煤气化技术论文 煤气化制甲醇技术
煤气化产物制甲醇技术及前景
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煤气化产物制甲醇技术及前景中国矿业大学化工学院江苏徐州 2011摘要:随着化石燃料储量的减少和燃烧化石燃料导致的全球气候问题加剧,寻求一种可再生的石油替代品引起了全球性的关注。
而甲醇作为一种较为环保的燃料也得到的不错的认可,还有其的来源十分广泛,较容易制得因而也成为未来世界石油的替代品之一。
煤气化制甲醇是一种十分便捷,产量很多和成本相对比较低得制取甲醇方式,因而煤气化制甲醇已成为各国重视的对象,也成为甲醇合成行业较受欢迎的制取方式,是目前合成甲醇最有前景的方法之一。
本文主要是煤气化制甲醇的工艺和甲醇对当今世界的影响及它的重要性和对其前景的探讨。
关键词:甲醇燃料;煤气化;甲醇合成甲醇是最简单的饱和一元醇,也叫甲基醇,俗名木醇、木精,分子式CH3OH。
是一种无色、透明、易燃、易挥发的液体,列有酒精味。
For more than 100 years, production of town gas was based on carbonization of coal. An active research effort laid the basis of a scientific understanding of the principles of coal gasification and led to the development of advanced processes.——Coal gasification: W. E. H. King甲醇作为新时代的新型能源,其地位越来越受到国际的重视。
自第一次世界石油危机后,鉴于木制甲醇曾经作为车用燃料,许多国家开始重新关切甲醇作为石油的替代燃料。
很多科学家和发表的相关文章及论文,还有许多公司为甲醇作为石油的替代燃料项目成立了相关研究所及基金会等很多机构。
例如1975年瑞典成立国家级的瑞典甲醇开发公司(SMAB)、1978年美国纯甲醇汽车进行广泛测试、1979联邦德国组织了1000多辆然醇汽车投入使用、1989年全球甲醇业者于美国成立甲醇机构——甲醇学院(MI)和甲醇基金会。
煤制甲醇项目的煤气化技术选择
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煤制甲醇项目的煤气化技术选择煤制甲醇项目的煤气化技术选择煤炭是我国重要的能源资源,具有丰富的储量和广泛的应用价值。
然而,近年来环境问题的日益突出以及对清洁能源的需求提升,使得煤炭的利用方式面临着重要转变与挑战。
在现代化建设中,煤炭气化技术成为一种重要的利用方式,通过煤气化将煤中的碳氢化合物转化为一系列有用的气体和液体燃料。
其中,煤制甲醇项目作为煤气化技术的重要应用方向之一,对清洁能源的发展具有重要意义。
煤制甲醇项目,顾名思义,就是通过煤气化将煤转化为甲醇。
甲醇是一种重要的有机化合物,是一种清洁、高效的燃料和化工原料,具有广泛的应用前景。
通过煤制甲醇项目,可以实现煤炭资源的高效利用,降低对石油等化石能源的依赖,提高能源供给的多样性和可持续性。
在煤制甲醇项目中,煤气化技术的选择是一个非常关键的环节。
目前,常用的煤气化技术包括固定床煤气化、流化床煤气化和上升管煤气化等。
不同的煤气化技术具有不同的特点和适用范围,因此在选择合适的煤气化技术时,需要综合考虑项目的规模、煤炭性质、煤炭现场输运条件、设备投资和运营成本等因素。
固定床煤气化技术是最早应用的一种煤气化技术,其主要特点是煤在固定床中逐步被加热、氧化和气化,产生合成气。
该技术适用于较小规模的煤制甲醇项目,具有投资和运营成本较低的优势。
然而,固定床煤气化技术操作控制相对复杂,对煤的适应性较差,煤的灰渣处理也较困难。
流化床煤气化技术是最为广泛应用的煤气化技术之一,其主要特点是煤在高速气流的作用下在流化床内气化,产生合成气。
该技术适用于中小规模的煤制甲醇项目,具有气化效果好、操作控制简单的优势。
然而,流化床煤气化技术需要对煤进行细碎处理,对煤的选择有一定的要求,设备投资较高。
上升管煤气化技术是一种高效率的煤气化技术,其主要特点是煤在上升管内与气化剂直接接触反应,产生合成气。
该技术适用于大规模的煤制甲醇项目,具有气化效果好、相对节能的优势。
然而,上升管煤气化技术对配套设备的要求较高,操作控制相对复杂,投资成本较高。
煤制甲醇过程中煤气化技术的应用分析
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煤制甲醇过程中煤气化技术的应用分析摘要:在现代的工业中,很多方面都能涉及到煤气化技术,例如煤制甲醇等等。
在多年的实践过程中,人们逐渐认识到,煤气化技术在煤制甲醇的工艺过程中是较为关键的技术环节。
这项技术包括很多类别:德国Lergi公司的Lurgi块煤加压气化技术、德国HTW流化床气化工艺技术等等。
不同煤气化技术有着不同飞特点和优点,初设的时候必须要考虑各种不同煤气技术的多方面的优势,还要注意工程化的系统分析。
本文主要针对煤制甲醇过程中煤气化技术的应用做了简单分析。
关键词:煤制甲醇煤气化技术目前的工业工艺中,很多方面都应用了煤气化技术,尤其是煤制甲醇工艺中显得尤为重要。
就目前的技术中,应用的比较广泛的主要由以下几种:德国未来能源公司的GSP粉煤加压气化技术、荷兰Shell 公司的SCGP粉煤加压气化工艺、美国Texaco公司的水煤浆加压气化工艺、德国Lurgi公司的Lurgi块煤加压气化丁艺、德国的HTw流化床气化工艺等。
这些技术工艺有着自己独特的特点和优势,在煤制甲醇工艺中发挥着重要的作用。
1 煤制甲醇过程中煤气化技术概述1.1 HTW流化气化工艺这种煤气化技术是由德国RWE—GROUP开发,基于常压温克勒气化工艺的基础上进行改进开发出来的,其目的就是提高气化过程中气化炉的操作温度及压力,比较常用于干褐煤气化。
应用这种工艺,快速的干馏煤块,充分裂解挥发物,但是其净化体系较为简单,并且气化后的煤气释放出流化床气化炉时会夹带很多飞灰,含碳量较高,还要进行后期的适当处理。
在Wwsswling的示范厂最高速已达到1500t/d,成本低廉且高效。
1.2 Texaco水煤浆气化工艺水煤浆加压气化工艺是于1978年由美国Texaco公司研发的,其基础就是渣油部分氧化技术。
这种工艺优点很多:煤种适应性强,气化压力在4.0MPa~6.5MPa范围之间;能够根据气化气体的用途选择气化流程的热回收选择激冷还是废锅形式;气化炉排出的融渣冷却后由于性质稳定,可以作为建筑材料。
煤气化制甲醇的重要意义及基本的工艺流程
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煤气化制甲醇的重要意义及基本的工艺流程1. 引言1.1 煤气化制甲醇的重要意义煤气化制甲醇是一种重要的化工生产方法,具有着重要的经济意义和社会意义。
煤气化制甲醇可以有效利用煤炭这种资源丰富的化石能源。
随着石油资源的逐渐枯竭,煤炭成为了我国最主要的能源资源之一。
利用煤气化技术生产甲醇,不仅可以实现资源的有效利用,还可以降低对天然气和石油等其他能源资源的依赖程度。
煤气化制甲醇可以促进我国能源结构的优化和升级。
通过将煤炭转化为甲醇这种清洁高效的化工产品,可以减少对传统的煤炭燃烧方式带来的环境污染,提高能源利用效率,推动我国能源结构向多元化、清洁化的方向发展。
煤气化制甲醇还可以创造就业机会,促进经济发展。
随着煤气化制甲醇技术的不断完善和推广,相信其在我国的发展前景将会更加广阔。
2. 正文2.1 煤气化制甲醇的工艺流程煤气化制甲醇的工艺流程是一个复杂而精细的过程,涉及到多个阶段和反应。
在整个过程中,需要严格控制各种参数,以确保最终的产物质量和产量。
首先是原料准备阶段,这一阶段主要是将煤炭等原料进行预处理,使其适合进入气化反应器。
原料的选择和处理对最终产物的质量有着至关重要的影响。
接下来是气化阶段,这是煤气化制甲醇过程中最关键的步骤。
在气化反应器中,煤炭等原料会被加热至高温,同时注入氧气或水蒸气,从而产生合成气。
合成气净化阶段是为了除去合成气中的杂质和有害物质,以提高甲醇的产物纯度。
这一步骤通常包括若干种净化设备和工艺,如吸收塔、凝结器等。
最后是甲醇合成阶段,这是整个工艺的最后一道工序。
在甲醇合成反应器中,合成气会经过催化剂的作用,产生甲醇作为最终产物。
煤气化制甲醇的工艺流程是一个复杂而精密的过程,需要多个阶段的处理和控制。
通过不断优化和改进工艺流程,可以提高甲醇的产量和质量,为相关领域的发展做出贡献。
2.2 原料准备阶段原料准备阶段是煤气化制甲醇过程中至关重要的一步。
在这个阶段,首先需要准备煤作为主要原料。
煤气化产物制甲醇技术及甲醇前景
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煤气化产物制甲醇技术及甲醇前景煤气化产物制甲醇技术及甲醇前景随着全球能源需求不断增加,越来越多的国家开始投入大量的精力和资源来研究和开发新的能源技术和原料,以满足社会发展对能源的需求。
煤气化产物制甲醇技术是一项非常重要的新能源技术之一,这项技术通过将煤气化产物转化为甲醇,从而实现对煤炭等非化石能源的有效利用。
一、煤气化产物制甲醇技术煤气化产物制甲醇技术是将煤气或其他气体通过化学反应转化为甲醇的一种方法,通常采用合成气作为原料,即一种由一氧化碳和氢气组成的气体混合物。
合成气可以通过多种方法制备,包括煤气化、天然气再生、生物质气化等。
甲醇合成的主要反应是将一氧化碳和氢气转化为甲醇的甲醇合成反应,这一反应需要催化剂和加热才能进行。
催化剂通常是采用有机金属化合物,如三氯化铑或三氯化铱,进行氢化反应。
甲醇合成反应的反应物和反应条件不同,会对甲醇的产率和选择性产生不同的影响。
煤气化产物制甲醇技术目前被广泛应用于煤化工、化肥、低碳化工等领域,可以用来生产甲醇、丙烯酸、塑料、化肥等产品,同时也被广泛认为是一项有潜力的可再生能源技术,可以大幅减少对传统石油资源的依赖。
二、煤气化产物制甲醇的前景煤气化产物制甲醇技术的应用前景广阔。
首先,煤气化作为一种清洁、低碳的方法可以实现对非化石能源的有效利用,并能够减少环境污染和温室气体排放。
同时,煤气化产物制甲醇技术的产物甲醇是一种清洁、可再生的燃料,可以使用在燃油、涂料、合成树脂等领域,同时也可以作为汽车等交通工具的燃料。
此外,甲醇还是一种重要的化工原料,可以用来制备丙烯酸、甲醛、甲基丙烯酸等化学产品,这些化学产品被广泛应用于建筑、包装、纺织、汽车等领域,可以大幅推动经济发展。
总之,煤气化产物制甲醇技术是一项创新、环保、低碳的技术,具有广阔的应用前景。
在今后的发展中,应加强研发和创新,提高技术水平,扩大应用领域,将其作为一种有力的可再生能源方式,推动经济绿色发展。
煤制甲醇流程范文
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煤制甲醇流程范文煤制甲醇是一种将煤转化为甲醇的工艺过程,也是一种通过煤炭资源的化学转化方式来生产清洁能源的方法。
该过程主要包括煤气化、合成气净化、甲醇合成、甲醇纯化及相关辅助处理等步骤。
1.煤气化煤气化是将煤转化为合成气的过程,合成气是由一氧化碳(CO)、氢气(H2)和少量其他气体组成的混合气体。
在高温和压力下,将煤经氧化反应进行热解,产生反应性较高的煤气。
煤气化反应可分为直接煤气化和间接煤气化两种方式。
2.合成气净化从煤气化产生的原始合成气中,需要去除杂质,包括硫化物、杂质颗粒、苯和苯衍生物、镉、锑等,以防止对催化剂的污染。
该步骤通常采用吸附剂和活性物质进行吸附、催化和过滤等操作。
3.甲醇合成将净化后的合成气进行甲醇合成反应。
甲醇合成主要是通过催化剂的作用,将一氧化碳和氢气反应生成甲醇。
常用的催化剂包括氧化锌和铝酸锌等。
该反应通常在高温和高压条件下进行。
4.甲醇纯化甲醇合成后,需要进行纯化处理,以去除其他杂质,提高甲醇的纯度。
通常采用一系列的物理和化学方法,如蒸馏、吸附、萃取等,以提高甲醇产物的纯度。
5.辅助处理在煤制甲醇过程中,还需要进行一些辅助处理操作。
例如,气体除尘、废气处理和废水处理,以及对催化剂和吸附剂的再生等。
这些处理步骤有助于提高产品质量和能源利用效率。
煤制甲醇工艺具有一定的优势,例如煤作为丰富的资源,可以实现可持续发展;甲醇具有较高的能量密度,可替代石油燃料;而且该过程中产生的废气和废水可以通过再利用和处理降低对环境的影响。
然而,煤制甲醇也存在一些问题,如对环境的污染、高能耗、成本较高等,这些问题需要通过技术创新和改进来解决。
总之,煤制甲醇是一种将煤转化为甲醇的重要工艺过程。
通过煤气化、合成气净化、甲醇合成、甲醇纯化和辅助处理等步骤,可以实现煤资源的转化和清洁能源的生产。
随着科技的发展和环境的变化,煤制甲醇工艺将不断改进和优化,以实现更高的能源效率和更低的环境污染。
煤气化制甲醇的重要意义及基本的工艺流程
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煤气化制甲醇的重要意义及基本的工艺流程【摘要】现代工业中,煤气化制甲醇技术具有重要意义。
本文介绍了煤气化制甲醇的工艺流程,包括原料气净化、合成气生成、甲醇合成反应以及甲醇的提纯过程。
通过对这些环节的详细讲解,读者能够了解煤气化制甲醇的整个生产过程。
文章还探讨了煤气化制甲醇的前景展望和发展趋势,指出该技术在未来的应用和发展中将发挥重要作用。
煤气化制甲醇不仅能够有效利用煤炭等资源,还可以生产甲醇这一重要的化工产品,为现代工业的发展提供重要支持。
通过煤气化制甲醇技术的不断优化和创新,将有助于推动化工行业的发展,并为我国的经济转型和可持续发展做出贡献。
【关键词】煤气化、甲醇、工艺流程、原料气净化、合成气、合成反应、提纯、前景展望、发展趋势1. 引言1.1 介绍煤气化制甲醇的背景煤气化制甲醇是利用煤等碳质资源进行气化反应,生成合成气后再进行催化合成甲醇的过程。
煤气化制甲醇技术被广泛应用于能源化工领域,具有重要的经济和社会意义。
煤气化制甲醇的背景可以追溯到20世纪初,当时煤炭资源丰富但利用率低,而甲醇是一种重要的基础化工产品,可广泛用于合成其他化工产品,如塑料、涂料、溶剂等。
煤气化制甲醇技术的发展,为解决煤炭资源高效利用和化工产品生产提供了重要的途径。
随着石油资源的日益枯竭和环境问题的加剧,煤气化制甲醇技术受到了更多关注和重视。
通过煤气化制甲醇,不仅可以实现煤炭资源转化为清洁能源和化工产品的目标,还可以减少对传统能源的依赖,促进能源结构的多样化和环境保护。
煤气化制甲醇被认为是未来能源化工发展的重要方向之一。
1.2 阐述煤气化制甲醇的重要性煤气化制甲醇是一种重要的工业化学过程,其重要性体现在以下几个方面:煤气化制甲醇是有效利用煤炭资源的重要途径。
煤炭是我国主要的能源资源,通过煤气化制甲醇,可以充分利用煤炭资源,实现资源的可持续利用,并减少对石油等有限资源的依赖。
煤气化制甲醇还具有环保的优势。
与传统的煤炭燃烧过程相比,煤气化制甲醇过程产生的废气较少,对环境影响较小,可以减少大气污染,并符合国家对环保要求的趋势。
煤制甲醇的气化和合成工艺选择探讨
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煤制甲醇的气化和合成工艺选择探讨摘要:经济的高速发展对甲醇的消耗量不断增加,甲醇制造工艺技术也在不断发展,各种工艺技术越来越多,只有对这些工艺技术进行科学选择,才能有效提高甲醇的制造工艺水平。
基于此,本文对煤制甲醇的气化和合成工艺选择进行研究,以期为相关行业人员提供一些参考。
关键词:煤制甲醇;气化;合成引言我国煤炭资源相对丰富,大力发展煤化工产业,煤炭资源合理开发利用的共识是在中国能源利用的主要方式,煤制甲醇项目可以更好实现煤炭资源的合理使用。
在该工艺的实际应用过程中,其气化和合成工艺较多,且都有各自的优点和缺点,应该根据生产的实际情况来进行选择。
1煤制甲醇气化工艺的选择1.1流化床气化在该工艺应用的过程中,能够将炉膛中的物质进行充分的燃烧,可以有效提高燃烧效率,且工艺的适应性较强,各种污染物质的排放也不是很高。
从上个世界开始,流化床气化工艺已经开始得到逐渐的应用,并取得了不错的应用效果,技术发展很快,我国加大了国外相关先进工艺设备的引进力度,并加大了在该工艺的研究投入,在国外相关工艺技术的基础之上,自己开发了1mm-13mm的流化床汽化炉。
由于流化床突出的优势,其具有比较大的工艺发展空间,但其在实际应用过程中,也出现了生产强度不高、能耗过大的特点,其碳转化率只有百分之九十左右。
因此,在大型煤制甲醇中,其工艺还是存在较多不完善之处,还需要相关技术人员在相关技术的研发上,投入更大的力量,进一步对工艺技术进行优化,设计更符合要求的生产设备。
1.2固定床气化在使用固定床工艺来生产甲醇的过程中,需要配合使用块状的煤,通过专业性的煤炭处理技术设备产生合成气,通过对该合成气的净化和处理,形成纯度较高的甲醇物质,之后使用甲醇生产二甲醚。
但是在整个生产过程中,煤炭的转化率往往比较低,气化的程度不是很高,且在排放的污水中包含较多的焦油和酚,工艺措施比较复杂,工艺的成本偏高。
由于技术比较成熟,设备的成本较低,比较适合小规模生产。
煤制甲醇气化工艺设计及计算 毕业设计论文
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毕业设计说明书专业:班级:姓名:年月日目录1 文献综述 (3)1.1 甲醇的基本性质 (3)1.2 甲醇工业发展状况 (3)1.2.1甲醇生产工艺的发展 (3)1.2.2 甲醇原料的发展 (4)1.3 甲醇应用状况 (4)1.4 甲醇市场状况 (5)1.5 甲醇发展方向 (5)1.6 甲醇行业的发展建议 (6)1.7 工业甲醇生产方法简述 (7)1.8 煤、焦炭制甲醇 (7)2 设计工艺流程及优化 (8)2.1 德士古水煤浆气化制甲醇工艺装置可行性分析 (8)2.1.1 三种典型气化工艺比较 (8)2.1.2 过程分析 (9)2.1.3 合成气净化 (9)2.1.4 低压甲醇合成与精馏 (10)2.2 工艺流程确定 (11)3 煤制甲醇气化工艺设计及计算 (12)3.1 工艺概述 (12)3.2 气化工艺 (12)3.2.1 原料煤的确定 (12)3.2.2 煤型评价 (13)3.2.3 制浆工艺简述 (14)3.2.4 水煤浆气化 (14)3.3 工艺操作条件 (15)3.4 工艺流程图(变换流程见工艺流程图变换部分) (16)4 二氧化碳脱除 (18)4.1 二氧化碳脱除目的 (18)4.2 加压水洗法流程简介(脱碳流程见工艺流程图脱碳部分) (19)5 甲醇合成 (20)5.1 合成甲醇反应原理 (20)5.1.1 甲醇合成反应步骤 (20)5.1.2 合成甲醇的化学反应 (20)5.2 合成甲醇对合成气的要求 (21)5.2.1合成气中的碳氢比 (21)5.2.2合成气中惰性气体含量 (21)5.2.3甲醇合成气的净化 (21)5.3 合成甲醇催化剂 (21)5.3.1 合成甲醇催化剂的作用 (21)5.3.2 铜基催化剂 (22)5.4 鲁奇(Lurgi)低中压发合成甲醇工艺流程 (22)5.5 鲁奇(Lurgi)管壳型甲醇合成塔 (22)5.6 甲醇合成热力学 (23)5.6.1 SHBWR 状态方程 (23)5.6.2混合物的参数计算 (25)5.6.3合成热效应 (28)5.7 甲醇合成的化学平衡 (30)5.7.1 平衡常数计算 (30)5.7.2 合成气用量比与平衡浓度 (32)5.7.3 合成气合成甲醇计算 (33)5.8 粗甲醇精馏工艺计算 (34)结论 (34)参考文献 (35)致谢 ........................................................................................................ 错误!未定义书签。
年产60万吨煤制甲醇(毕业设计)论文
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年产60万吨煤制甲醇(毕业设计)论文引言随着能源需求的不断增长和化石能源资源逐渐枯竭,寻找可再生能源和替代燃料成为全球能源行业的重要课题。
煤制甲醇作为一种重要的替代能源和化工原料,在实现能源可持续发展方面具有重要意义。
本论文旨在探讨年产60万吨煤制甲醇的生产工艺、环保措施以及经济效益,为相关研究和实践提供参考。
一、煤制甲醇的生产工艺1.原料准备:选择适宜的煤炭资源作为原料,并进行粉碎、煤气化等预处理工作,以提高反应效率。
2.催化剂选择:为了实现高效催化反应,需选择适合的催化剂。
常用的催化剂包括锌铝催化剂、铜锌碳催化剂等。
3.煤气化反应:将经预处理的煤炭原料与适量氧气、蒸汽等进行混合,在高温条件下进行煤气化反应,产生一氧化碳和氢气等反应产物。
4.甲醇合成反应:采用低温合成法,将煤气化产物经过合适的催化剂,进行甲醇合成反应,生成甲醇产品。
二、环保措施1.环境影响评估:在建设煤制甲醇生产设施之前,进行详细的环境影响评估工作,评估其对大气、水体等环境的潜在影响,制定相应的环保措施和监测方案。
2.脱硫脱硝工艺:对煤气化反应中产生的废气进行脱硫和脱硝处理,减少有害气体的排放,降低环境污染。
3.废水处理:对煤制甲醇生产过程中产生的废水进行集中处理,采用适当的物化处理方法,将废水中的有害物质去除或转化,并确保处理后的废水达到排放标准。
4.固体废弃物处理:对生产过程中产生的固体废弃物进行分类、收集和处理,减少对土地的占用和污染。
三、经济效益1.投资估算:根据年产60万吨煤制甲醇的生产规模,进行设备投资、原料费用、能源消耗等方面的估算,制定可行的投资方案。
2.成本分析:对生产过程中各类成本进行分析,包括原料成本、能源成本、人工成本、设备维护成本等,以评估项目的成本效益。
3.收益预测:结合市场需求和价格趋势,预测年产60万吨煤制甲醇项目的销售收入,并计算出项目的总收益。
4.经济评价:通过投资回收期、净现值、内部收益率等指标,对年产60万吨煤制甲醇项目进行经济评价,以判断其可行性和盈利能力。
煤化工生产技术论文
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煤化工生产技术论文煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。
下面是店铺整理了煤化工生产技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!煤化工生产技术论文篇一煤化工及甲醇生产技术探索摘要:甲醇是一种有机化工原料,它的用途非常广泛,普遍运用于燃烧材料、合成金属、工程涂料、医学消毒、日常生火等多个方面,在甲醇的制造方面,一般都遵循着煤气化碳――变换气体物质――精细蒸馏三大工序,在化工厂生产活动中一般将生产甲醇的工序称为“工段”。
难点在于如何去调控操作所需的参数,本文通过对煤化工作的特性解析来引申出甲醇生产的要点,同时对生产技术进行一个流程上的模拟,更全面地去了解甲醇生产中需要多加注意的关键。
关键词:煤化工;甲醇;温度;化学反应;化学式中图分类号:Q946文献标识码: A1煤气化原理在甲醇生产的流程中,煤气化是第一步,它是一种化学反应,将气化剂和煤炭资源中的可燃物质放置在一个高位环境下,然后使其发生中和反应,产生一氧化碳、氢气等可燃气体。
在煤气化工段里使用的气化剂包括水蒸气、氧气等,在加入这些气化剂后,煤炭就会发生一系列化学反应,从而生成所需的气体。
煤炭在加入气化剂后,经历了干燥、热裂解等热力反应,该反应中生成的气体包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等,这些化学反应的速度取决于煤气化工段中的温度、热压、气化炉质量以及煤炭的种类,以下是煤气化过程中会出现的化学式:吸收热量:C - H2O → C O + H2C + C O2→ 2C O发散热量:C + O2→ C O2C +12O2→ C O变换反应:C O + H2O → C O2+ H2从大体上来说,煤气化反应是化学中的强吸热效应,如果以动力和热力的角度来解析这类中和现象,重点在于对温度的把握,温度过高会造成气体流失,温度过低则无法产生完整的化学反应,导致生成的气体数量少、质量差。
同时在增压方面应该适当地增加对煤炭的压力值,这样可以使化学反应的速度提高,对甲醇的生产效率起积极作用。
化工专业-煤气化制甲醇-毕业设计
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化工专业-煤气化制甲醇-毕业设计煤气化制甲醇是利用煤炭等复合物作为原料通过气化、合成等工艺将其转化为甲醇,是现代化工领域中的一种重要生产方式。
随着国家对环保方面的要求不断提高,煤气化制甲醇的技术应用越来越得到重视,成为化工专业领域中备受关注的工艺之一。
本篇毕业设计以煤气化制甲醇为主题,分析其工艺流程及关键技术,以及在实际应用中存在的困难和挑战。
在此基础上,提出改进方案和优化手段,以提高生产效率和质量水平,为化工领域的发展做出贡献。
首先,煤气化制甲醇的工艺流程主要包括煤气化、气体净化、甲醇合成等关键环节。
其中,煤气化是将固体煤炭转化为可燃气体的过程,包括干燥、热解、气化等步骤。
气体净化主要是对气体中的含硫、含氮、含氧有害成分进行去除,以保证后续步骤的正常进行。
甲醇合成则是将合成气中的一氧化碳和水合成甲醇的化学反应过程。
其次,煤气化制甲醇中存在的一些困难和挑战主要包括:一是气化炉的设计和运行难度大,需要考虑到床层温度、气体成分和流速等因素,避免发生瞬时的高温和压力冲击;二是气体净化中存在多种有害成分的去除难度大,涉及到多种物理和化学过程,并需有专业的设备和技术支持;三是甲醇合成反应需要充分考虑反应温度、压力、催化剂配方等因素,以达到良好的反应效果和高品质的甲醇产品。
最后,针对上述的问题和挑战,建议优化煤气化制甲醇的工艺流程,包括:适当调整气化炉结构和运行参数,以提高气体的产出质量和稳定性;采用高效的气体净化技术,同时辅以物理和化学方法进行多项有害成分的去除;优化甲醇合成反应条件和催化剂,降低反应温度和压力,提高甲醇纯度和产量。
综上所述,本篇毕业设计对于煤气化制甲醇这一重要的现代化工生产方式进行了深入的研究和分析,提出了一系列优化方案和优化手段,为化工领域的技术进步和发展提供了有益的参考和借鉴。
煤制甲醇工艺设置论文
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36万吨煤制甲醇工艺设计1.引言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。
明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。
煤被广泛用作工业生产的燃料,是从18世纪末的产业革命开始的。
随着蒸汽机的发明和使用,煤被广泛地用作工业生产的燃料,给社会带来了前所未有的巨大生产力,推动了工业的向前发展,随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。
煤炭热量高,标准煤的发热量为7000大卡/千克。
而且煤炭在地球上的储量丰富,分布广泛,一般也比较容易开采,因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。
经过化学加工,从煤炭中能制造出成千上万种化学产品,所以它又是一种非常重要的化工原料,如我国相当多的中、小氮肥厂都以煤炭作原料生产化肥。
我国的煤炭广泛用来作为多种工业的原料。
大型煤炭工业基地的建设,对我国综合工业基地和经济区域的形成和发展起着很大的作用。
我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,不仅储量大,分布广,而且种类齐全,煤质优良,为我国工业现代化提供了极为有利的条件。
煤炭对于现代化工业来说,无论是重工业,还是轻工业;无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业,还是轻纺工业、食品工业、交通运输业,都发挥着重要的作用,各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭,因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。
2.煤的存储及应用状况2.1煤的定义及分类煤炭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物。
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。
煤炭被人们誉为黑色的金子,工业的食粮,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。
煤主要分为褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。
云南常用的是褐煤、烟煤、无烟煤三种。
煤的种类不同,其成分组成与质量不同,发热量也不相同。
单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发热量,人为规定以每公斤发热量7000千卡的煤作为标准煤,并以此标准折算耗煤量。
浅论煤制甲醇之中煤气化技术的运用
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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。
试论煤制甲醇过程中煤气化技术的应用
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试论煤制甲醇过程中煤气化技术的应用煤制甲醇过程中煤气化技术的应用煤制甲醇是一种重要的能源化工产品,可以通过煤气化技术将煤转化为合成气,再通过催化剂反应制得甲醇。
煤气化技术是一种将固体燃料转化为气态燃料的技术,可以提高能源利用效率,减少环境污染,因此在煤制甲醇过程中应用煤气化技术具有重要意义。
一、煤气化技术的概述煤气化是指将煤转化为一种含有烃类气体、CO、CO2、氢气等主要成分的气体混合物,称为合成气或煤气。
煤气化可以分为直接煤气化和间接煤气化两种类型。
直接煤气化是指将煤直接加热至高温,使煤分解生成煤气,反应温度在1200~1500℃左右,适用于低质煤的处理。
间接煤气化是利用氧化剂将煤迅速氧化,产生高温、高压、富氧的煤气,再将煤气进行处理得到合成气。
这种方法反应温度更低,反应速度更快,应用更广泛。
间接煤气化技术主要有壁式煤气化、流化床煤气化和氧气-水蒸汽煤气化等。
二、煤制甲醇过程中煤气化技术的应用煤制甲醇过程中煤气化技术的应用可以分为两个阶段:煤气的制备和甲醇的制备。
1. 煤气的制备煤气的制备可以采用间接煤气化技术,选用合适的煤气化反应器,对煤进行气化处理,得到含CO、CO2、H2、CH4等成分的合成气。
具体工艺流程如下:原料煤→煤磨机→煤粉→熔融焦化炉→气化反应器→煤气净化、调整基气质量→合成气制备其中,煤粉磨机是将原料煤研磨成40目以下细粉末的设备;熔融焦化炉是将粉煤加热至熔化状态,除去杂质和灰分的设备;气化反应器是将煤粉和氧气在高温下反应生成合成气的设备;煤气净化、调整基气质量是将气化后的合成气中的杂质和有害成分去除,煤气成分进行调整的设备;合成气制备是将经过煤气净化、调整后的合成气送入甲醇合成反应器进行反应制油。
2. 甲醇的制备甲醇的制备是通过合成气中的CO、H2等有机物通过催化反应合成甲醇的过程。
具体工艺流程如下:H2+CO→CH3OH其中,合成气进入加氢反应器,在催化剂的作用下发生还原反应生成甲醇。
煤气化制甲醇的重要意义及基本的工艺流程
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煤气化制甲醇的重要意义及基本的工艺流程摘要:甲醇作为一种极其重要的化工原料,对我国能源结构的调整和减轻能源紧缺压力都有着极其深远的意义,本文概述了煤气化制甲醇的重要意义以及煤制甲醇基本的工艺流程并指出如何根据实际情况来选择合适的工艺流程。
关键词:甲醇气化合成空分一、煤气化制甲醇的重要意义作为一种传统的化工原料,甲醇在化工行业中一直扮演着极其重要的角色。
随着油价的日益上涨和甲醇应用领域的不断拓展,甲醇及其衍生品的应用也越来越受到人们的重视。
在市场需求的推动下,甲醇及其衍生物的生产迎来了发展的黄金时期。
在我国,80%以上的甲醇来源于煤炭转化,充足的煤炭供应是甲醇经济发展的基础。
据国有资产管理委员会发布的数据,我国累计探明可供建井的煤炭储量多达2000多亿吨,占全国已探明储量的90%以上,按近些年平均20亿吨/年的开采量计算,仅目前探明的储量就可以开采一百年以上。
甲醇作为极其重要的一种化工原料,其下游衍生品也很丰富,这也是煤基甲醇化工可以代替部分石油化工的原因。
传统工艺上甲醇可以用来生产甲醛、合成橡胶、甲基叔丁基醚、对苯二甲酸二甲脂、氯甲烷、甲基丙烯酸甲脂、醋酸、甲胺等一系列有机化工产品。
除了传统应用,甲醇化工应用技术近期还取得了不少新的突破。
中科院福建物质结构研究所和上海金煤化工合作研发的煤基甲醇制乙二醇技术处于世界领先地位,并成功应用于内蒙古通辽经济开发区已开工的20万吨/年乙二醇项目。
神华集团的百万吨级甲醇制烯烃项目运行平稳,兖矿集团国宏化工有限责任公司的甲醇制二甲醚的项目也将于近期开工。
除了化工应用外,甲醇作为替代燃料近年来发展也很迅猛,源于甲醇的替代燃料主要包括甲醇掺混汽油、甲醇制汽油和燃料电池等。
甲醇掺混汽油是指在汽油中掺入5%、15%、25%和85%等不同比例的甲醇。
07年8月份,奇瑞甲醇燃料汽车的技术改造基本完成,由奇瑞研制的10辆M85高比例甲醇燃料样车已在山西进入试用阶段。
而早在2005年10月至2006年6月,山西省已在阳泉、临汾、晋城进行M15低比例甲醇汽油的试点封闭运作。
试论煤制甲醇过程中煤气化技术的应用
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试论煤制甲醇过程中煤气化技术的应用随着科技水平的不断提高,我国煤制甲醇技术得到了广泛应用,并且得到了规模化生产。
在煤制甲醇过程中,选择适当的煤气化技术至关重要。
文章探讨煤制甲醇过程中煤气化技术的应用,首先简介了煤制甲醇过程中几种常用的煤气化技术,然后比较和选择三大煤制甲醇技术方案,以期为同行提供一些有益的参考。
标签:煤制甲醇;煤气化技术;应用1 甲醇及煤气化技术概述我国能源资源现状是缺油、少气、富煤。
目前,随着经济及工业的迅猛发展,人们对石油表现出了更大的需求,直接造成石油价格日益增长。
石油具有不可再生性,所以,世界各国均在致力于新能源的寻找,以解决石油不足的问题。
在寻找替代能源的过程中,甲醇以其诸多优势(尤其制作的简便性)获得了人们的一致认可[1]。
人们可以制定相应的工业程序以实现对甲醇的规模化生产,效果较为理想。
基于国家能源安全及发展的考虑,必须重视并做好煤制甲醇工作,发展其二次加工,使其成为一种替代石油的理想燃料,促进我国工业水平的进一步提高。
在煤制甲醇工艺中,煤气化技术属于核心技术。
目前,国内外较为先进的煤气化技术包括GSP粉煤加压气化技术、SCGP粉煤加压气化工艺、Shell干粉煤气化技术、Texaco水煤浆加压气化工艺、Lurgi块煤加压气化工艺、HTW流化床工艺等。
上述煤气化技术各有其优缺点,应综合各方面考虑,在工业中选用最适合工业化的煤气化技术。
2 煤制甲醇过程中几种常用煤气化技术简介2.1 德士古加压水煤浆气化技术德士古加压水煤浆气化技术是由美国德士古公司,在重油气化的基础上开发成功的第二代煤气化技术。
选用气化反应活性较高的年轻烟煤,而烟煤中最适宜的是长焰煤、气煤等。
气化反应温度为1300-1500℃,压力控制在4.0Mpa-6.5Mpa,采用激冷流程。
2.2 BGL块煤熔渣气化技术BGL(British Gas-Lurgi英国燃气-鲁齐)碎煤熔渣气化炉技术是在原第二代、第三代和第四代鲁齐固定床加压气化炉技术基础上,由德国Lurgi公司研发设计,选用块煤作原料,通常要求块煤具有良好的不黏结性、热稳定性以及化学活性等。
应用化工技术毕业论文-应用化工技术
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应用化工技术毕业论文-应用化工技术应用化工技术毕业论文题目煤气化制甲醇(年产40万吨)的研究专业应用化工技术I应用化工技术毕业论文-应用化工技术目录摘要 (1)第一章绪论 (2)1.2 新型煤化工内容简介 (3)1.2.1发展现代煤化工的意义 (3)1.2.2 现代煤化工的主要特点 (4)1.3 煤炭气化工艺 (4)1.4 煤炭气化技术应用领域 (8)第二章煤炭气化原理 (10)2.1煤炭气化技术 (10)2.2 煤炭气化的原理 (12)第三章煤气化制甲醇 (14)3.1 合成气的制备 (14)3.1.1 德士古水煤浆气化技术 (14)3.1.2 德士古水煤浆气化激冷流程图 (15)3.1.3 反应设备—气化炉 (15)3.1.4 合成气的净化 (16)3.2 甲醇的制备 (18)3.2.1 甲醇的性质 (18)3.2.2 合成气制甲醇 (18)3.2.3 低压法合成甲醇的工艺 (19)3.2.4 甲醇合成反应器 (21)3.3物料衡算 (24)3.4能量衡算 (28)第四章结论 (30)4.1低压法合成甲醇的影响因素 (30)4.1.1温度对CH3OH合成的影响 (30)4.1.2 压力对CH3OH合成的影响 (30)4.1.3空速对甲醇合成的影响 (31)II应用化工技术毕业论文-应用化工技术4.1.4 氢碳比的控制对甲醇合成的影响 (31)4.1.5 惰性气体含量对CH3OH合成的影响 (32)4.1.6甲醇合成催化剂以及催化剂对甲醇合成的影响 (32)4.2 甲醇市场的展望 (32)致谢 (34)参考文献 (35)III应用化工技术毕业论文-应用化工技术摘要中国是世界上煤炭资源丰富的国家之一,煤炭储量远大于石油、天然气储量。
基于国情,将煤炭加工转化成清洁、高效的二次能源,寻找内燃发动机的替代燃料,使能源结构向多元化结构,解决对石油的过分依赖将是今后的主要发展方向。
本文主要综述了煤气化和合成甲醇基本原理、工艺流程、设备、净化、影响因素等。
煤制甲醇工艺设置论文
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煤制甲醇工艺设置论文随着全球能源危机的严重加剧,人们对非化石能源的需求也越来越大,尤其是在中国这样的煤炭大国。
近年来,随着新能源技术的发展,煤制甲醇技术逐渐崭露头角,成为了人们关注的焦点。
本文旨在探讨煤制甲醇工艺设置的相关问题,并为研究者提供有效的参考建议。
1. 煤制甲醇工艺设置的基础煤制甲醇是指利用化学合成方法,将煤转化为甲醇的过程。
它是一项具有重要意义的技术,能够为实现可持续发展提供不可或缺的能源支撑。
该工艺设置的基础是了解煤的化学成分和热化学特性,从而确定煤转化为甲醇的最佳反应工艺条件。
据研究表明,煤中的主要成分为烷基、苯基、环氧基、酚类等,含有丰富的碳和氢元素。
在高温高压的条件下,煤中的这些成分可以被分解、重组和转化为甲醇。
2. 煤制甲醇工艺设置的核心技术煤制甲醇的核心技术是煤气化和甲醇合成。
具体而言,煤气化是将煤分解为一系列气体(包括一氧化碳、氢气、二氧化碳等)的过程,是实现煤转化的关键步骤。
而甲醇合成是将煤制气(合成气)中的一氧化碳和二氧化碳催化深冷后生成甲醇的过程。
目前,世界上主要的煤制甲醇工艺包括两种:一是气相工艺,采用固定床、流化床和床层造粒等技术;另外一种是液相工艺,采用高温低压、低温高压等技术。
3. 煤制甲醇工艺设置的技术难点煤制甲醇工艺虽然具有明显的优势,但也存在一些重要的技术难点。
首先是气体组分的不稳定性,这会导致甲烷、乙烷等其他有用气体的大量丧失,需要通过加工设备进行回收。
其次是催化剂寿命的不确定性,这会影响反应器的功率和稳定性,需要采取定期更换的策略。
此外,在煤制甲醇过程中,产生的硫化氢、氮气等有害物质也需要进行处理和处理。
这些问题的解决需要大量的研究和技术创新。
4. 基于多维分析的煤制甲醇工艺设置优化模型为了更好地解决煤制甲醇过程中的技术问题、提高工艺效率,我们可以利用多维分析技术,建立煤制甲醇工艺优化模型。
该模型可以考虑反应器设备、催化剂性能、气体组分、反应温度、压力、速度等多种因素,以确定最佳的工艺流程和操作条件。
化工专业煤气化制甲醇毕业
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毕业设计(论文)(冶金化工系) 煤气化制甲醇(年产8万吨)的研究 应用化工技术 化工***班 ***** ***** 弓张*********** 学院指导教师目录刖言第一章绪论1.1煤炭气化的发展 ..................................................... -.3 - 1.2新型煤化工内容简介 ................................................ -.4- 1.3煤炭气化在新型煤化工中的应用 ....................................... -.4-1.3.1煤炭气化技术 ..................................................... -4 -1.3.2煤制含氧化合物 .................................................. -4 - 第二章煤炭气化原理..................................................... -6 -2.1煤炭气化技术 ....................................................... -.6- 2.2原料煤对气化性能的影响 ............................................. .-.7- 2.3气化用煤种的主要特性 ............................................... .-.7- 2.4煤的反应性能 ........................................................ -.8 -第三章煤气化制甲醇..................................................... -9 -3.1煤气化制甲醇工艺流程 ............................................... -.9- 3.2合成气制备 ...................................................... .-..9 -3.2.1合成气工艺 ....................................................... -9 -3.2.2 反应设备一气化炉............................................... -10 -3.2.3合成气的净化 ............................................... -..1 1 - 3.3甲醇的制备 ....................................................... -.12-3.3.1甲醇的性质 ..................................................... -12 -3.3.2甲醇市场现状及展望 ............................................. -12 -3.3.3合成气制甲醇 ................................................... -14 -3.3.4低压法合成甲醇的工艺 ........................................... -14 -3.3.5甲醇合成反应器 ................................................. -17 - 3.4物料衡算 ......................................................... - 19 - 第四章结论............................................................. -25 -4.1低压法合成甲醇的影响因素 ........................................ -25 -4.1.1温度对CH30H合成的影响...................................... -25 -4.1.2压力对CH30H合成的影响...................................... -25 -4.1.3空速对甲醇合成的影响 ........................................ -26 -4.1.4氢碳比的控制对甲醇合成的影响 .................................. -26 -4.1.5惰性气体含量对CH30H合成的影响................................ -27 -4.1.6甲醇合成催化剂以及催化剂对甲醇合成的影响 ...................... -27 - 第五章结束语.......................................................... -29 -致谢................................................................... -30 -参考文献............................................................... -31 -刖言中国作为一个煤资源比较丰富,但油资源较为贫乏的国家。
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煤气化技术论文煤气化制甲醇技术各位读友大家好,此文档由网络收集而来,欢迎您下载,谢谢煤气化是洁净、高效利用煤炭的主要方法之一,是许多能源高新技术的关键环节。
下面是小编整理了煤气化技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!煤气化技术论文篇一煤气化技术摘要介绍了常见的煤气化技术,比较了各项技术的气化煤种、操作条件及产品煤气等性能,认为以加压水煤浆气化、Shell气化为代表的气流床技术及地下煤气化技术具有良好的应用前景。
关键词煤气化技术优点应用Technology of Coal GasificationShi Xiao-bingAbstract The traditional technologys of coal gasifying are introduced in thisarticle,and the advantages of every method are conclusion is obtained that Underground Coal Gasification and flow bed technic including texaco coal gasification process and Shell coal gasification process will be widely used in the future.Keywords methods of coal gasification advantage application前言煤气化是洁净、高效利用煤炭的主要方法之一,是许多能源高新技术的关键环节。
煤气化有完全气化和部分气化两种途径。
由于受到煤种和产品综合发展的制约,部分气化只能满足局部的需要;而我国煤炭资源中有一半以上煤种适合完全气化,因此煤制气技术的立足点应放在完全气化方面。
煤气化分类无统一规定,最常见的是按原料在气化炉内的移动方式分成固定床、流化床和气流床三种。
此外,还有使煤炭在地下直接气化,获得煤气的方法,即地下气化法。
1.固定床气化技术常压固定床气化技术由于气化剂的不同,常压固定床煤气化可能产生的产品有空气煤气和混合煤气,前者以空气为气化剂,热值约为/m3。
后者以空气和水蒸汽为气化剂时,称为间歇气化法;以纯氧或富氧空气和水蒸汽为气化剂时,称为连续气化法。
混合煤气组成中无效气体约占60%左右,热值约为~/m3,主要用作工业燃料气,亦可作为民用燃气的掺混气。
一般而言,气化剂中氧气含量越高,气化强度也就越大,气化效率也就越高,而对纯氧的消耗量也就越高。
连续气化较间歇气化在气化强度、气化效率、有效气体组成及制氨能耗等方面具有明显的优越性。
自1882年第一台常压固定床煤气发生炉在德国投产以来,该技术不断得到完善。
由于技术成熟可靠,投资少,建设期短,在国内外仍广泛使用。
在冶金、建材、机械等行业用于制取燃气,在中小型合成氨厂用于制取合成气。
常见的混合煤气发生炉有M型、3MT型、W-G型、TG型和型。
此外,美国的FW-STOIC炉和波兰循环鼓风两段炉也可以生产发生炉煤气或水煤气。
固定层加压气化技术目前,德国鲁奇公司利用鲁奇炉开发的加压下,碎煤与气化剂进行反应的技术较为成熟。
该技术在中国城市煤气生产和制取合成气方面已受到广泛重视。
鲁奇炉可气化褐煤、无烟煤,直至水分、灰分较高的劣质煤;单炉生产能力可达7500m3/h;由于是连续气化过程,有利于实现自动控制;气化压力高,可缩小设备和管道尺寸,利用气化后的余压可进行长距离输送;气化较年轻的煤时,可以得到各种有价值的焦油、轻质油及粗酚等多种副产品;通过改变压力和后续工艺流程,可以制得H2/CO各种不同比例的化工合成原料气。
但是,由于鲁奇炉采用了固态排渣,蒸汽分解率低,蒸汽消耗较大,未分解的蒸汽在后序工段冷却,所以造成气化废水较多,废水处理工序流程长,投资高;且需要配套相应的制氧装置,一次性投资较大。
2.流化床煤气化技术流化床床层温度均匀,传热传质效率高,气化强度大,可气化多煤种的粉煤,煤气中基本不含焦油和酚类物质;不过,气体中带出细粉过多而影响了碳转化率。
使细煤粉再次循环可一定程度的克服这一缺点。
常压温克勒煤气化技术气化剂消耗量低;气化负荷弹性大;操作温度低,控制维修简易,运转稳定可靠。
但由于其操作压力和气化温度均较低,使得单炉处理量较小,碳转化率低,带出物和灰渣中碳含量较高;并且气化炉体积庞大,单位容积气化率较低。
常压温克勒的缺点限制了其推广应用,80年代以后国内已停止使用。
针对这一缺点,通过提高气化温度和气化压力,改进气化剂分布器结构,成功开发了多种新型流化床气化技术,主要有高温温克勒、U-Gas、KRW和CFB等气化炉。
高温温克勒煤气化技术HTW保留了传统Winkler气化技术的优点,提高了气化温度和气化压力,粗煤气带出的固体煤粉尘参与了循环利用,使气化炉大型化成为可能。
灰熔聚流化床煤气化技术该技术改变了以往的排渣方式,实现了灰熔聚排渣。
代表炉型有美国的U-Gas炉,KRW炉以及中国科学院山西煤炭化学研究所的ICC炉。
与一般流化床煤气化炉相比,灰熔聚煤气化炉结构简单,操作控制方便,运行稳定;可气化小于6mm的包括黏结煤、高灰煤在内的各种等级的碎粉煤;气化温度高,气化强度为一般固定床气化炉的3~10倍;碳转化率高,气化效率达75%以上;煤中含硫可全部转化为H2S,也可用石灰石在炉中脱硫,简化了煤气净化系统;与熔渣炉相比气化温度低的多,耐火材料使用寿命可达10年以上;煤气夹带的煤灰可返回气化炉内,进一步燃烧、气化,碳利用率高。
循环流化床煤气化技术CFB克服了鼓泡流化床中存在大量气泡造成的气固接触不良,以及气流床中气化温度过高、大量煤转化为热能而不是化学能的缺点;产品气和反应器内的温度均一,避免了鼓泡床中局部高温造成的结渣现象;除外循环还存在内循环,利于新加入的物料迅速升温和反应的迅速完成;另外,由于循环比率高达几十倍,增加了颗粒在床内停留时间,提高了碳转化率。
代表炉型是鲁奇CFB炉。
其它型式的流化床煤气化技术1、型间歇式常压流化床水煤气炉,由江苏理工大学开发,能直接生产CO﹤20%的中热值煤气。
2、恩德炉粉煤气化技术,由中国抚顺恩德机械有限公司在国外专利技术的基础上改进而成。
该技术成熟可靠,运行安全稳定,煤种适应性较宽,气化效率较高,操作弹性大,建设投资较少,生产成本低,环境影响小。
但也存在设备体积大,灰渣含碳量较高,煤气有效成份较低,气化压力较低等缺点。
3、载热体常压循环床粉煤气化技术,由上海申江化肥成套设备有限公司与宁夏吴忠富荣化肥工业有限公司联合开发。
操作简单、运行稳定,且可连续制气;但是其常压操作不利于大型化生产,且对环境污染较严重。
3.气流床煤气化技术气流床气化的主要特点是:粉煤进料,高温气化,液态排渣。
它的代表炉型及相关的进料形态、气化压力和气化剂见下表:K-T炉与固定床煤气炉相比,K-T炉对原料煤的限制较少,生产能力大;合成气有效成分高达85~88%,甲烷含量低于%。
K-T炉的不足之处是:碳转化率、冷煤气效率与shell炉比较低,氧、煤消耗较高;煤粉制备工序电耗高,环保问题多;气化炉带出物多,除尘效率低,必须设置洗涤、机械除尘、静电除尘等逐级的除尘设备。
Shell炉能成功地处理高灰分、高水分和高硫煤种;对煤的性质,诸如活性、结焦性、水、硫、氧及灰分等,并不敏感;能源利用率高,气化过程的碳转化率达99%;设备单位容积产气能力高,且在同样生产能力下,设备尺寸较小,结构紧凑,占地面积小,相对的建设投资也比较低;环境效益好,属于“洁净煤”工艺。
湿法气流床加压气化技术除可气化除大部分煤种外,还可气化石油焦、煤液化残渣、半焦、沥青、可燃垃圾、可燃废料等;与干粉进料相比,既安全又易于控制;工艺技术成熟,流程简单,设备布置紧凑,运转率高;气化炉内没有机械传动装置,操作性能好,可靠程度高;单台气化炉的投煤量[400~1000t/d左右]选择范围大,美国的Tampa 装置气化能力甚至可达2200t/d;可供选择的气化压力范围广,碳转化率高,操作弹性大,粗煤气中有效成分可达80%左右,除含少量甲烷外不含其它烃类、酚类和焦油等物质,采用传统气体净化技术即可达到要求;气化过程污染少,环保性能好。
但是,该技术高温高压的生产环境都对管道及设备的材料提出了更高的要求;并且水煤浆含水量太高,使得冷煤气效率和煤气中的有效气体成分偏低,氧耗、煤耗均比干法气流床要高一些。
当前,湿法气流床加压气化技术仍被广泛采用。
有代表性的技术有美国德士古发展公司开发的水煤浆加压气化技术、道化学公司开发的两段式水煤浆气化技术、中国自主开发的多喷嘴煤浆气化技术等,前者开发最早、应用最广。
4.地下煤气化技术煤炭地下气化集建井、采煤、转化工艺于一体,简化了生产工艺流程,舍弃了庞大、笨重的采煤设备和地面气化设备,变传统的物理采煤为化学采煤,提高了煤的转化率,产品煤气便于输送和使用,因而具有安全性好、投资少、效益高、污染小等优点,深受世界各国的重视。
早在上世纪50年代,我国已先后在山西、江苏、黑龙江、河北等地进行了试验研究,并已取得了一定成效。
但是,由于地下气化是在地下煤层中的反应空间进行的,这种反应在很大程度上取决于煤层的赋存条件,这就使煤炭地下气化的过程比地面煤气发生炉复杂得多。
较之固定床气化,地下气化具有以下基本特征。
煤层的不规则冒落,形成了不均匀大尺度煤块的水平渗流床,气化区边界有质量交换,因而比地面气化更具复杂性。
地下气化过程中煤层不能移动,而是通过燃烧工作面的移动来保持气化过程的连续,而且各反应带的长度在不断改变。
因煤层及岩层冒落,气化通道截面在不断发生变化;此外,气化反应通道与煤层的顶底板发生热量交换,不利于气化过程的进行。
结束语煤气化技术种类较多,发展较快,但随着能源的枯竭及人们环保意识的增强,加压水煤浆气化技术、Shell气化技术为代表的气流床技术及地下煤气化技术将会受到越来越多的重视。
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