加压气化生产的主要工艺参数和常压气化比较

合集下载

基于煤原料的加压气化制粗煤气分析

基于煤原料的加压气化制粗煤气分析【摘要】自从基于焦炭炉煤气为原料的高压合成氨法工业投入生产以来，对于氮肥以及合成氨的生产主要还是以焦炭为原料，但随着社会经济的发展对能源需求量的增加，能源短缺成为现代化生产的一个重大问题，开发新的生产工艺以减轻能源压力是社会经济技术发展的要求。

本文对以煤为原料进行加压气化生产合成氨的工艺技术进行探讨和分析，希望该工艺的使用和推广可以促进相关工业的生产。

【关键词】煤原料；气化方法；GSP技术；PMK炉科学技术伴随着社会经济的迅猛发展而不断提高，在原来的技术支持下进行新技术的开发和改造是科技发展与进步的有效手段，同时又提高了生产力，促进了社会经济的现代化发展的良性循环。

基于焦炭原料的间歇式固定层常压气化法是目前我国包括太化集团有限公司化肥厂在内的中、小型合成氨工业采用的最常见方法，该方法技术相当落后，是新型合成氨生产技术进行研究和改造的重点。

而以煤为原料的加压气化制粗煤气工艺成功代替了以焦炭炉煤气为原料的间歇式固定层常压气化工艺，并在具体生产中彰显出该工艺的优越性。

本文以基于煤原料的PKM炉（即固定层加压气化炉）以及GSP炉（即气流床加压气化炉）为例进行比较分析，对两种气化法的气化过程和出口气体成分以及其它相关工艺参数进分析和探究。

1.工艺原理及气化过程太化集团有限公司化肥厂20万t／a合成氨异地技术改造项目选用PMK炉炉型及固定层加压气化法工艺，固定层加压气化法有气化强度高、缩短合成氨工艺路线以及降低吨氨成本的优势。

而GSP炉炉型以及气流床加压气化法用于合成氨工艺，除了集PKM炉及固定层加压气化法工艺的优点外，而且生产出来的粗煤气的气体质量较高，还便于三废的有效治理。

1.1加料过程PMK炉—经破碎筛选，粒度在4mm～30mm之间的原料煤，用煤斗加入煤锁，并在煤锁内加压至炉内压力，然后从炉顶通过分布器均匀加入炉内。

GSP炉—原料煤经预热干燥、破碎，筛粒径小于0.2mm，在压力锁内用蒸汽加压，由给料器送往炉顶的喷嘴，并以燃烧状态进入炉内。

加压气化生产的主要工艺参数和常压气化比较

二、各项工艺参数的控制要求
作用
气
煤气组成
化
氧气消耗量
压
力
对各项蒸汽消耗量
指标的影响
气化炉生产能力
煤气产率
加压蒸汽的消耗量比常压蒸汽的消耗量高2.5～3倍，原因有几个方面。
另一方面，在实际生产中，控制炉温是通过水蒸气的加入量来实现的，这也加剧了蒸汽消耗。
二、各项工艺参数的控制要求
作用
气
煤气组成
化
氧气消耗量
压
力
对各项蒸汽消耗量
指标的
影响
气化炉生产能力
煤气产率
经过计算，加压气化炉的生产能力比常压气化炉的生产能力高倍，例如，气化压力在2.5MPa左右时．其气化强度比常压气化炉约高 4～5倍。
加压下气体密度大，气化反应的速度加快有助于生产能力的提高。加压气化的气固接触时间长。一般加压气化料层高度较常压的大，因而加压气化具有较大的气固接触时间，这有利于碳的转化率的提高，使得生成的煤气质量较好。
①在一定的热负荷下，汽氧比增大，水蒸气的消耗量增大而氧气的消耗量减少。
②汽氧比提高，水蒸气的分解率显著降低。 ③汽氧比增大，气化炉内一氧化碳的变换反应增强．使煤气中一氧化碳的含量降低，而氢气和二氧化碳的含量升高。 ④提高汽氧比，焦油中的碱性组分下降而芳烃组分则增加。通常，变质程度深的煤种，采用较小的汽氧比．能适当提高气化炉内的温度，以提高生产能力。加压气化炉在生产城市煤气对，各种煤的汽氧比 (kg／m3)大致范围是：褐煤6～8；烟煤5～7；无烟煤和焦炭4.5～6。
向进行，即不利于氢气和一氧化碳的生成，
煤气产率
因此煤气的产率是降低的。而加压使二氧化碳的含量增加，经过脱除二氧化碳后的

煤加压气化工艺

目录引言 (1)1碎煤加压气化装置 (2)1.1装置概况 (2)1.2岗位任务 (2)1.3原料 (2)2工艺原理 (3)2.1加压气化流程简述 (4)2.2产品规格（粗煤气） (8)3影响加压企划的因素 (9)3.1煤质对气化的影响 (9)3.2水分含量对气化的影响 (9)3.3灰分含量对气化的影响 (i10)3.4挥发份对气化的影响 (10)3.5硫分对气化的影响 (11)3.6粒度对气化的影响 (11)3.7煤的灰熔点和结渣性对气化的影响 (12)3.8煤的粘结性对气化的影响 (12)3.9煤的化学反应性的影响 (12)3.10煤的机械强度和热稳定性对气化的影响 (12)3.11灰熔点对气化的影响 (13)3.12灰样对气化操作的指导意义 (13)3.13入炉矸石含量增多，对气化炉的生产会带来有害的影响 (13)4碎煤加压气化技术特点 (14)5碎煤加压气化的优缺点： (14)6煤气化主要反应的反应机理 (15)6. 1、碳的氧化机理 (15)6.2、二氧化碳还原机理 (15)7与气化工艺有关的指标 (15)7.1：气化强度： (15)7.2：气化能力 (16)参考文献 (17)致谢 (18)引言论是从煤的深加工过程还是环保控制等诸多方面都要求对原煤加工过程都要求提高煤的利用率。

气化原理：在本质上是将煤由高煤的分子固态物质转变为低分子气态物质。

煤是一种固体化石燃料，与一般燃料比较，其元素组成中C、H比较高，将煤由固态转变为气态过程，也就是改变燃料C、H比结构的过程。

影响加压气化的因素很多如：水分含量对气化的影响；灰分含量对气化的影响；挥发份对气化的影；响硫分对气化的影响；粒度对气化的影响；煤的灰熔点和结渣性对气化的影响；煤的粘结性对气化的影响煤的化学反应性的影响煤的机械强度和热稳定性对气化的影响；灰熔点对气化的影响等。

控制好各种对加压气化有影响的因素的指标能更好地利用煤的价值更有利于保护环境,降低污染和充分利用资源。

航天炉工艺及主要设备参数

航天炉⼯艺及主要设备参数航天炉⼯艺及主要设备参数介绍1、⽣产⼯艺介绍本装置为HT-L粉煤加压⽓化装置，是由北京航天院设计的⽰范装置，设计⽇消耗原料煤约929.64吨，消耗氧⽓约48.6万⽴⽅⽶。

在4.0MPa条件下通过⽓化反应，⽣产CO+ H2为1.22×106Nm3/d，经洗涤后送变换。

HT-L粉煤⽓化⼯艺是⼀种以⼲煤粉为原料，采⽤激冷流程⽣产粗合成⽓的⼯艺。

HT-L粉煤⽓化⼯艺采⽤了盘管式⽔冷壁⽓化炉，顶喷式单烧嘴，⼲法进料及湿法除渣，在较⾼温度（1400～1700℃）及压⼒（4.0 MPa左右）下，以纯氧及少量蒸汽为⽓化剂的⽓化炉中对粉煤进⾏部分⽓化，产⽣以CO、H2为主的湿合成⽓，经激冷和洗涤后，饱和了⽔蒸汽并除去细灰的合成⽓，送⼊变换系统。

该HT-L粉煤加压⽓化装置包括1500、1600、17000、1800四个单元：其中1500单元为磨煤单元、1600单元为粉煤加压及输送单元、1700单元为⽓化及合成⽓洗涤单元、1800单元为渣及灰⽔处理单元。

1500单元、1600单元、1700单元、均为双套装置、1800单元为单套装置。

1.1航天炉⼯艺原理航天炉属于粉煤加压⽓流床，利⽤纯氧和少量蒸汽为⽓化剂，⼆氧化碳或氮⽓输送粉煤，有特质的粉煤烧嘴送⼊⾼温⾼压的⽓化室完成⽓化反应，⽣成以CO和H2为主要成分的合成⽓，⽓室多余的热量由⽔冷壁吸收产⽣中压蒸汽，煤中的灰分形成熔渣，与⾼温合成⽓⼀同进⼊激冷室进⾏⽔激冷后排出⽓化炉。

1.2⽓化炉主要结构⽓化炉主要由⽓化炉外壳、螺旋盘管和⽔冷壁和激冷室内件组成，⽓化炉外壳为三类压⼒容器，螺旋盘管和⽔冷壁由⽓化室主盘管、渣⼝盘管、炉盖盘管三部分组成，盘管内⽔循环为强制循环，通过汽包副产中压饱和蒸汽，⽔冷壁向⽕侧敷有耐⽕材料⼀⽅⾯为了减少热损失，另⼀⽅⾯为了挂渣，充分利⽤渣层的隔热功能，以渣抗渣保护炉壁，⽓化炉上部为⽓化段，下部为熔渣激冷段，⽓化段位圆柱形反应室，激冷段内有激冷环、下降管、上升管和渣池⽔分离挡板等主要部件。

移动床气化法

加入炉的煤被来自下层的热煤气加热升温后，煤中水分
蒸发使燃料得到干燥，形成干煤。
煤
干燥区
除去水分蒸出气体、焦油和油，煤变焦炭+CH4+CnHm H2O+C=H2+CO CO2+C=2CO C+O2=CO2 灰渣区气化剂
干馏区气化区
燃烧区
排灰
移动床气化炉根据煤气出口位置的不同，可以分为单段气化炉和两段气化炉。单段气化炉只有一个煤气出口，位于煤
的煤气体积Vm=5.38m3/Kg.
空气耗量：标准状态下，气化单位质量碳所需要
的空气量：Vk=4.44m3/Kg
煤气的低位热值：标准状态下，单位体积煤气的
热值：Qnet=4.39MJ/m3 气化效率：煤气的热量与所用原料的热量之比： η=69.3%
（2）发生炉煤气的制造
采用蒸汽和空气的混合物作为气化剂制造
（3）煤种适应性广
（4）可远距离运输
（5）空分装置大
2 加压气化的原理和过程
（1）理想过程的加压气化原理
①燃烧反应 C+O2=CO2
②二氧化碳还原反应 C+CO2=2CO 及水蒸
气分解反应C+H2O=CO+H2 ③甲烷生成反应 C+2H2=CH4
（2）实际加压气化炉内的反应区域
燃料层从下往上可分为灰渣、燃烧、气
1 水煤气的制造
（1）理想水煤气的制造在理想条件下制取的水煤气称为理想水煤气。理想水煤气的所谓理想是指在整个生产水煤气的过程中无热量损耗。吹风阶段： C+O2+3.76=CO2+3.76N2+409MJ 制气阶段： C+H2O=CO+H2-119MJ 总反应： 4.44C+O2+3.76N2+3.44H2O=CO2+3.76N2+3.44CO+3.44H2

关于鲁奇加压气化工艺的几点介绍

2）气化炉出口温度降低，灰锁温度升高时，应降低炉篦转速，减少排灰量。
3）气化炉出口温度和灰锁温度同时升高时，说明炉内有沟流、风洞现象，应降负荷，适当提高汽氧比，正反转炉篦来均匀布气，必要时加大炉篦转速以破坏风洞。
加负荷前的确认：检查原料煤的质量指标和供给情况；检查蒸汽和氧气的供给情况，氧气的纯度；
润滑油系统：由油箱和齿轮泵组成。其作用是向煤锁下阀、灰锁上下阀、炉篦轴瓦和填料供给润滑油（共十个润滑点）。
煤锁气处理系统：泄压煤气经煤锁气洗涤器和分离器处理后送入气柜，压缩机将气柜的煤气压缩后送入变换冷却中间冷却器。
10
2.2、气化装置与其它车间、装置的联系（主要物料）（1）气化装置与上游工号的联系空分车间：供给气化炉开车空气和正常运行的氧气。热电和甲烷化车间：供给气化炉运行所需的中压蒸汽，废热锅炉产生的低压蒸汽供全厂的伴热和采暖使用；回收车间：向气化炉供给高压喷射煤气水和低压喷射煤气水。备煤装置：向气化炉供给运行所需的原料煤；除氧装置：向夹套和废锅壳侧供给锅炉水。（2）气化装置与下游工号的联系变换冷却装置：接受气化炉生产的粗煤气；回收车间：接受气化炉运行中产生的含尘煤气水；
加煤单元：煤仓、煤溜槽、煤锁、煤尘旋风分离器、煤锁引射器、粗煤气消音器；
排灰单元：灰锁、竖灰管、膨胀冷凝器；洗涤冷却单元：洗涤冷却器、废热锅炉、循环洗涤泵、粗煤气分离器。
9
开车煤气处理系统：开车煤气洗涤器、分离器、火炬、冷火炬。
液压控制系统：由液压泵站、蓄能器、减压站和煤锁、灰锁就地控制柜等组成。其作用是以液压形式给煤锁、灰锁提供动力。
炉篦整体由下部的止推盘支撑，支推盘由焊接在炉体内壳
型均是一个双层筒体结构的反应器，

试析两种加压煤气化工艺的对比

气的总量减少，促进了气流床煤气化的热效率。使用两段式气流床虽然有这些优势，但是仍旧避免不了出炉时大于９００￣Ｃ的高温显热，这只能通过利用率为３０％的水蒸气的形式供其它地方使用。１．２高温下ｌ０００ｍ（ＣＯ＋Ｈ）气体高温耗氧及耗煤量
通过使用气流床煤气化工艺，原料煤是由喷嘴直接喷人炉内高温地方，原料煤的部分气化或者是余热都不能使用煤气化瞬间反应造成的高温余热。在以后的工序净化时候用到耗热的地方特别少，对于产品合成更是用不到这些高温余热，因此，这些热量以蒸汽热量的形式大部分通过冷却排向大气
３．５ｍ。
另外，和加压固定窗煤气化工艺比起来，加压气流床煤气化工艺的很多问题也是比较麻烦，比如对氧气消耗量较大，备煤输煤系统比较复杂，要求原料煤高热值，所需的投资高等，这些问题都需要新技术方案的支持，当前没有好办法能够解决。２加压固定床煤气化工艺特征分析２．１加压固定床煤气化工艺优势和弊端
一５８一
石河子科技
ＳＨＩＨＥＺＩＫＥＪＩ
ＳＨＩＨＥＺＩＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
第２期２０１８年４月
中，只有小部分用于其它地方或者是工艺动力。１０００ｍ（ｃｏ＋Ｈ）粗煤气中约有热量１．５ＧＪ／ｈ，需要用到的换热面积、电耗、凉水塔蒸发水耗、循环冷却水以及凉水塔分别为２０ｍ、５ＫＷｈ、￣５００ｋｇ、３６ｔ／ｈ、
优势：① 加压固定床煤气化中煤气组分含有较高含量的甲烷和烃，尤其适用于煤制天然气副产石油烃。‘② 加压固定床煤气化对原料煤的水分和热值没有太高要求，备煤输煤系统相对比较简单，而且投资不需要太多，对于单位热值煤气而言，该工艺比气流床工艺在原料煤的消耗上，特别是氧气的消耗，要低很多。

三种煤气化工艺的比较

三种煤气化工艺的比较三种煤气化工艺的比较煤气化技术视炉内气－固状态和运动形式，主要分为三大类∶以块煤（10～50mm）为原料的固定床；以碎煤（小于6mm）为原料的流化床；以粉煤（小于0.1mm）为原料的气流床。

为提高单炉能力和降低能耗，现代气化炉均在适当的压力（1.5～4.5MPa）下运行，相应地出现了增压固定床、增压流化床和增压气流床技术。

我国绝大多数正在运行的气化炉仍为水煤气或半水煤气固定床。

1.固定床气化工艺先进的固定床气化工艺以鲁奇移动床加压气化为代表，其主要优点包括：可以使用劣质煤气化；加压气化生产能力高；氧耗量低，是目前三类气化方法中氧耗量最低的方法；鲁奇炉是逆向气化，煤在炉内停留时间长达1h，反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低，碳效率高、气化效率高。

虽然鲁奇气化工艺优点很多，但由于固定床气化只能以不粘块煤为原料，不仅原料昂贵，气化强度低，而且气－固逆流换热，粗煤气中含酚类、焦油等较多，使净化流程加长，增加了投资和成本。

2.气流床气化工艺德士古炉、K-T炉、壳脾炉，以粉煤为原料的气流床在极高温度下运行（1300-1500℃），气化强度极高，单炉能力己达2500煤/日，我国进口的德士古炉也达400～700煤/日，气体中不含焦油、酚类，非常适合化工生产和先进发电系统的要求。

气流床气化工艺的优点包括.煤种适应范围较宽，水煤浆气化炉一般情况下不宜气化褐煤（成浆困难），工艺灵活，合成气质量高，产品气可适用于化工合成，制氢和联合循环发电等.气化压力高，生产能力高.不污染环境，三废处理较方便。

该工艺缺点是，高温气化为使灰渣易于排出，要求所用煤灰熔点低（小于1300℃），含灰量低（低于10%-15%），否则需加人助熔剂（CaO或Fe2O3）并增加运行成本。

这一点特别不利于我国煤种的使用。

此外，高温气化炉耐火材料和喷嘴均在高温下工作，寿命短、价格昂贵、投资高，气化炉在高温运行，氧耗高，也提高了煤气生产成本。

固定床气化生产工艺流程的组织

上一页下一页返回
任务一鲁奇加压气化工艺
液态排渣气化炉的主要特点是炉子下部的排灰机构特殊，取消了固态排渣炉的转动炉箅。在炉体的下部设有熔渣池。在渣箱的上部有一液渣急冷箱，用循环熄渣水冷却，箱内充满70%左右的急冷水。由排渣口下落在急冷箱内淬冷形成渣粒，在急冷箱内达到一定量后，卸入渣箱内并定时排出炉外。由于灰箱中充满水，和固态排渣炉比较，灰箱的充、卸压就简单得多了。在熔渣池上方有8个均匀分布、按径向对称安装并稍向下倾斜、带水冷套的钦钢气化剂喷嘴。气化剂和煤粉及部分焦油由此喷入炉内，在熔渣池中心管的排渣口上部汇集，使得该区域的温度可达1 500℃左右，使熔渣成流动状态。
一转轴上，速度为15 r/ h左右。从煤箱降下的煤通过转动布煤器上的两个扇形孔，均匀下落在炉内，平均每转可以在炉内加煤150 ~200mm厚。搅拌器是一个壳体结构，由锥体和双桨叶组成，壳体内通软化水循环冷却。搅拌器深入到煤层里的位置与煤的结焦性有关，煤一般在 400℃~500℃结焦，桨叶要深入煤层约1. 3m。 (3)炉箅分四层，相互叠合固定在底座上，顶盖呈锥体。
地采用空气加蒸汽的方法。解决纯氧的来源需要配备庞大的空分装置，加上其他高压设备的巨大投资规模，成为国内一些厂家采用加压气化的障碍。
三、加压气化炉
加压气化炉以鲁奇炉为代表，又根据气化后炉渣的排出状态不同分为干法排渣鲁奇炉和湿法排渣鲁奇炉，两种气化炉的结构特点分述如下。
上一页下一页返回
任务一鲁奇加压气化工艺
灰渣层位于气化炉的下部，气化剂自下而上穿越1 500℃左右灰渣层，气化剂升温的同时将灰带走的热量回收，灰渣温度比气化剂温度高30 ℃~50 ℃ 。
燃烧区进行下列主要反应:
上一页下一页返回
任务一鲁奇加压气化工艺

加压气化问题解答已打印

说明提前投产，煤气化很关键。

怎样才能开好造气装置的这个“龙头”，争取一次试车成功，这是我们造气组全体人员必须严肃对待的问题。

为了尽快理解和掌握鲁奇煤加压气化装置的生产过程，我们将原单位学习中提出的问题，收集整理成此册。

其中，分为理论、煤锁、灰锁、气化操作，工艺流程，煤气冷却，液压，设备，仪表九大部分，包括了基本概念，操作，事故处理，安全四个方面的内容。

尽管我们进行了反复的学习、讨论，做了多方面的努力，但由于现有资料的缺乏，时间仓促，加之我们对该装置技术资料的消耗得并不很透，因此在解答问题的时候一定存在着许多不足之处，有些甚至是错误的。

我们热烈欢迎同志们在翻阅的过程中，发现问题即使给予指正，与我们共同讨论。

造气车间一．煤气化理论部分1:什么叫煤加压气化？答：煤炭在高温条件下与气化剂进行热化学反应制成煤气的过程称为煤炭的气化。

该过程是在压力下进行则为煤的加压气化。

2：简述鲁奇加压气化的过程和发展方向？答：鲁奇加压发展过程可分为三个阶段：第一阶段：任务证明气化理论在工业上实现移动床加压气化。

1936年对不同煤种进行了三十四次试验，在这基础上设计了MaRK-Ⅰ型气化炉。

此炉特点是炉内衬有耐火砖，灰锁置于炉侧，气化剂由主轴通入炉内。

炉身较低，路径较小。

这种炉气化强度低，产气量仅为4500～8000NM3/h，而且仅适用于褐煤气化。

第二阶段;任务，扩大煤种，提高气化强度。

为此设计出了第二代气化炉，其特点是；①改进了炉篦的布气方式。

②增加了破粘装置，灰锁置于中央，侧向传动。

炉型有MaRK-Ⅱ型和MaRK-Ⅲ型。

一台炉产气量为14000-17000 NM3/h.第三阶段：任务，继续提高气化强度和扩大使用煤种。

设计了MaRK-Ⅳ型，内径3.84米，产气量35000-50000 NM3/h.其主要特点是：①改进了煤分布器与破粘装置，从而可气化炼焦煤外的所有煤种。

②设置多层炉篦，布气均匀，气化强度高，灰渣残碳少。

③采用了先进的制造技术与控制系统。

加压气化单元

加压气化单元加压气化单元是指利用高温和高压条件下对固体或液体物质进行气化处理的装置。

它是现代化工过程中重要的生产设备之一，广泛应用于煤炭化工、石油化工、天然气化工等领域。

下面将从工艺原理、设备结构、应用领域和发展趋势等方面进行详细介绍。

加压气化单元的工艺原理是利用高压条件下的化学反应，将固体或液体燃料转化为气体燃料。

在高温和高压环境中，燃料与气体化剂发生反应，通过气化反应将碳含量较高的化合物转化为气体，主要产物为一氧化碳和氢气。

这种气体燃料具有高热值、易于储存和利用等特点，可用于发电、燃料、化工原料等方面。

加压气化单元通常由几个主要的设备组成，包括气化炉、气化反应器、冷凝器、气体分离装置和废气处理装置等。

气化炉是核心设备，用于提供高温和高压条件，使燃料发生气化反应。

气化反应器是进行燃料气化反应的主要装置，通过适当的催化剂和反应条件，实现燃料的高效气化。

冷凝器用于冷却反应产生的热量，将气体产物中的液体成分分离出来。

气体分离装置用于分离气体产物中的不同组分，使其达到特定的纯度要求。

废气处理装置用于处理气化反应中产生的废气，保证环境的清洁和安全。

加压气化单元在煤炭化工、石油化工、天然气化工等领域具有广泛的应用。

在煤炭化工中，加压气化单元可将煤炭转化为合成气，用于发电和化工原料。

在石油化工中，加压气化单元可将重油等液体燃料转化为气体燃料，用于炼油和化工生产。

在天然气化工中，加压气化单元可对天然气进行气化处理，提高其利用效率。

加压气化单元的发展趋势主要体现在以下几个方面。

首先，技术水平的提高，包括气化反应器设计、催化剂的研发和反应条件的优化等方面，以提高气化效率和产物纯度。

其次，设备结构的改进，主要包括加大反应器容量、提高冷凝器效果和优化废气处理装置等方面，以提高整体设备的稳定性和可靠性。

再次，应用领域的拓展，加压气化单元可被应用于更广泛的领域，如生物质气化、城市固废气化、焦化气气化等方面，以实现资源的高效利用和环境的友好处理。

煤加压气化工艺

目录引言 (1)1碎煤加压气化装置 (2)1.1装置概况 (2)1.2岗位任务 (2)1.3原料 (2)2工艺原理 (3)2.1加压气化流程简述 (4)2.2产品规格（粗煤气） (8)3影响加压企划的因素 (9)3.1煤质对气化的影响 (9)3.2水分含量对气化的影响 (9)3.3灰分含量对气化的影响 (i10)3.4挥发份对气化的影响 (10)3.5硫分对气化的影响 (11)3.6粒度对气化的影响 (11)3.7煤的灰熔点和结渣性对气化的影响 (12)3.8煤的粘结性对气化的影响 (12)3.9煤的化学反应性的影响 (12)3.10煤的机械强度和热稳定性对气化的影响 (12)3.11灰熔点对气化的影响 (13)3.12灰样对气化操作的指导意义 (13)3.13入炉矸石含量增多，对气化炉的生产会带来有害的影响 (13)4碎煤加压气化技术特点 (14)5碎煤加压气化的优缺点： (14)6煤气化主要反应的反应机理 (15)6. 1、碳的氧化机理 (15)6.2、二氧化碳还原机理 (15)7与气化工艺有关的指标 (15)7.1：气化强度： (15)7.2：气化能力 (16)参考文献 (17)致 (18)引言论是从煤的深加工过程还是环保控制等诸多方面都要求对原煤加工过程都要求提高煤的利用率。

气化原理：在本质上是将煤由高煤的分子固态物质转变为低分子气态物质。

煤是一种固体化石燃料，与一般燃料比较，其元素组成中C、H比较高，将煤由固态转变为气态过程，也就是改变燃料C、H比结构的过程。

控制好各种对加压气化有影响的因素的指标能更好地利用煤的价值更有利于保护环境,降低污染和充分利用资源。

流化床气化技术

COED法流程
Cogas法气化段流程
高温温克勒气化炉与常压温克勒气化炉的比较
项目
常压温克勒气化炉高温温克勒气化炉
气化条件压力/MPa 温度/ ℃
气化剂
氧气/(m3/kg煤) 水蒸气/(m3/kg煤)
产率（CO+H2)/(m3/t煤）气化强度(CO+H2)/[m3/(m2.h)] 碳转化率/%
（2)压力的影响
采用加压流化床气化可改善流化质量，消除一系列常压流化床所存在的缺陷。
采用加压，增加了反应器中反应气体的浓度，在相同流量下减小，气流速度，增加了气体与原料颗粒间的接触时间。在提高生产能力的同时，可减少原料的带出损失。
在同样生产能力下，可减小气化炉和系统中各设备的尺寸。
压力的影响
气化生成气和热分解气混合后的组成为：φ(H2)， 57.9％；φ(CO)，31.2％；φ(CH4)，4.0％；φ(C02)，6.6 ％；φ(N2)，0.3％。发热值为12.97MJ∕m3。
由于受焦粉热容量的限制，循环焦粉与进入气化炉的新焦粉的比例达30︰1，因而，提升管内的循环焦粉的量极高。气化器的压力较低，但为了能将焦粉提升起来，燃烧器的出口烟气压力必须维持在0.4MPa以上。加上燃烧器高温液态排渣，因而增加了技术上的难度。
甲烷生成伴随着热的释放，相应降低了气化过程中的氧耗。
2、HTW气化工艺流程
大致流程
含水分8~12％的干褐煤输入充压至0.98MPa的密闭料锁系统后，经螺旋加料器加入气化炉内。白云石、石灰石或石灰也经螺旋加料器输入炉中。
煤与白云石类添加物在炉内与经过预热的气化剂(氧气／蒸汽或空气／蒸汽)发生气化反应。携带细煤粉的粗煤气由气化炉逸出.

13种煤气化工艺比较

13种煤气化工艺比较1.常压固定床间歇式无烟煤（或焦炭）气化技术目前我国氮肥产业主要采用的煤气化技术之一，其特点是采用常压固定床空气、蒸汽间歇制气，要求原料为准 25～75mm的块状无烟煤或焦炭，进厂原料利用率低，单耗高、操作繁杂、单炉发气量低、吹风放空气对大气污染严重，属于将逐步淘汰的工艺。

(直接使用空气中氧气）2.常压固定床无烟煤（或焦炭）富氧连续气化技术其特点是采用富氧为气化剂、连续气化、原料可采用标准15～35mm粒度的无烟煤或焦炭，提高了进厂原料利用率，对大气无污染、设备维修工作量小、维修费用低，适合用于有无烟煤的地方，对已有常压固定层间歇式气化技术进行改进。

（氧气纯度30%-50%）。

3.常压固定床纯氧连续气化技术其特点是采用纯氧与蒸汽、或纯氧与二氧化碳为气化剂、连续气化、原料可采用标准8～25mm粒度的无烟煤、焦炭、半焦、型煤、型焦等，进厂原料利用率高，无废气排放，无涨库冷却水，对大气环境无污染、气化效率高、灰渣残炭0~3%。

煤气质量高，水煤气CO+H2=82~85%，CO2制CO粗气中CO=70~72%。

设备流程简化，维修工作量小、大修周期长，维修费用低，适合用于化工、化肥、制氢、燃气等装置配置使用。

（氧气纯度≥99.6%、气化强度:生产水煤气时1400~1600m3/m2/h）。

4.鲁奇固定床煤加压气化技术主要用于气化褐煤、不粘结性或弱粘结性的煤，要求原料煤热稳定性高、化学活性好、灰熔点高、机械强度高、不粘结性或弱粘结性，适用于生产城市煤气和燃料气。

其产生的煤气中焦油、碳氢化合物含量约1%左右，甲烷含量约10%左右。

焦油分离、含酚污水处理复杂，不推荐用以生产合成气。

5.灰熔聚煤气化技术中国科学院山西煤炭化学研究所技术。

其特点是煤种适应性宽，属流化床气化炉，煤灰不发生熔融，而只是使灰渣熔聚成球状或块状灰渣排出。

可以气化褐煤、低化学活性的烟煤和无烟煤、石油焦，投资比较少，生产成本低。

鲁奇碎煤加压气化工艺分析

鲁奇碎煤加压气化工艺分析一、鲁奇加压气化发展史鲁奇炉是德国鲁奇煤气化公司研究生产的一种煤气化反应器。

该炉型的发展经历了漫长的过程，其发展过程可分为三个阶段。

1、第一阶段：任务是证明煤炭气化理论在工业上实现移动床加压气化。

1936年至1954年，鲁奇公司进行了34次试验。

在这基础上设计了MARK—Ⅰ型气化炉。

该炉型的特点是炉内设有耐火砖，灰锁置于炉侧，气化剂通过炉篦主轴通入炉内。

炉身较短，炉径较小。

这种炉气化强度低，产气量仅为4500~8000Nm3/h，而且仅适用于褐煤气化。

2、第二阶段：任务是扩大煤种，提高气化强度。

为此设计出了第二代气化炉，其特点是（1）改进了炉篦的布气方式。

（2）增加了破粘装置，灰锁置于中央，炉篦侧向传动，(3)去掉了炉膛耐火砖。

炉型有MARK—Ⅱ型与MARK—Ⅲ型。

单台炉产气量为14000~17000Nm3/h。

3、第三阶段：任务是继续提高气化强度和扩大煤种适用范围。

设计了MARK—Ⅳ型炉,内径3.8米，产气量35000~50000Nm3/h，其主要特点是：（1）增加了煤分布器，改进了破粘装置，从而可气化炼焦煤以外的所有煤。

（2）设置多层炉篦，布气均匀，气化强度高，灰渣残炭量少。

（3）采用了先进的制造技术与控制系统，从而增加了加煤排灰频率，运转率提高到80%以上。

4、第四代加压气化炉：第四代加压气化炉是在第三代的基础上加大了气化炉的直径（达Ф5m），使单炉生产能力大为提高，其单炉产粗煤气量可达75000m3（标）/h（干气）以上。

目前该炉型仅在南非sasol公司投入运行。

今后鲁奇炉的发展方向：（1）降低汽氧比，提高气化层温度,扩大煤种适用范围，灰以液态形式排出，从而提高蒸汽分解率，增加热效率，大幅度提高气化强度，气化强度可由2.4t/m2h提高到3-5t/m2h.煤气中的甲烷可下降到7%以下。

（2）提高气化压力，根据鲁尔—100型炉实验，当压力由2.5Mpa提高到10.0Mpa,煤的转化率及气化强度可成倍增加，氧与蒸汽的消耗减少，煤的粒度也可以减少。

主要气化工艺对比

主要气化工艺对比气化工艺● 水煤浆加压气化①GE水煤浆加压气化工艺GE水煤浆加压气化法为目前世界上先进的气化技术之一，属气流床加压气化法。

其特点是该工艺对煤的适应范围较宽，可利用粉煤，单台气化炉生产能力较大，气化操作温度高，液态排渣，碳转化率高，煤气质量好，甲烷含量低，不产生焦油、萘、酚等污染物。

排出粗灰渣可以用做水泥的原料和建筑材料。

三废处理简单，易于达到环境保护的要求。

生产控制水平高，易于实现过程自动化及计算机控制。

A. 加压水煤浆气化的优点a）煤种适应性广年轻烟煤，粉煤皆可作原料，灰熔点要求不超过1350℃，煤可磨性和成浆性好，制得煤浆浓度要高于60%（wt）为宜。

b）气化压力范围大从2.5~8.0MPa（G）皆有工业化装置，以4.0MPa（G）和6.5MPa（G）较为普遍，气化压力高可节省合成气压缩功。

c）气化炉热量利用有激冷工艺制得含蒸汽量高的合成气如用于生产合成氨、甲醇、制氢等，在变换工序不需再外加蒸汽，也可采用废锅流程回收热量副产高压蒸汽，但废锅设备价格较高，可择优选用。

d）气化炉内无传动装置，结构比较简单。

e）单位体积产气量大，一台直径3200mm，6.5MPa气化炉产生气体，可日产甲醇1500吨。

f）有效气成分高，CO+H2≥80%（v%），排渣无污染，污水污染小易处理。

因高温气化，气体中含甲烷很低（CH4≤0.1%），无焦油，气化炉排渣无污染可用作铺路路渣，污水含氰化物少易处理。

g）产品气一氧化碳和氢含量高是碳一化学最好合成原料气，可用来生产合成氨，甲醇，制氢，羟基合成原料气，用途广泛。

h）碳转化率高最高可达98%。

B. 水煤浆气化对煤质要求a）GE水煤浆气化对煤质适应性较广。

除褐煤、泥煤及热值低于22940kJ/kg ，灰熔点高于1350℃的煤不太适用外，其他粘结性煤，含灰量较高的煤，石油焦，烟煤均可作原料。

b）煤中灰含量对消耗指标的影响，煤中的灰含量增加会增加氧气的消耗，同时也增加每m3（标）（CO+H2）气体的煤消耗量，一般煤中灰含量从20%（wt）降到6%（wt），可节省5%无灰干基煤消耗，节省氧气消耗10%左右。

煤炭加压气化

概述
• 煤气化简介 • 煤是一种固体化石燃料，固体燃料的气化过程是一个在高温或同时在高压下进行的，复杂的多项物理化学过程。 • 一、煤氣化的定义 • 煤炭氣化是一个概括的朮語，用來描述煤炭轉化成煤气的過程。即煤炭在高溫條件下，与氣化劑進行热化学反应的过程。
• 能使煤炭气化生产煤气的设备称为煤气发生炉，简称气化炉。煤炭在此称为气
• 1、高等植物的发生、发展是煤生成的首要条件 • 2、陆地上有均匀的温度和潮湿的气候，适宜于陆生植物一代一代地繁茂地生长。 • 3、地形的起伏形成大的沼泽地带，有利于植物群的发展及残骸堆积在水中。 • 4、地形的运行使有可能保存植物残骸，并转变到沉积状态。 • 在具备以上条件的前提下，古代植物转变成煤经过了一系列演变过程，大致可分为两个阶段： • 第一阶段泥炭化阶段： • 此阶段植物不断繁殖、生长、死亡，其残骸堆积在水中之后，在细菌的作用下进行分解；堆积在下面的完全与空气隔绝，植物残骸的菌作用就依靠本身含有的氧，发生氧化分解，发生去羧基、
标准立方米/时· 台（粗煤气）气化强度标准米3/米2台
除粘结性太强的煤
113~144
37000~55000
3500~4500
• 二、鲁奇加压气化的特点： • 1、原料方面： • ⑪煤种适应范围广，能气化从褐煤到无烟煤的各种煤，除焦煤之外。 • ⑫适用于碎煤气化，由于鲁奇炉为加压气化，因而在煤粒度上可放宽至小粒度，其适应粒度最小为2mm，最大为50mm，最大与最小粒度之比一般为8mm，最好为5～6mm. • 2、生产过程方面： • ⑪气化炉生产能力大，加压下气体的体积缩小，流速降低，这样使气化炉的生产能力可以大大提高。
＞ 25～30 ＞ 30 ＞ 25～30 ＞ 30 ＞ 25 ＞ 9～14 ＞ 14～25 ＞ 5～9 ＞ 9～14 ＞ 14～25

粉煤加压气化技术简介

粉煤加压气化技术简介华东理工大学兖矿鲁南化肥厂(水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心) 中国天辰化学工程公司一.背景“九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心）、中国天辰化学工程公司圆满完成了国家“九五”科技攻关项目“新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉开发”，在兖矿鲁南化肥厂建成国内首套具有自主知识产权的水煤浆气化炉及中试装置，并取得突破性成果。

依托已有多喷嘴对置式中试气化炉（内衬耐火砖），上述三家单位又共同承担了国家“十五”科技攻关计划课题“粉煤加压气化制合成气新技术研究与开发”，建设具有自主知识产权的粉煤加压气化中试装置。

装置处理能力为15～45吨煤/天，操作压力2.0～2.5Mpa，操作温度1300～1400℃。

该课题于2001年年底启动，2002年10月完成研究开发阶段中期评估，中试装置进入设计施工阶段。

2004年7月装置正式投运，首次在国内展示了粉煤加压气化技术的运行结果，填补了国内空白，技术指标达到国际先进水平。

中试装置于2004年12月6日至9日顺利通过科技部组织的现场72小时运行专家考核，2004年12月21日于北京通过科技部主持的课题专家验收。

同年，该成果入选2004年度煤炭工业十大科学技术成果。

2005年6月15日在该中试装置上成功运行了以CO2为输送介质的粉煤加压气化，取得了宝贵的运行数据。

迄今为止，以CO2为输送介质的粉煤加压气化数据国际上未见报道。

2005年年底，在该装置上进行了褐煤的干燥与输送研究，为拓宽该技术的煤种适用性获得了具有参考价值的数据。

目前，上述三家单位合作，开发水冷壁气化炉，中试装置将于2006年年底建成并运行。

将于“十一五”期间，实现自主产权粉煤加压气化技术工业化。

二．技术特点与难点气流床煤气化是当今国际上最先进的煤气化技术之一，与水煤浆气化技术相比，粉煤气流床加压气化技术具有煤种适应性广、原料消耗低、碳转化率高、冷煤气效率高等技术优势，有更强的市场竞争力。