煤炭气化
煤炭加压气化
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而被冷却至180 ℃的煤气经气液分离器后送至 粗煤气冷却装置，冷却至37 ℃左右送至低温甲 醇洗装置，进行脱硫、脱碳。 经反应后的灰渣以固态形式由炉内旋转炉 篦排至灰锁，从灰锁定期排至炉外，进入水道 经水力排至，水力排灰装置的沉淀池，用桥式 抓斗机装车运出厂外。 从废锅分离下来的煤气水送至煤气水处理 装置。
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、煤气化的定义 • 煤炭气化是一个概括的术语，用来描述煤 炭转化成煤气的过程。即煤炭在高温条件 下，与气化剂进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
• •
3、还原层 在氧气全部消失后，水蒸汽开始大量分解和碳进行反应，碳与 燃烧层来的CO2进行还原反应，随着反应的进行，在还原层H2和 CO不断地增加，水蒸汽和CO2的量在逐渐减少。由于大量的H2和 CO的生成，创造了甲烷大量生成的条件，在次，发生了加氢和合 成反应，随着反应的进行，CH4量增加，而H2和CO减少。甲烷生 成的反应速度较碳的燃烧反应和CO2的还原还原小的多，因此整 个还原层在炉内占据了大部分，在还原层吸、放热量几乎相等， 因此，整个床层内温度几乎没有变化。 • 4、干馏层 • 在干馏层，脱去水分的煤在次热解产生挥发分和残余碳。残余 碳的状态随温度的不同而成为焦碳或半焦。挥发份则是由可燃气、 焦油蒸汽、轻油馏份、有机化合物以及水蒸汽组成。 • 5、干燥层 是燃料气化的准备层，在次燃料被加热脱去水分。
• 炉内装有搅拌器和煤分布器，转动炉篦采 用多层结构，布气效果好，单炉气化提高 到化能力35000～50000m3粗煤气/hr，同时 第三代的结构材料，制作方法，操作控制 等均采用了现代技术，自动化程度高。 • 目前，国外鲁奇炉正向第四代发展，其方 向是提高能力，进行液态排渣等方面发展。 在南非莎索尔厂新建的Mark-V型气化炉直 径为5000m，单炉生产能力可达100000/ Nm3/hr。同时鲁奇公司在道尔登厂积极 从事“鲁尔10·0MPa”气化的试验研究。近 年来，由于石油和天然气的日益短缺及涨 价，能源将重新回到以煤为主的时代。
煤炭地下气化产气成分
煤炭地下气化产气成分煤炭地下气化是一种将煤炭在地下进行气化反应，生成可燃性气体的技术。
与传统的煤炭开采和地面气化相比，煤炭地下气化具有更高的能源利用效率和更少的环境影响。
本文将探讨煤炭地下气化的产气成分及其相关特性。
一、煤炭地下气化的基本原理煤炭地下气化的基本原理是将煤炭与氧气、水蒸气等气化剂在地下进行部分氧化反应，生成以甲烷为主要成分的可燃性气体。
气化反应的温度和压力条件对产气成分具有重要影响。
二、煤炭地下气化的产气成分1.甲烷（CH4）甲烷是煤炭地下气化生成的主要可燃性气体，其含量通常占产气总体积的50%以上。
甲烷是一种无色、无味、无毒的气体，具有较高的热值和燃烧效率。
1.二氧化碳（CO2）二氧化碳是煤炭地下气化生成的另一种重要气体，其含量通常仅次于甲烷。
二氧化碳是一种温室气体，对气候变化具有重要影响。
在煤炭地下气化过程中，二氧化碳的排放可以通过捕获和储存技术（CCS）进行减排。
1.氢气（H2）氢气是煤炭地下气化生成的另一种可燃性气体，其含量相对较低，但具有较高的热值和燃烧效率。
氢气可以用于燃料电池等清洁能源领域，具有广泛的应用前景。
1.一氧化碳（CO）一氧化碳是煤炭地下气化过程中生成的一种有毒气体，其含量通常较低。
一氧化碳的生成与气化反应的温度和压力条件有关，可以通过优化工艺参数进行控制。
1.其他微量气体除了上述主要成分外，煤炭地下气化产气中还含有一些微量气体，如硫化氢、氮氧化物等。
这些微量气体的含量通常较低，但对环境和人体健康具有一定的影响，需要进行有效的控制和处理。
三、煤炭地下气化产气成分的影响因素1.煤炭类型：不同类型的煤炭具有不同的化学组成和结构特性，从而影响气化反应的速率和产气成分。
例如，高阶煤（如无烟煤）通常具有较低的反应活性和甲烷生成率，而低阶煤（如褐煤）则具有较高的反应活性和甲烷生成率。
2.气化剂类型：不同的气化剂（如氧气、水蒸气等）对气化反应的路径和速率具有重要影响，从而影响产气成分。
煤炭气化原理
煤炭气化原理一、引言煤炭气化是一种将煤炭转化为合成气的技术，通过高温和缺氧环境下的反应使煤炭中的有机物发生热解、干馏、燃烧等化学变化，产生一种含有一氧化碳和氢气的混合气体，称为合成气。
本文将对煤炭气化的原理进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、煤炭气化的基本反应煤炭气化的主要反应可以分为三个步骤：热解、干馏和燃烧。
2.1 热解煤炭在高温下分解，释放出挥发性物质和焦炭。
这个过程称为热解反应。
热解主要由以下三个步骤组成： 1. 原煤脱水：煤炭中的水分在高温下蒸发。
2. 碳氢化合物分解：煤炭中的碳氢化合物（如烃类）在高温下发生热解，产生小分子气体和炭质残留物。
3. 炭质残留物退变：煤炭中的炭质残留物在高温下发生退变，产生焦油和焦炭。
2.2 干馏在热解的基础上，进一步进行干馏反应。
干馏是指将挥发性物质和焦炭分离的过程。
干馏过程主要包括以下几个步骤： 1. 挥发性物质分离：将挥发性物质（包括一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、重烃等）从煤中分离出来。
2. 固体焦炭生成：将挥发性物质分离后得到的残渣进一步热解，生成固体焦炭。
2.3 燃烧燃烧是指将产生的一氧化碳（CO）和水蒸气（H2O）与外部供气中的氧气（O2）反应，产生二氧化碳（CO2）和热能的过程。
煤炭气化中的燃烧反应主要包括以下几个步骤： 1. 供气：将外部的氧气供应到煤炭气化反应器中。
2. 氧化反应：一氧化碳与氧气发生氧化反应，生成二氧化碳。
3. 氢化反应：水蒸气与一氧化碳发生氢化反应，生成二氧化碳和水。
4. 燃烧释能：燃烧反应放出的热能可以用于产生蒸汽、发电等。
三、煤炭气化的影响因素煤炭气化过程受到许多因素的影响，主要包括以下几个方面：3.1 温度温度对煤炭气化速率和产物组成有显著影响。
较高的温度可以促进煤炭中的碳氢化合物热解和干馏反应，加快气化反应速率。
同时，高温条件下还有利于催化剂的活性和稳定性。
3.2 压力压力对气化反应的平衡和速率同样具有重要影响。
第5章煤炭气化技术ppt课件
合成气是经变换和净化后的水煤气，具有特定组分要求，是合 成某种化工产品原料煤气。合成气的组成与用途有关，如合成氨、 合成甲醇、合成醋酸等都有不同的成分要求：
合成氨所用的合成气必须是氮和氢的混合物，且H2/N2约等于3； 合成甲醇用合成气要求CO含量较高，H2/N2约等于2.5。
5.1.3 煤气的应用
热值稍高于 作燃料气、高热
空气煤气
值煤气稀释剂蒸汽、空气或空 气源自气和水煤气混合煤干馏
CO、CO2、N2、 H2 V（CO+H2） /V(N2)=3.1 ~3.2
CO、CH4、 H2、少 也可直接作
量乙烯、N2、CO2
燃料
合成氨的原料气 合成氨的原料
典型的几类煤气的组成和热值
煤气名称
空气煤气 混合煤气
• 5.1.2 煤气的种类
• 煤气成分取决于燃料、汽化剂的种类以及气化过程的条件。 • 根据汽化剂和煤气成分分类
煤气种类 空气煤气
水煤气 混合煤气
半水煤气
焦炉煤气
汽化剂 空气
水蒸汽、氧气 蒸汽、空气
煤气成分 CO、CO2、N2
H2、CO CO、CO2、N2 、
H2
特点
用途
热值低
燃烧发电
热值高
合成原料
扩散）； （3） 反应气体分子吸附在固体表面上，形成中间络合物； （4） 吸附的中间络合物之间，或中间络合物和气相分子
之间发生反应，属于表面反应步骤； （5） 吸附态的产物从固体表面脱附； （6） 产物分子通过固体的内部孔道扩散出来（内扩散）； （7） 产物分子从颗粒表面扩散到气相中（外扩散）。
• 总反应速度可以由外扩散过程、内扩散过 程或表面反应过程控制。大量实验研究表 明，低温时表面反应过程是气化反应的控 制步骤，高温条件下，扩散或传质过程逐 步变为控制步骤。
煤炭气化原理
煤炭气化原理煤炭气化是一种将固体煤转化为可燃气体的过程。
在这个过程中，煤被加热到高温，然后与水蒸气或氧气反应，产生可燃性气体。
这些气体可以被用作能源或化学原料。
一、煤的组成及其影响1. 煤的组成煤是一种有机物质，由碳、氢、氧、硫和少量的杂质组成。
它的主要成分是碳，占据了其总质量的50%到90%。
其他元素的含量相对较低。
2. 煤的影响由于不同类型和等级的煤具有不同的组成和结构，因此它们对于气化过程会产生不同的影响。
高灰分和挥发分含量较低的煤通常比较难以气化。
另外，硫和灰分等杂质也会降低气化效率并增加环境污染。
二、煤的预处理为了提高气化效率并减少环境污染，需要对原始煤进行预处理。
1. 破碎首先需要将原始煤进行粉碎，以便于后续的处理。
煤可以通过机械破碎或化学方法进行分解。
2. 脱水接下来需要将煤中的水分去除，以便于气化过程。
这可以通过加热和压缩等方法实现。
3. 脱硫由于硫会降低气化效率并产生环境污染，因此需要对煤进行脱硫处理。
这可以通过物理或化学方法实现。
三、气化过程在预处理完成后，原始煤被送入气化反应器中进行气化反应。
在这个过程中，煤被加热到高温并与水蒸气或氧气反应，产生可燃性气体。
1. 煤的加热首先需要将煤加热到高温。
这可以通过外部加热或内部反应器加热来实现。
2. 氧化反应如果使用的是氧气作为反应剂，则会发生完全氧化反应：C + O2 → CO2H2 + 1/2O2 → H2OS + O2 → SO23. 水蒸汽反应如果使用的是水蒸汽作为反应剂，则会发生部分氧化和还原反应：C + H2O → CO + H2C + 2H2O → CO2 + 2H2S + H2O → H2S + 1/2O24. 反应产物的处理在反应结束后，需要对产生的气体进行处理。
这可以通过冷却、净化和压缩等方法实现。
四、气化产物的用途气化产物可以被用作能源或化学原料。
1. 能源气化产物可以被用作燃料，例如燃气发电和城市燃气供应。
2. 化学原料气化产物中的一些成分可以被用于生产化学品，例如合成氨、合成甲醇和合成油等。
煤炭气化生产流程
煤炭气化生产流程
煤炭气化生产流程如下：
1.原煤经过备煤单元处理后，经煤锁送入气化炉。
2.蒸汽和来自空分的氧气作为气化剂从气化炉下部喷入。
3.在气化炉内，煤和气化剂逆流接触，煤经过干燥、干馏、气化和氧化后，生成粗合成气。
4.粗合成气的主要组成为氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、油和高级烃。
5.粗合成气经急冷和洗涤后送入变换单元。
6.粗合成气经过部分变换和工艺废热回收后进入酸性气体脱除单元。
7.粗合成气经酸性气体脱除单元脱除硫化氢和二氧化碳及其它杂质后送入甲烷化单元。
8.在甲烷化单元内，原料气经预热后送入硫保护反应器，脱硫后依次进入后续甲烷化反应器进行甲烷化反应，得到合格的天然气产品。
9.天然气产品再经压缩干燥后送入天然气管网。
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）
煤炭气化名词解释
煤炭气化名词解释
嘿，你知道煤炭气化吗？这可不是一般的玩意儿啊！煤炭气化呀，就好比是一场神奇的魔法变身！你想想看，那原本黑乎乎、硬邦邦的煤炭，经过一系列奇妙的过程，竟然能变成各种各样有用的气体！
就好像孙悟空能七十二变一样，煤炭气化就是让煤炭发生了巨大的变化。
比如说，它可以把煤炭变成一氧化碳和氢气，这可都是很重要的工业原料呢！这不就像是把一块普通的石头变成了闪闪发光的宝石嘛！
煤炭气化的过程可复杂了呢！需要在特定的条件下，让煤炭和一些气体啊、催化剂啊之类的相互作用。
这就像是一场盛大的化学反应派对！煤炭就是主角，其他的东西都是来帮忙让这场派对变得更加精彩的。
在工厂里，工人们就像是魔法师一样，操控着这个神奇的过程。
他们要精确地控制各种条件，确保煤炭能顺利地完成气化。
“嘿，温度可不能太高啦！”“哎呀，气体的比例要调好呀！”他们之间这样的对话经常能听到。
你可能会问啦，煤炭气化有啥用呢？用处可大了去了！它能让我们更高效地利用煤炭资源，减少污染。
就好比是给煤炭穿上了一件环保的外衣，让它变得更加绿色、更加友好。
而且哦，煤炭气化还为很多其他产业提供了支持。
没有它，好多东西都没法生产出来呢！这不就像我们生活中离不开电一样嘛！
总之，煤炭气化是个超级厉害的技术，它让煤炭发挥出了更大的价值，为我们的生活和工业发展做出了巨大的贡献。
所以啊，可千万别小看了这煤炭气化！。
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。
煤炭气化的原理与应用
煤炭气化的原理与应用煤炭气化是将固态煤转化为气体燃料或化工原料的过程。
它是一种逐渐受到重视的技术，能够在节约煤炭资源、降低环境污染、推动能源多元化等方面发挥重要作用。
本文将从煤炭气化的原理、应用等方面进行论述。
一、煤炭气化的原理煤炭气化是一种可控制反应的过程，通常在高温高压下进行。
反应过程主要分为两个阶段：初级反应、次级反应。
1. 初级反应初级反应主要是对煤炭中的碳、氢、氧等元素进行裂解和转化。
在高温高压条件下，煤炭中的碳与水蒸气反应，生成一氧化碳和氢气。
碳化反应中产生的固体炭黑可以带走一部分灰分，从而降低灰分等杂质对煤气的影响。
2. 次级反应次级反应主要是对初级反应形成的一氧化碳和氢气进行进一步加工转化，生成有机化合物和其他气体。
一氧化碳可以通过水气转移反应（WGS）生成二氧化碳和氢气，氢气可以与二氧化碳还原生成甲烷和水。
二、煤炭气化的应用煤炭气化技术可以将煤炭转化为气体燃料或化工原料，广泛应用于工业、煤化工、燃料等领域。
下面就其应用进行简要介绍。
1. 工业领域煤炭气化技术可以生产一系列重要的化学工业品例如苯、丙烯、乙二醇等。
这些化学品广泛应用于农药、医药、塑料、纺织、颜料等行业中。
2. 煤化工领域煤炭气化技术广泛应用于煤化工领域。
利用煤炭气化技术，可以生产一系列的煤化工产品，例如甲醇、乙醇、工业醋酸，这些产品在化学、医药、能源等领域的应用非常广泛。
3. 燃料领域利用煤炭气化技术，可以生产合成天然气、合成液体燃料，这些燃料具有高效能、低污染等优点。
在燃料应用领域，有着重要的开发和应用前景。
三、煤炭气化的发展现状煤炭气化技术在国内外都广泛应用，但是在不同发展阶段的国家应用不同。
例如在美国，煤炭气化技术被广泛应用于制备燃气和燃料等领域，而在中国，煤炭气化主要应用于煤化工领域。
煤炭气化技术在国际上也有一些发展，立陶宛、菲律宾等国家已经开发煤炭气化项目，这些项目在探索煤炭资源、创新能源供应等方面有着积极的推动作用。
煤气化工艺
煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体，液体，固体燃料以及化学品的过程，生产出各种化工产品的工业。
煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工。
煤的气化、液化、焦化，煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等，都属于煤化工的范围。
而煤的气化、液化、焦化（干馏）又是煤化工中非常重要的三种加工方式。
煤的气化、液化和焦化概要流程图一.煤炭气化煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。
煤的气化的一般流程图煤炭气化包含一系列物理、化学变化。
而化学变化是煤炭气化的主要方式，主要的化学反应有：1、水蒸气转化反应C+H2O=CO+H22、水煤气变换反应CO+ H2O =CO2+H23、部分氧化反应C+0.5 O2=CO4、完全氧化（燃烧）反应C+O2=CO25、甲烷化反应CO+2H2=CH46、Boudouard反应C+CO2=2CO其中1、6为放热反应，2、3、4、5为吸热反应。
煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。
煤炭气化按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有：1) 固定床气化：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，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。
2) 流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。
3) 气流床气化。
它是一种并流气化，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。
煤炭气化工艺及煤炭的稳定性
煤炭气化工艺及煤炭的稳定性
煤炭气化是一种将煤炭转化为燃料气或化工原料的技术过程。
在煤炭气化工艺中，通过将煤炭与气化剂反应，生成可燃性气体，
同时产生一定的副产品和废气。
煤炭气化技术具有高效能源利用、
多元化产品生成和环境友好等优势，越来越受到关注和应用。
然而，煤炭气化过程中的稳定性是一个重要的考虑因素。
煤炭
的物理性质和化学性质决定了其气化过程的稳定性。
煤炭的物理性
质包括孔隙结构、粒度分布和堆积密度等，而化学性质包括固定碳、挥发分和灰分含量等。
在煤炭气化过程中，当煤炭的物理性质以及化学性质发生变化时，会对气化过程的稳定性产生影响。
例如，较高的灰分含量可能
会导致气化反应的温度升高，从而影响反应的速率和产物的生成。
另外，煤炭的孔隙结构和粒度分布也会影响气化反应的进行。
因此，煤炭的选择和处理对于煤炭气化过程的稳定性至关重要。
为了提高煤炭气化过程的稳定性，可以采取一些措施。
首先，
选择合适的煤种，具有较低的灰分和硫含量，以减少不利因素的影
响。
其次，对煤炭进行预处理，如粉煤喷射、煤浆制备等，以改善煤炭的物理性质和化学性质。
此外，控制气化过程中的温度和压力等参数，也可以提高气化过程的稳定性。
综上所述，煤炭气化工艺及煤炭的稳定性是一个关键的研究领域。
通过选择合适的煤种、进行适当的处理和控制气化过程，可以提高煤炭气化过程的稳定性，从而更好地利用煤炭资源。
煤炭气化流程简述
煤炭气化流程简述：煤的气化过程是在煤气发生炉(又称气化炉)中进行的。
发生炉是由炉体、加煤装置和排灰渣装置等三大部分构成的，原料煤和气化剂逆向流动，气化原料煤由上部加料装置装入炉膛，依次下行，灰渣炉渣由下部的灰盘排出。
气化剂由炉栅缝隙进入灰渣层，与热灰渣换热后被预热，然后进入灰渣层上部的氧化层；在氧化层中气化剂中的氧与原料中的碳反应，生成二氧化碳，生成气体和未反应的气化剂一起上升，与上面炽热的原料接触，二氧化碳和水蒸气分别与碳反应生成CO和H2，此层称为还原层；还原层生成的气体和剩余未分解的水蒸气一起继续上升．加热上面的原料层，使原料进行干馏，该层称为干馏层；干馏气与上升热气体混合物即为发生炉煤气、热煤气将上部原料预热干燥，进入发生炉上部空问，由煤气出口引出。
发生炉用水夹套回收炉体散热，煤在煤气发生炉中高温条件下受热分解，放出低分子的碳氢化合物，煤本身逐渐焦化，可以近似地看成是炭。
炭再与气化剂发生一系列的化学反应，生成气体产物。
煤炭气化原理
煤炭气化原理
煤炭气化是一种将煤炭转化为可燃气体的过程，通过控制煤炭与氧气的反应，产生一氧化碳和氢气等气体产品。
其基本原理是将煤炭在高温和高压下与氧气或蒸汽进行反应，使煤炭中的有机物质断裂，生成可燃气体和其他副产品。
煤炭气化的过程主要分为三个步骤：干燥与预热、燃烧与还原、生成气体。
在干燥与预热阶段，煤炭被加热至高温下，其中的水分和挥发分会被蒸发和驱除出来。
这个过程有助于提高气化效率以及减少气化过程中产生的副产物。
接下来是燃烧与还原阶段。
在这个阶段，煤炭中的碳和水蒸气反应生成一氧化碳和二氧化碳，同时也会释放出一部分热能。
这个即是煤炭气化中产生一氧化碳的步骤。
在生成气体阶段，燃烧与还原所产生的一氧化碳会进一步与煤炭中的碳反应生成更多的一氧化碳和二氧化碳。
这个过程还会生成一定数量的氢气。
通过控制气化过程的温度和压力，可以控制生成气体的气体成分。
总而言之，煤炭气化通过高温和高压环境下，使煤炭中的有机物质发生断裂，生成一氧化碳和氢气等可燃气体。
这个技术可以有效利用煤炭资源，产生清洁燃料，同时也产生其他有用的副产品。
煤炭气化
气化过程的强化途径
• 提高生产能力有两种途径：一 是增大煤气发生炉的几何尺寸， 即增大截面积；二是提高煤气 发生炉的气化强度，即强化气 化 过 程 。
• 强化气化过程的实质就是提高 炉内气化反应的速率。根据气 化过程中各层的反应特点，强 化气化过程的主要途径是提高 气化剂中氧气的浓度、气化温 度和鼓风速度。
• 水蒸气的存在，会减低煤气 的热值，因此煤气离开发生 炉后必须冷凝冷却，减低煤 气中的水蒸气含量，一般冷 煤气的出站温度低于35℃。
煤气产率
• 煤气产率是指气化单位质量的原料所 得到煤气的体积数（在标准情况下） • 煤气产率决定于原料中的水分、灰分、 挥发分和固定碳的含量，也与气化方 法的转化率有关。对于同一类型的原 料而言，原料中的惰性物（水分和灰 分）越低时，煤气产率就越高。
鼓风速度
• 鼓风速度决定着气化强度，鼓风速度越大， 气化强度越高。随着鼓风速度的提高，气 化剂与料层的接触时间缩短，不利于碳的 充分转化，而且料层阻力相对增大，炉出 煤气中的带出物数量也相应增多。鼓风速 度过低，将降低发生炉的生产能力。鼓风 速度一般在0.10~0.20m/s之间
气化指标和影响因素
• 挥发分含量越高，煤气产率就 越低。因为在气化过程中原料 中的挥发分在干馏裂解或加氢 生成甲烷的数量很少，相当部 分转变成了焦油，转变成煤气 的部分相应减少。原料损失增 加 ， 煤 气 产 率 就 降 低 。
原料的损失
• 气化过程中的原料的损失包括 随煤气离开气化炉的带出损失 和随灰渣离开气化炉的排出损 失。
碳氢比
的 过 程 。
煤气化的主要反应（反应热以Δ H表示）
1）碳的氧化反应 C+O2=CO2－393.8kJ/mol 2）碳的部分氧化反应 2C+O2=2CO-231.4kJ/mol 3）二氧化碳还原反应 C+CO2=2CO+162.4kJ/mol 4）水蒸气分解反应 C+H2O(g)=CO+H2+131.5kJ/mol 5）水蒸分解反应 C+2H2O(g)=CO2+2H2+90.0kJ/mol 6）一氧化碳变换反应 CO+H2O(g)=CO2+H2-41.5kJ/mol 7) 碳的加氢反应 C+2H2=CH4-74.0kJ/mol 8）甲烷化反应 CO+3H2=CH4+H2O-206.4kJ/mol 9）甲烷化反应 2CO+2H2=CH4+CO2-247.4kJ/mol 0）甲烷化反应 CO2+4H2=CH4+2H20-165.4kJ/mol
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。
煤炭地下气化技术评述及展望
煤炭地下气化技术评述及展望煤炭地下气化是一种将煤炭直接转化为可燃气体(主要是一氧化碳和氢气)的技术，同时也能实现煤炭的高效利用和环境友好。
它通过在地下将煤炭加热至高温，使其在缺氧或低氧条件下发生气化反应，从而将煤炭转化为合成气。
煤炭地下气化技术具有以下几个优点。
首先，它可以实现对低质煤和难以开采的煤炭资源的有效利用。
地下气化不受煤炭厚度和埋深的限制，能够对煤炭资源进行充分利用。
其次，地下气化技术能够减少煤炭采矿带来的地表环境破坏。
相比传统的煤炭开采方式，地下气化能够减少或避免煤矿废弃物的堆放和环境污染。
此外，煤炭地下气化可以生产出清洁燃料气体，具有较低的碳排放和烟尘排放，对环境的污染较小。
然而，煤炭地下气化技术也存在一些挑战和问题。
首先，地下气化过程中会产生大量的煤矿瓦斯，如果不能有效地进行收集和利用，将产生安全隐患。
其次，由于地下气化过程中需要在地层中引入氧气或水蒸气，可能会引起地壳下沉和热干扰等地质问题。
此外，地下气化过程还需要对反应产物进行处理和净化，提高了投资和运营成本。
对于煤炭地下气化技术的展望，我们可以看到一些发展趋势。
首先，煤炭地下气化技术将与CO2捕获和储存技术相结合，实现煤炭的低碳利用。
通过捕获和储存地下气化过程中产生的CO2，可以有效地减少温室气体的排放。
其次，随着煤炭资源的日益稀缺，煤炭地下气化技术将面临着更高的技术要求和经济压力。
未来的发展方向将更加注重技术创新和成本降低，提高煤炭地下气化的经济性和可行性。
此外，煤炭地下气化技术还可以与其他能源技术相结合，实现多能互补和综合利用。
例如，可以将地下气化过程中产生的废热用于蒸汽动力发电，提高能源利用效率。
还可以利用合成气制备化学品和液体燃料，实现煤炭资源的高附加值利用。
这些综合利用技术的发展将进一步促进煤炭资源的可持续开发和利用。
总的来说，煤炭地下气化技术作为一种将煤炭转化为可燃气体的新型能源技术，具有巨大的潜力和前景。
在有效解决煤炭资源困境、环境保护以及能源转型等方面，煤炭地下气化技术将发挥重要作用。
煤炭气化技术介绍课件
冶金工业：煤炭气化技 术可以用于冶金工业， 提高生产效率
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煤炭气化反应过程
01
02
03
04
煤炭气化反应： 将煤炭转化为可 燃性气体的过程
反应条件：高温、 高压、催化剂等
反应产物：一氧 化碳、氢气、甲 烷等可燃性气体
应用领域：发电、 化工、冶金等工
业领域
煤炭气化反应条件
温度：通常在700-1200摄氏度之间
03 投资成本高：煤炭气化技术需要较高的投资成 本，包括设备、技术研发等。
04 安全隐患：煤炭气化过程中存在一定的安全隐 患，如爆炸、火灾等。
煤炭气化技术的改进方向
提高气化效率：通过优化气化反应条件，提高煤炭气 化效率，降低能耗和成本。
减少环境污染：采用环保技术，减少煤炭气化过程中 产生的废气、废水和固体废物，降低对环境的影响。
提高气化产物品质：通过优化气化反应条件，提高气 化产物的品质，满足不同用途的需求。
降低投资和运行成本：通过优化气化工艺和设备，降 低投资和运行成本，提高经济效益。
煤炭气化技术在发电领域的应用
煤炭气化技术可以 提高发电效率，降 低发电成本。
煤炭气化技术可以 减少环境污染，降 低碳排放。
煤炭气化技术可以 提高发电系统的稳 定性和可靠性。
氢气（H2）：可作为燃料或 合成气原料
甲烷（CH4）：可作为燃料 或合成气原料
焦油：可作为化工原料或燃 料
灰分：可作为建筑材料或土 壤改良剂
水（H2O）：可作为冷却剂 或合成气原料
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
煤炭气化技术的优点
高效利用：煤炭气化技 术可以将煤炭转化为清 洁高效的气体燃料，提 高煤炭资源的利用率。
节能环保：煤炭气化技 术可以降低能源消耗， 减少二氧化碳排放，有 利于环境保护。
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煤炭气化
煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。
煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。
图见：
气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。
煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。
煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型，即非均相气－固反应和均相的气相反应。
不同的气化工艺对原料的性质要求不同，因此在选择煤气化工艺时，考虑气化用煤的特性及其影响极为重要。
气化用煤的性质主要包括煤的反应性、粘结性、结渣性、热稳定性、机械强度、粒度组成以及水分、灰分和硫分含量等。
煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等分类，常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有：
1) 固定床气化：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，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。
2) 流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。
3) 气流床气化。
它是一种并流气化，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。
4) 熔浴床气化。
它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷入一温度较高且高度稳
定的熔池内，把一部分动能传给熔渣，使池内熔融物做螺旋状的旋转运动并气化。
目前此气化工艺已不再发展。
以上均为地面气化，还有地下气化工艺。
煤炭气化技术广泛应用于下列领域：
1）作为工业燃气一般热值为1100－1350大卡热的煤气，采用常压固定床气化炉、流化床气化炉均可制得。
主要用于钢铁、机械、卫生、建材、轻纺、食品等部门，用以加热各种炉、窑，或直接加热产品或半成品。
2）作为民用煤气一般热值在3000－3500大卡，要求CO小于10％，除焦炉煤气外，用直接气化也可得到，采用鲁奇炉较为适用。
与直接燃煤相比，民用煤气不仅可以明显提高用煤效率和减轻环境污染，而且能够极大地方便人民生活，具有良好的社会效益与环境效益。
出于安全、环保及经济等因素的考虑，要求民用煤气中的H2、CH4、及其它烃类可燃气体含量应尽量高，以提高煤气的热值；而CO有毒其含量应尽量低。
3）作为化工合成和燃料油合成原料气早在第二次世界大战时，德国等就采用费托工艺（Fischer-Tropsch）合成航空燃料油。
随着合成气化工和碳－化学技术的发展，以煤气化制取合成气，进而直接合成各种化学品的路线已经成为现代煤化工的基础，主要包括合成氨、合成甲烷、合成甲醇、醋酐、二甲醚以及合成液体燃料等。
化工合成气对热值要求不高，主要对煤气中的CO、H2等成分有要求，一般德士古气化炉、Shell气化炉较为合适。
目前我国合成氨的甲醇产量的50％以上来自煤炭气化合成工艺。
4）作为冶金还原气煤气中的CO和H2具有很强的还原作用。
在冶金工业中，利用还原气可直接将铁矿石还原成海棉铁；在有色金属工业中，镍、铜、钨、镁等金属氧化物也可用还原气来冶炼。
因此，冶金还原气对煤气中的CO含量有要求。
5）作为联合循环发电燃气整体煤气化联合循环发电（简称IGCC）是指煤在加压下气化，产生的煤气经净化后燃烧，高温烟气驱动燃气轮机发电，再利用烟气余热产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。
用于IGCC的煤气，对热值要求不高，但对煤气净化度-如粉尘及硫化物含量的要求很高。
与IGCC配套的煤气化一般采用固定床加压气化（鲁奇炉）、气流床气化（德士古）、加压气流（Shell气化炉）广东省加压流化床气化工艺，煤气热值2200－2500大卡左右。
6）作煤炭气化燃料电池燃料电池是由H2、天然气或煤气等燃料（化学能）通过电化学反应直接转化为电的化学发电技术。
目前主要由磷酸盐型（PAFC）、熔融碳酸盐型(MCFC)、固体氧化物型(SOFC)等。
它们与高效煤气化结合的发电技术就是IG-MCFC和IG-SOFC，其发电效率可达53%。
7）煤炭气化制氢氢气广泛的用于电子、冶金、玻璃生产、化工合成、航空航天、煤炭直接液化及氢能电池等领域，目前世界上96%的氢气来源于化石燃料转化。
而煤炭气化制氢起着很重要的作用，一般是将煤炭转化成CO和H2，然后通过变换反应将CO转换成H2和H2O，将富氢气体经过低温分离或变压吸附及膜分离技术，即可获得氢气。
8）煤炭液化的气源不论煤炭直接液化和间接氧化，都离不开煤炭气化。
煤炭液化需要煤炭气化制氢，而可选的煤炭气化工艺同样包括固定床加压Lurgi气化、加压流化床气化和加压气流床气化工艺。