煤气化综述(95页)

煤气化在煤化工领域的应用
煤气化在煤化工领域的应用
煤气化技术分类
煤气化的分类方法有多种 ● 按制取得煤气热值分类，分为：
制取低热值煤气、中热值煤气、高热值煤 气 ● 按供热方式分为： 自热式气化法 间接供热气化法 热载体 供热 煤的水蒸汽气化和加氢气化相结合法 ● 按气化剂分类 空气-蒸汽气化法 氧气-蒸汽气化法 氢气 气化法 ● 按固体燃料的运动状态分为：
几种煤气化炉
1
Shell加压粉煤气化
2
Texaco水煤浆气化
3
多喷嘴对置式水煤浆气化
4
GSP加压粉煤气化
5
BGL块煤熔渣气化
6
灰熔聚流化床粉煤气化
7
E-Gas煤气化
8
恩德型煤气化
移动床气化工艺介绍
• 移动床气化法 也称为块煤气化，包括常压固定床和 加压固定床气化；主要的炉型有UGI炉、 鲁奇（lurgi）炉和液态排渣鲁奇 （lurgi）炉。
无烟煤的机械强度较大。
煤的性质对气化反应的影响
• 粒度分布 移动床气化要求10~100mm的且较均匀的 块煤 流化床气化要求0~8mm的细粒煤 气流床气化则要求＜0.1mm的粉煤
煤气化的应用领域
1 化学品（化肥、甲醇、二甲醚、烯烃等），是碳一化学的重要途径之一。
2 为直接液化提供氢源（液体燃料）
煤的性质对气化反应的影响
• 反应活性 反应活性是指在一定条件下，煤炭与不
同的气体介质（CO2、O2、水蒸汽、H2） 相互作用的反应能力。
反应活性强的煤，在气化和燃烧过程中 反应速度快、效率高。反应活性的强弱直接 影响到产气率、耗氧量、灰渣含碳量和热效 率。反应活性高的煤有利于各种气化工艺。
年轻煤（褐煤）和焦炭反应活性高。
煤气化过程
• 干燥：湿煤加入气化炉后，煤与热气流 之间进行热交换，煤中的水分蒸发。
• 热解：受热后自身发生的一系列物理和 化学变化的复杂过程。
• 气化：气化炉中的气化反应是一个非常 复杂体系，主要有碳与氧的反应、碳与 水蒸气的反应。
• 燃烧：反应产物与氧之间的反应。
气化反应机理
• 煤气化反应必须经过7步 1、反应气体从气相扩散到固体碳表面； 2、反应气体再通过颗粒的孔道进入小孔的内 表面； 3、反应气体分子吸附在固体表面上，形成络 合物； 4、络合物之间、络合物与气体分子之间进行 反应； 5、吸附态的产物从固体表面脱附；
移动床气化工艺
常压ＵＧＩ炉 以块煤和焦炭为原料，以空气和水蒸汽为气
化剂制取合成原料气和燃料气。国内现有３０ ００多台在运行。 优点：设备制造容易，操作简单，投资少。 缺点：原料单一，单炉能力小，气量＜ 12000m3/h；
操作和设备管理难度大； 现场ห้องสมุดไป่ตู้境差； 污水含有焦油酚及氢化物，污染环境。
移动床气化——固定层造气
对于移动床气化，大块的炉渣会破坏床 内的透气性，从而影响生成气体的质量；严 重时炉箅不能排渣。
煤的性质对气化反应的影响
• 热稳定性 热稳定性是指煤在高温燃下燃烧或气化
过程中，对温度剧烈变化的稳定程度，也就 是块煤在温度急剧变化时，保持原来力度的 性能。
对于移动床气化来说，热稳定性差的煤， 将会增加炉内阻力，降低煤的气化效率，并 使带出物增多。
3 煤间接液化（液体燃料）
煤气化
4 发电、热、化学品多联产（多联供） 5 联合循环发电（IGCC） （电能 ）
6 燃料电池（电能 ） 7 氢（氢能源）、石油化工氢气源、海绵铁（炼 钢 ） 8 城市燃气（气体燃料 ）
煤气化在煤化工领域的应用
• 煤气化在煤化工领域的应用重点体现在碳一 化学及其下游产业中。
煤的性质对气化反应的影响
• 黏结性 黏结性是指煤被加热到一定温度后，受
热分解并产生胶质体，最后黏结成块状焦炭 的能力。
煤的黏结性不利于气化过程的进行，特 别是移动床气化，对气流床气化影响不大。
煤的性质对气化反应的影响
• 结渣性 结渣性是指煤中的矿物质在高温和活性
气体的作用下，转变为牢固的黏结物或熔融 物的能力。
一般烟煤的热稳定性较好，褐煤、无烟 煤、贫煤的热稳定性较差。
煤的性质对气化反应的影响
• 机械强度 煤的机械强度是指块煤的抗碎强度、耐
磨强度和抗压强度等综合性物理和机械性能。 机械强度高的煤在移动床气化炉的输送
过程中容易保持其粒度，从而有利于气化过 程均匀进行，减少带出物，机械强度低的煤 宜采用流化床、气流床气化。
煤气化技术简介
主要内容
1、有关煤气化的概念 2、壳牌（shell）气化 3、德士古（texaco）气化 4、多喷嘴气化技术 5、GSP气化技术
煤炭的生成
• 煤炭是地球上迄今为止能得到的最丰富 的化石燃料，煤的使用年限估计在几百 年，它将是替代不断下降的石油资源的 可靠能源。因此，煤化学工业的发展将 替代石油化学工业。
煤气化概念
• 煤的气化是指煤与气化剂作用，进行各 种化学反应，把煤炭转化为燃料煤气或 合成气的过程。
• 煤气化过程是一个热化学过程。它是以 煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧 或纯氧）、水蒸汽或氢气等作气化剂 （或称气化介质），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
煤气化基本概念
由气化定义可以得出： 1、气化剂：氧气、空气、富氧、蒸汽。 2、产品气的组成：气化时所得的可然气称为
气化煤气，其主要成分包括CO、H2、CO2、 CH4等，其中CO、H2 在化工原料气中也被 称为有效气。气化煤气可用作城市煤气、工 业燃气和化工原料气； 3、产品气用途：用作化工原料气时是碳一化 学的重要原料来源。下游可以生产的产品有
煤气化反应原理
• 煤气化反应主要指煤与气化剂反应生成气体 产物、气体产物与原料及与气化剂、反应产 物与反应产物之间的化学反应，反应机理非 常复杂。 一般来讲，煤气化主要反应有： C+O2→CO+Q C+O2→CO2+Q CO+O2→CO2+Q C+H2O→CO+H2－Q
移动床气化工艺介绍
• 我国的能源结构特点：少油 富煤 贫气
煤炭的生成
• 煤炭是由古植物经过复杂的生物化学、 物理化学和地球化学作用转变而成的固 体有机可燃矿物。
• 煤炭生成过程：植物→泥炭（腐泥）→ 褐煤→烟煤→无烟煤，这一过程也称为 煤化序列 。
• 由泥炭到无烟煤的演变过程统称为煤化 作用，作用的程度称为煤化程度。