热负荷的喷嘴部件由喷嘴循环冷却系统来强制冷却。
喷嘴的材质为奥氏体不锈钢，高热应力的喷嘴顶端材质为镍合金。喷嘴由中心向外的环隙依次为氧气、氧气/蒸汽、煤粉通道。

煤气化的名词解释

煤气化的名词解释
嘿，你知道煤气化吗？煤气化呀，就好比是一场神奇的魔法变身！你想想看，那些黑黑的煤炭，就像灰姑娘一样，经过一系列复杂的过程，竟然能变成清洁的气体燃料！这多神奇啊！比如说，煤炭就像一块璞玉，而煤气化就是那个雕琢它的大师，把它变成了闪闪发光的宝贝。

煤气化简单来说呢，就是将煤炭在特定的条件下转化为气体混合物的过程。

这可不是随随便便就能做到的哦！就好像你要成为一个武林高手，得经过刻苦的修炼一样。

在这个过程中，煤炭要经历高温、高压等各种考验。

哎呀，这简直就是煤炭的一场大冒险嘛！
在煤气化的世界里，有各种各样的技术和设备呢！它们就像是一支强大的军队，各自发挥着重要的作用。

比如气化炉，那可是核心装备呀，就如同将军一样指挥着整个战斗。

还有那些催化剂呀，就像是军师，出谋划策，让反应进行得更加顺利。

你可能会问啦，煤气化有啥用呢？用处可大啦！它能让我们得到更清洁的能源，减少对环境的污染。

这就好比给我们的地球洗了个舒服的澡，让它变得干干净净、清清爽爽的。

而且，煤气化还能为很多工业生产提供原料呢，这不是一举多得嘛！
煤气化的发展也是经历了风风雨雨呀！科学家们不断地探索、研究，就像探险家在未知的领域里勇敢前行。

他们一次次地尝试，一次次地
改进，才有了今天煤气化技术的不断进步。

我觉得煤气化真的是太了不起啦！它就像是黑暗中的一盏明灯，为
我们照亮了通往清洁、高效能源的道路。

我们应该好好支持和发展煤
气化技术，让它为我们的生活带来更多的好处呀！你说是不是呢？。