气流床煤气化技术的现状及发展
现代煤气化技术现状及发展趋势综述
现代煤气化技术现状及发展趋势综述发布时间:2021-05-06T13:12:18.810Z 来源:《中国科技信息》2021年6月作者:王海丽[导读] 近年来,随着社会经济的飞速发展,生活和建设的各领域对能源的需求与日俱增。
煤炭一直是我国能源的主体,煤炭生产总量也在逐年快速提升,而其消费量占我国总消费量的很大比重。
现在,环境保护问题受到人们越来越多的关注,如何实现煤炭向清洁、高效的利用转换是未来发展的必然趋势,煤气化是更新利用的一种良好途径。
新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市新市兖矿新疆煤化工有限公司王海丽 830000摘要:近年来,随着社会经济的飞速发展,生活和建设的各领域对能源的需求与日俱增。
煤炭一直是我国能源的主体,煤炭生产总量也在逐年快速提升,而其消费量占我国总消费量的很大比重。
现在,环境保护问题受到人们越来越多的关注,如何实现煤炭向清洁、高效的利用转换是未来发展的必然趋势,煤气化是更新利用的一种良好途径。
关键词:煤气化技术;现状;发展趋势引言无论在工业生产还是国民的生活中,对能量源的消耗量都呈现着持续增长的趋势,导致对资源的供需矛盾越来越突出,出现了一系列的问题。
近年来,我国煤气化技术得到了持续快速的发展,因煤炭资源的使用情况及分布状况决定了,我们要不断的开发和使用现代化先进的煤气化技术,发展具有清洁能源、煤炭能源化工一体化的新型洁净煤技术,是当前煤技术发展的主要方向。
1现代煤气化技术的应用现状1.1固定床气化技术目前固定床气化技术主要有两种:一种是由美国开发的固定床间歇式气化炉,一种是由德国鲁奇公司开发的鲁奇气化炉。
固定床间歇式气化炉采用空气和H2O作为氧化剂,煤炭品种为无烟煤和焦炭,能够在常压条件下发生气化反应,早期使用比较广泛。
该技术在气化过程中污染仍然较大,容易产生废水、废渣等,在我国目前环保政策下发展前景渺茫。
鲁奇气化炉是由德国首次使用的,原理是在高温(800~900℃)、高压(2.5~4.0MPa)下,分别将煤炭反应产生含CO和H2外,还含有CH4以及其他气体,气体成分简单,热值高,能够作为城市用气。
煤气化技术的现状及发展趋势
2020年05月损及时更换。
(2)封口膜包裹瓶盖。
同样选取库房20瓶三氯甲烷做实验,在瓶口处裹封口膜静置四个月后,发现密封性能良好,三氯甲烷挥发损耗率由原来未做措施的3.2%下降到1.8%(如图2)。
三氯甲烷挥发损耗量最低,达到了对策目标值4%,且保鲜膜比封口膜购入成本低,操作方便。
因此,降低三氯甲烷挥发损耗最终我们选用保鲜膜包裹的方式进行图1图2(3)在存放三氯甲烷的时候拉上窗帘避光。
通过探讨认为拉窗帘并保持箱体无破损避光储存,可降低三氯甲烷挥发速率,减少挥发损耗量,挥发损耗率由措施前3.3%降至措施后1.6%,折算后年损耗率降至 5.1%。
(如图3)。
图3(4)将库房内的三氯甲烷定期称量,并作好记录,确保一次到位,密封完好。
(5)对瓶口密封连接处进行定期检测,发现泄露点及时更换维护。
(6)定期盘库,避免库存积压时间过长,同时根据生产需要及时与实验室联系,以满足生产的需要。
3降低三氯甲烷的挥发损耗带来的社会效益减少三氯甲烷的挥发损耗,也就相应的减少了环境的污染,对保护环境起到一定的作用;同时减少蒸汽散发,降低工作人员中毒潜在的危害,给工作人员的人身安全带来了一定的保障;药品的挥发损耗减少,也提升药品本身的性能,提高药品质量。
4结语经过努力化验室三氯甲烷年损耗率由20%降至6.4%,不仅达到了药品管理标准,超额完成任务,还减少了因药品挥发散失的有毒蒸汽吸入引发的中毒风险,节约了成本,达到了公司降本增效的要求,也对于人类和环境产生了很大的效益,能避免能源浪费等好处,所以说不断创新和改进减少三氯甲烷化学品挥发损耗方法上的探索和研究是很有意义的。
下一步我们将从降低挥发性药品的挥发损耗入手,为公司的降本增效继续做贡献。
参考文献:[1]王威,王宇,韩枫,等.挥发酚测定中三氯甲烷的回收利用探讨[J].治淮,2013.(01).煤气化技术的现状及发展趋势高明付伟贤(新奥科技发展有限公司煤基低碳能源国家重点实验室,河北廊坊065001)摘要:我国是煤资源消耗大国。
气流床煤气化的技术现状和多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发
气流床煤气化的技术现状和多喷嘴对置式水煤浆气化技术的开发于广锁, 刘海峰, 周志杰, 王亦飞, 王辅臣, 龚欣, 于遵宏(华东理工大学洁净煤技术研究所,上海 200237) 2005-09-16煤炭气化是对煤炭进行化学加工以实现煤炭洁净利用的关键。
气流床煤气化技术是现在最清洁的煤利用技术之一,主要包括:以水煤浆为原料的GE(Texaco)、Global E-Gas气化炉和以干粉煤为原料的Shell、Prenflo、Noell气化炉[1]。
在新型煤化工和能源转化技术中,煤气化都起有重要作用,特别是在我国,煤气化具有作为原料气和燃料气的双重市场需求,被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等行业和煤气生产企业。
1国外技术现状和发展趋势1.1 技术现状1.1.1 GE(Texaco)气化炉美国Texaco公司(2005年5月气化部分被GE收购)开发的水煤浆气化工艺是将煤加水磨成水煤浆,用纯氧作气化剂,在高温高压下进行气化反应,液态排渣,煤气有效成分(CO+H2)为80%(体积分数)左右,不含焦油、酚等有机物质,碳转化率96%~99%,气化强度大,炉子结构简单,煤适应范围较宽。
目前Texaco的最大商业装置是Tampa电站,于1989年立项,1996年7月投运,12月宣布进入验证运行。
该装置为单炉,日处理煤2 000~2 400 t,气化压力为2.8 MPa,冷煤气效率约76%。
喷嘴、气化炉、激冷环等为Texaco水煤浆气化的技术关键。
更大尺寸Texaco气化炉提高碳转化率的方案为:增加气化炉的停留时间;气化炉直径给定下增加长径比。
Texaco水煤浆气化技术自工业化应用以来,先后在世界各地建成多套生产装置,表1为Texaco水煤浆气化技术的应用情况。
从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看,由于工程设计和操作经验的不完善,装置还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态。
存在的问题主要表现在以下几个方面。
◆烧嘴烧嘴是Texaco气化工艺的关键,其寿命直接决定着装置的长期、经济运行。
流化床气化技术目前存在的主要问题和发展趋势
流化床气化技术目前存在的主要问题和发展趋势下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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煤气化技术的现状和发展趋势
煤气化技术的现状和发展趋势1、水煤浆加压气化1.1 德士古水煤浆加压气化工艺(TGP)美国Texaco 公司在渣油部分氧化技术基础上开发了水煤浆气化技术,TGP 工艺采用水煤浆进料,制成质量分数为60%~65%的水煤浆,在气流床中加压气化,水煤浆和氧气在高温高压下反应生成合成气,液态排渣。
气化压力在2.7~6.5MPa,提高气化压力,可降低装置投入,有利于降低能耗;气化温度在1 300~1 400℃,煤气中有效气体(CO+H2)的体积分数达到80%,冷煤气效率为70%~76%,设备成熟,大部分已能国产化。
世界上德士古气化炉单炉最大投煤量为2 000t/d。
德士古煤气化过程对环境污染影响较小。
根据气化后工序加工不同产品的要求,加压水煤浆气化有三种工艺流程:激冷流程、废锅流程和废锅激冷联合流程。
对于合成氨生产多采用激冷流程,这样气化炉出来的粗煤气,直接用水激冷,被激冷后的粗煤气含有较多水蒸汽,可直接送入变换系统而不需再补加蒸汽,因无废锅投资较少。
如产品气用作燃气透平循环联合发电工程时,则多采用废锅流程,副产高压蒸汽用于蒸汽透平发电机组。
如产品气用作羟基合成气并生产甲醇时,仅需要对粗煤气进行部分变换,通常采用废锅和激冷联合流程,亦称半废锅流程,即从气化炉出来粗煤气经辐射废锅冷却到700℃左右,然后用水激冷到所需要的温度,使粗煤气显热产生的蒸汽能满足后工序部分变换的要求。
1.2 新型(多喷嘴对置式)水煤浆加压气化新型(多喷嘴对置式)水煤浆加压气化技术是最先进煤气化技术之一,是在德士古水煤浆加压气化法的基础上发展起来的。
2000 年,华东理工大学、鲁南化肥厂(水煤浆工程国家中心的依托单位)、中国天辰化学工程公司共同承担的新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉中试工程,经过三方共同努力,于7 月在鲁化建成投料开车成功,通过国家主管部门的鉴定及验收。
2001 年2 月10 日获得专利授权。
新型气化炉以操作灵活稳定,各项工艺指标优于德士古气化工艺指标引起国家科技部的高度重视和积极支持,主要指标体现为:有效气成分(CO+H2)的体积分数为~83%,比相同条件下的ChevronTexaco 生产装置高1.5~2.0 个百分点;碳转化率>98%,比ChevronTexaco 高2~3 个百分点;比煤耗、比氧耗均比ChevronTexaco 降低7%。
气流床气化
气流床气化工艺摘要:煤炭气化是煤利用的主要内容之一,而气流床气化是煤炭气化的一种重要形式。
本文立足我国煤炭气化现状,对目前国际上比较成熟先进的气化工艺(Texaco气化工艺法、shell煤气化工艺法)做了简单介绍。
同时,也阐明了我国未来煤气化的发展方向。
关键词:气流床;煤气化;气化炉;气化工艺;加压气化;环境;引言随着中国经济的快速增长,对能源的需求在与日俱增。
我国是一个多煤贫油少气的国家,如何充分高效率的利用质量参差不等、数量有限且不可再生的煤炭资源是一个摆在国人面前的世纪问题,这关乎民生,也关系到国家的长足发展。
另外,煤炭的开发利用带来了严重的环境问题,这是亟待解决的。
气流床煤气化工艺为煤的洁净高效利用提供了一种可能的途径,这也是本文着重要讨论的。
1、煤炭气化概述气流床气化是一种并流式气化。
气化剂(氧气与蒸汽)将煤粉(70%以上的煤粉通过200目筛孔)夹带入气化炉,在1600~1800℃高温下将煤进一步转化为CO、H2、CO2等气体,残渣以熔渣形式排出气化炉。
也可以将煤粉制成煤浆,用泵送入气化炉,在气化炉内,煤炭细粉粒与气化剂经特殊喷嘴进入反应室,会在瞬间着火,直接发生火焰反应,同时处于不充分的氧化条件下。
因此,其热解、燃烧以及吸热的气化反应,几乎是同时发生的。
随着气流的运动,未反应的气化剂、热解挥发物及燃烧产物夹裹着煤焦粒子高速运动,运动过程中进行着煤焦颗粒的气化反应。
这种运动形态,相当于流化领域例对固体颗粒的“气流输送”,习惯上称为气流床气化。
1.1 气流床气化技术特点1)煤种适应性强.入炉煤以粉状(或湿式水煤浆状)喷入炉内,各个微粒被高速气流分隔,并单独完成热解、气化及形成熔渣,无相互作用,不会在膨胀软化时造成黏结,即不受煤的黏结性影响.原则上各种煤都可用于气流床气化,但炉内气化温度应高于煤的灰熔点,以利于熔渣的形成.此外,从经济角度来看,应选择褐煤等挥发分高而固定碳少的煤,可大大改善气化条件;人炉的原料煤越细越好,煤粒越小,比表面积越大,气化速度越快,反应时间越短,碳转化率也越高.2)反应物在炉内停留时间短,反应时间约为1s~3 s.随煤气夹带出炉的飞灰中含有未反应完的碳,采取循环回炉的方法可以提高碳转化率;而且由于煤粉在气化炉内停留时间极短,为了完成反应,必须维持很高的反应温度.所以常常采用纯氧作为气化剂,气化温度可高达1 500℃,灰渣以熔融状态排出,熔渣中含碳量低.液体熔渣的排渣结构简单,排渣顺利.但是炉壁衬里受高温熔渣流动侵蚀,易于损坏,影响寿命.3)为了达到1 500℃左右的气化温度,氧气耗量较大,影响经济性.随着高温下蒸汽分解率的提高,蒸汽耗量有所减少.4)出炉煤气温度很高,显热损失大,可用废热锅炉回收热量,提高热效率.为了防止黏性灰渣进入废热锅炉,可先用循环冷煤气将出炉煤气激冷到900℃~1 100℃,并分离出灰渣,再进入废热锅炉.5)出炉煤气的组分以C0,H2,C02和H2O为主,CH4含量很低,热值并不高.产品中不含焦油.煤气产品中有效成分高,不产生含酚废水,烟气净化装置简单.1.2影响气流床气化的主要因素1)高气化温度.气化温度可达1 500℃以上.炉内高温是由煤粉在纯氧下燃烧或部分燃烧释放的热量而保持的,与此同时,碳粒与水蒸气或C02发生吸热的还原反应.提高炉内温度有利于加快反应速度,提高气化强度和生产能力.同时,由于炉内反应速度的提高,炉中的煤粉即使在很短的时间内也能完全气化,获得很高的碳转化率。
2024年流化床技术市场发展现状
2024年流化床技术市场发展现状引言流化床技术是一种常见的固体颗粒与气态流体接触的传质传热方式。
近年来,随着工业化进程的快速推进,流化床技术在多个领域中得到了广泛应用。
本文将对流化床技术在市场上的发展现状进行探讨,并分析其潜在的发展前景。
1. 流化床技术的概述流化床技术是一种通过将固体颗粒置于气态流体中,通过调节气流使固体颗粒呈现流动状态的传质传热方式。
流化床技术具有高传质传热效率、均匀性好、操作灵活等优点,因此被广泛应用于化工、能源、环境保护等领域。
2. 流化床技术在化工行业的应用2.1 催化剂反应流化床技术在催化剂反应中具有重要作用。
通过控制流化床内的气体流速和温度等参数,可以实现反应过程的高效进行,并提高产品的选择性和收率。
2.2 固体颗粒干燥由于流化床技术可以提供大面积的固体颗粒与气流的接触,因此在固体颗粒干燥领域有着广泛的应用前景。
流化床干燥可以提高干燥速度和均匀性,并降低能耗。
2.3 固体颗粒的冷却流化床技术在固体颗粒冷却领域也有着广泛的应用。
通过控制冷却介质的温度和流速,可以实现对固体颗粒的快速冷却,并满足不同颗粒的冷却要求。
3. 流化床技术在能源领域的应用3.1 燃烧技术流化床技术在煤炭、生物质等能源的燃烧领域有着广泛的应用。
通过调节气体流速和温度,可以实现燃料的高效燃烧,并降低氮氧化物等污染物的排放。
3.2 气化技术流化床技术在煤炭、生物质气化领域也有着重要作用。
通过控制气化介质的温度和流速,可以实现固体燃料的高效气化,生产合成气等高附加值产品。
3.3 燃气脱硫流化床技术在燃气脱硫过程中具有独特的优势。
通过将固体吸附剂引入流化床中,可以实现燃气中硫化物的高效去除,并减少对环境的污染。
4. 流化床技术市场的现状与前景当前,流化床技术在化工、能源等领域中已经取得了显著的应用成果。
然而,与发达国家相比,我国在流化床技术的研发和应用方面仍存在一定差距。
随着国家对环境保护和高效能源的要求越来越高,流化床技术市场具有广阔的发展前景。
煤气化技术应用现状及发展趋势
煤气化技术应用现状及发展趋势发布时间:2023-02-23T05:47:48.180Z 来源:《中国科技信息》2022年第19期作者:高翠[导读] 随着科学技术的发展,我国的煤气化技术有了很大进展高翠身份证号码:6126241988****3220摘要:随着科学技术的发展,我国的煤气化技术有了很大进展,并得到了广泛的应用。
为从根本上提高煤炭资源利用率,需不断推动先进煤化工技术发展,研究更为先进的煤化工生产理念与技术体系,进一步增强煤化工生产质量、效率。
本文首先对煤气化技术概述,其次探讨煤气化技术应用现状,最后就煤气化技术发展趋势进行研究,以供参考。
关键词:煤气化技术;气流床;流化床;固定床引言就目前来看,各国都将煤化工能源技术作为经济发展战略,通过大力发展能源技术,不仅能够有效解决能源危机,还可以推动社会可持续发展进程。
这里需要指出的是,煤炭资源的应用会对环境造成一定程度破坏,而且其实际利用率也是较低的,除此以外,我国的能源格局依然呈现出贫油富煤特征,这就要求将煤炭资源的作用充分发挥出来,而达成这个目标的主要途径就是要将煤化工技术、设备加以合理应用。
1煤气化煤气化技术主要就是对煤原料进行反复加热处理,通过使用化学药剂发生化学反应,使固体煤炭能够转化为气体混合物。
气化剂主要包括水蒸气、空气、二氧化碳等,这些材料均可以与煤炭发生反应。
不仅如此,煤炭通过热分解后会生成二氧化碳、水蒸气与烃类物质,这些物质也可以与热煤发生均相反应。
结合气化方法、气化外在条件以及原料煤根本性质,气化中的气体组成差距也较大。
结合煤气炉内气体生成特征,可以将每一层由上至下划分为干燥层、干馏层以及氢化层等。
在煤炭干燥与干流带中,煤可以返到高温加热释放出水分并蒸发。
其他剩下的物质为焦炭,可以在还原带中发生氧化反应,经过气化后的煤性质不同,水分也存在较大差距。
经过气化反应后的煤还需要通过净化加工生成化学品。
2煤气化技术应用现状2.1配煤技术研究发展现代煤化工既是煤炭转型发展的重要途径,也是保障国家能源安全的重要抓手,晋华炉为了合理使用煤种,充分考虑供煤矿区煤层煤质波动性及生产技术条件等因素对煤炭产品质量的影响,包括原煤的水分、灰熔点、挥发分、灰分、黏结性、化学活性、成浆性能、成渣特性、机械强度和热稳定性等进行研究。
气流床气化技术研究现状
气流床气化技术研究现状刘庆旺煤炭是我国的基础能源和重要原料,在国民经济和社会发展中具有重要的战略地位,将长期是我国的主要能源。
煤气化技术是煤炭清洁转化的核心技术之一,是发展煤基化学品(氨、甲醇、二甲醚等)、煤基液体燃料、先进的lGCC发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础,是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术。
估计,我国“十一五”末期年气化用煤约1亿t。
以煤间接液化为例,规模为500万t/a的生产装置,气化用煤在2200-2500万t/a。
国内在建的甲醇装置、合成氨装置、煤制油装置和处于筹建中的煤制烯烃装置、煤制油装置、甲醇装置等,已展现了对煤气化技术的强劲需求。
在流派众多的煤气化技术中,气流床气化技术因煤种适应范围比较广、气化温度、压力高、易于大型化,成为煤气化技术发展的主流方向。
国际上有代表性的气流床气化技术主要有GE (Texaco)气化技术、Global E-Gas气化技术,以干粉煤为原料的Shell气化技术,Prenflo气化技术及GSP气化技术。
气流床气化法是20世纪50年代初发展起来的新一代煤气化技术,最初代表炉型为K-T炉。
其后随着Texaco, Shell等一批新型工艺的开发,气流床气化技术因其出色的生产能力和气化效率,在世界范围内得到了迅速推广和广泛的应用,尤其是在燃气联合循环中。
目前绝大多数1GCC电站所选择的均为气流床气化炉,主要炉型有Texaco, Shell, E-Gas(原Destec)以及Prenflo等。
气流床气化法使用极细的粉煤为原料,在气化炉内细颗粒粉煤分散悬浮于高速气流中,并随之并行流动,这种状态即称气流床。
气流床气化法属于高温气化技术,原料煤具有很大的比表面积,又处于加压条件下,因此气化反应速度极快,气化强度和单炉气化能力比前两类气化技术都高。
目前己经商业化的气化炉,每天可气化约2000-2600t煤。
在气流床的高温下,粉煤的干馏产物全部分解,粗煤气中不含焦油、酚及烃类液体等,有利于简化后续净化系统,对环境污染少。
国内各类煤气化技术运行现状
国内各类煤气化技术运行现状2016.7一、固定床气化技术运行现状固定床气化技术在我国的应用始于20世纪50年代,主要用于气化褐煤生产合成氨原料气。
原云南解放军化肥厂是我国第1家采用碎煤加压气化炉的企业,炉型为第1代鲁奇炉。
目前,云南解化集团拥有老鲁奇炉14台,其中1台改造为碎煤熔渣加压气化炉(BGL炉),2006年投料成功。
20世纪80年代中期后,碎煤加压气化炉在我国得到了较大发展,天脊集团、兰州煤气厂、哈尔滨气化厂、河南义马等企业均有碎煤加压气化炉,主要用于生产城市煤气、合成氨、甲醇、二甲醚、天然气及煤间接液化等,其中:兰州煤气厂引进的5台Mark-Ⅱ型鲁奇炉主要用于生产城市煤气,由于用户所限,现已停产;哈尔滨气化厂于20世纪80年代末从原民主德国引进5台PKM型气化炉(相当于第3代鲁奇炉);其余企业的炉型均为Mark-Ⅳ型碎煤加压气化炉。
近几年,采用碎煤加压气化装置(鲁奇炉)的企业主要有山西潞安、新疆广汇、内蒙古大唐国际克旗、新疆伊犁庆华、国电赤峰化肥、晋煤金石、大唐国际阜新、伊犁新天、河南晋煤天庆等,其中:大唐克旗的气化装置为世界首套操作压力4.0MPa的碎煤加压气化装置,于2012年5月投料试车成功;晋煤金石的碎煤加压气化装置的气化原料为晋城15号煤,目前已经投料成功,证明碎煤加压气化技术可单独处理晋城无烟块煤。
固定床气化工艺普遍存在的问题是从煤气化过程排出的废水量大,废水中含有大量的焦油、氨、酚等物质,对于这些物质目前仍旧没有很好的处理办法,虽然说可以采用设置酚、氨回收以及水气分离的方式将这些物质分离出来然后送到处理站进行处理,但是处理难度大,很难达标排放,废水处理投资和成本也比较大。
固定床气化在大唐国际克旗、新疆广汇项目运行中上还出现了炉体腐蚀的问题,在内蒙、新疆的出现了因煤质热稳定性差而不能达产的问题。
二、流化床气化技术运行现状流化床气化炉由于结构简单、操作温度适中、操作方便、处理能力高、产品气不含焦油等物质、适用煤种广、可直接利用煤矿生产的10cm以下碎煤等优点,也受到部分企业的重视并得到利用。
国内煤气化技术现状及发展趋势
国内煤气化技术现状及发展趋势科研园地国内煤气化技术现状及发展趋势泸天化技术中心叶亚莉李天文摘要目前,国内发展煤气化合成化工产品的势头很旺,特别是在产地,一批新的煤化工项目开始起步,老企业正以现代新技术改造传统落后的生产装置,以油为原料的大、中型合成氨厂开始进行煤代油的技术改造。
通过改造可以达到降低生产成本,改善环境状况之目的。
关键词煤气化原料气综合效益0 引言进入21世纪,为了保证中国经济的可持续发展,实施《京都议定书》,减少燃煤对大气的污染,必须大力发展洁净煤技术,煤炭气化是最重要的应用广泛的洁净煤技术,是发展现代煤化工最重要的单元技术。
煤炭气化可以生产工业燃料气、民用燃料煤气、化工合成原料气、合成燃料油原料气、氢燃料电池、煤气联合循环发电、合成天然气、火箭燃料等。
煤气化技术广泛应用于化工、冶金、机械、建材等重要工业部门和城市煤气的生产。
目前我国拥有各种类型的煤气炉约9000多台,其中化工行业煤气化炉约有4000余台,以固定床气化炉为主。
多数中小化肥厂和少数大型化肥厂以煤炭(或焦炭)为原料,通过煤气化生产合成氨和甲醇,年耗原料煤4000多万吨,合成氨产量占全国总产量的60%以上,为我国农业生产提供了充足的化肥。
1 以气、煤为原料的合成氨生产煤气化技术是实现煤炭综合利用和洁净煤技术的重要技术手段,是发展现代煤化工、煤造油、燃料煤气等重要工业化生产的龙头。
目前,煤炭在中国一次能源消费中占75%左右。
而我国煤气化技术在绝大多数企业仍使用落后的固定床间歇式煤气化技术,不仅能耗高、效率低,原料要用块装焦炭或无烟煤,而且还会排放大量烟尘和污水,对环境污染严重。
煤气化技术主要有粉煤加压气化和水煤浆气化技术等,粉煤加压气化技术是适合我国国情的煤洁净、高效利用技术,与水煤浆气化相比,粉煤气化具有较明显的节氧、节煤、有效气成分高等优势。
该技术广泛应用于化工产品的生产、煤间接液化、氢能源、燃料电池等诸多领域。
国际上有代表性的主要是德士古、壳牌和鲁奇公司的技术。
煤气化技术的发展现状及对策分析
煤气化技术的发展现状及对策分析摘要:煤气化是煤炭洁净利用技术的重要组成部分,在我国能源战略中具有举足轻重的作用。
而作为能源消费大国,无论从实际需要还是从战略高度考虑,如何将我国丰富的煤炭资源进行洁净、高效利用是当前需要解决的紧迫问题。
本文主要探讨了煤气化技术的发展现状及对策,首先简要介绍了煤气化技术的分类,然后重点分析了我国煤气化技术的发展现状及存在的问题,最后提出了发展推广我国煤气化技术的对策。
关键词:煤气化技术发展现状问题对策一、前言长期以来由于相关先进技术被国外少数公司所垄断,我国国内企业在引进煤气化技术时不得不向这些公司支付高额的专利费用。
同时,由于引进的技术大多并不完善,造成设备运行中出现了许多问题,付出了很大代价。
因此,开发具有自主知识产权,适合中国国情的、可以降低项目投资、提高煤炭利用率、提升装置稳定性、扩大气化煤种的先进煤气化技术是当务之急。
二、煤气化技术的分类煤气化工艺可按压力、气化剂、气化过程、供热方式等进行分类,常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式分类,目前技术相对成熟而且已被广泛采用的煤气化工艺主要有固定床、流化床和气流床3种。
1.固定床煤由气化炉顶部加入,气化剂由气化炉底部加入,煤与气化剂逆流接触,相对于气体的上升速度而言,煤的下降速度很慢,甚至可视为固定不动,故称之为固定床。
但实际上,煤在气化过程中是以很慢的速度向下移动的,故称其为移动床气化。
2.流化床以粒度为0-10 mm的小颗粒煤为气化原料,煤与气化剂并、逆流接触,煤粒在气化炉内悬浮分散在上升的气流中,在沸腾状态进行气化反应,煤料层内温度均一、易于控制。
3.气流床煤料与气化剂并流接触,可用气化剂将粒度100 m以下的煤粉带人气化炉内,也可将煤粉先制成水煤浆然后用泵打人气化炉内,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。
三、我国煤气化技术的发展现状1.国外技术进入中国市场在国外有工业化应用业绩的11种煤气化技术中,除其中的Preflo、CCP和E-Gas外。
煤气化技术应用现状及发展趋势
煤气化技术应用现状及发展趋势摘要:煤气化是目前煤化工产业对煤炭资源进行清洁和高效利用的主要方式之一,技术优势比较突出。
该技术是其他一些产业比如合成天然气、煤基化学品等的基础技术形式,对于煤炭产业的发展有积极作用。
对此,文章主要是分析了当前时代对于煤气化技术的应用现状,并探讨该技术的未来发展趋势,以期为煤炭行业的发展提供一定参考。
关键词:煤气化技术;应用现状;发展趋势引言煤气化技术是工业上的重点技术,是将预处理好的煤炭,送入到反应器中,在特定温度和压力的作用下,借助氧化剂转变成气体,并且产物经过加工和精细化处理后最终得到一氧化碳气。
该技术是煤化工行业的基础,所以应用很普遍,而该技术的投资也很大,对于设备可靠性的要求很高,对于煤炭相关产业的发展也有很大影响。
所以研究该技术的应用现状,评估其发展趋势,对于煤化工等行业的发展有一定参考价值。
1煤气化技术应用现状煤炭资源是全世界范围内的主要能源之一,在所有能源中的占比很高。
因此对于煤炭的开发和利用也是能源战略发展的重点。
过去煤化工行业一直是很多国家的重点工业领域,包括我国,但随着社会发展对于绿色环保理念的重视,煤炭行业的发展也因此受到很大的冲击。
过去的煤炭发展模式存在较大的环境污染问题,还会排放很多废弃物,资源利用率不高,这都是搭建新能源格局需要改善的问题。
具体来说,国内常用的技术包括以下几种:1.1 固定床气化技术这是该技术最先出现的类型之一,应用在过去的煤炭行业发展中很普遍。
此技术的原料一般是块煤、焦煤,从气化炉顶部投入,然后经过一定程序气化,固体废物排出设备之外。
此技术需要用到气化剂,使用路径与原料一致,,所以可以直接与原料发生反应。
此技术要求设备有较高的均匀性和透气性,所以对于原料的限制较大,需要事先进行预处理,而且预处理的标准要求较高。
此技术的类型具体包括Lurgi气化技术、BGL气化技术和YM气化技术等。
1.2 流化床气化技术此技术是继上述技术之后发展出来的,其原理是从气化炉的底部吹入气化剂,然后让加入的细粒煤(粒度<6mm)出现逆流反应,固体直接排放出去。
煤气化
煤气化技术的现状及发展趋势摘要煤气化分为固定床、流化床和气流床气化,本文着重介绍煤气化的中的气流床气化技术,详细介绍了GSP、Shell、Prenflo、TPRI等技术的现状。
分析了国内外煤气化技术主要的发展趋势。
关键词煤气化气流床一引文由于我国能源发展不均衡,再加上石油资源相对短缺和石油供需矛盾日益突出。
使得我国煤炭资源的利用,变得尤为重要。
现我国探明煤炭可采储量为2040亿吨(2002年)。
煤炭在我国一次能源消费结构中占有主导地位,有专家研究认为,在未来相当长时期内,一次能源消费结构中煤炭仍将居主导地位,到2050年将维持在50%以上。
煤炭资源的有效利用,促使煤化工的发展就成为我国的重要发展方向。
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,主要包括焦化、气化、液化和合成化学品。
在煤化工中,煤气化有着举足轻重的作用,从下图1可以看出煤气化技术的地位的重要。
煤气化地位随着社会的发展越来越凸显,技术也随着煤气化的发展越来越受到关注。
煤炭气化,即在一定温度、压力条件下利用气化剂(O2、H2O或CO2)与煤炭反应生成洁净合成气(CO、H2的混合物),是对煤炭进行化学加工的一个重要方法。
煤气化主要体现在洁净、高效利用煤炭上,长期的生产实践表明,在将煤炭转变成更便利的能源和产品形式的各种技术中,煤气化是应优先考虑的一种加工方法。
城市煤气、化工合成用原料气、先进的联合循环发电用燃气和综合利用系统是煤气化发展和应用的主要方向。
煤气化主要技术集中在气化炉上,气化炉的分类按煤与气化剂的相对流动方式可分为逆流、并逆流和并流【1】,与这几种方式相对应的则是固定床、流化床和气流床气化炉。
在三种技术中发展最好和最有前景的还是气流床气化技术,本文着重对这种技术的介绍。
二煤气化技术的现状2.1 气流床气化技术现状气流床气化技术主要分为典型干煤粉气化与水煤浆气化,水煤浆气化与干煤粉气化比较可以见表1。
中国气流床气化技术现状及发展趋势
时以上。
(2)煤种适应性广,水冷壁结构解决了现有耐火砖气化炉的煤种灰熔点限制问题,可气化高灰熔点的煤种。
(3)煤气指标好,分级给氧技术可有效改变炉内的流场分布情况,确保炉内的温度更为均匀,加速气化反应;此外清华炉烧嘴在加入了CO 2气体之后,烧嘴的温度至少可以下降 200℃,而内部的有效气体成分会出现明显提高。
(4)烧嘴使用寿命长,二次氧的加入出烧嘴的流速会出现明显的降低,烧嘴的运行情况会更好。
2 干粉煤气化2.1 壳牌气化壳牌粉煤气化工艺具有如下特点:(1)该煤种适应性较强,不论是较差褐煤、次烟煤、烟煤到石油焦均都可以进行使用,可以说是应用范围比较广泛。
而且该煤种灰熔点适应范围更是较其它气化工艺更为宽泛。
高灰分、高水分甚至是高硫的煤种也可以得到应用。
(2)流程复杂、操作简单,流程包含磨煤和粉煤干燥、粉煤加压输送、粉煤气化、气化炉排渣、除灰排灰、合成气初净化、污水处理八个步骤,设备及工艺较为复杂,但生产过程中可通过联锁逻辑顺控实现自动控制、操作简单。
(3)气化效率高,能耗低。
壳牌气化炉碳转化率高达99%,其煤气的甲烷含量极低,更不含重烃等物质,使得CO+H 2高达到90%以上,同时工艺中不需要将煤中原有水分进行蒸发,与水煤浆气化工艺相比,壳牌粉煤气化工艺的氧气消耗量可在降低15%~25%左右,相关配套空分装置与设备运行投资费用也可相应的到降低。
其工艺冷煤气效率更是高达80%以上,剩余副产高压或中压蒸汽占比在16%左右,不难推算出壳牌煤气化工艺总热效率在97%以上。
(4)调节负荷操作简单。
每台气化炉设有4~6个烧嘴,不仅有利于粉煤的气化,同时生产负荷的调节更为灵活,范围也更宽。
负荷调节范围为40%~100%,每分钟可调节5%。
(5)运转周期长,无备炉。
气化炉采用水冷壁结构,具有以渣抗渣的特点,不需要经常维护,正常使用维护量很小,可不配置备用炉。
(6)环境效益好,系统排出的炉渣和飞灰含碳低,可作为水泥添加剂或其他建筑材料,堆放时也无污染物渗出。
煤气化技术应用现状及发展趋势
煤气化技术应用现状及发展趋势摘要:煤气化技术是煤炭清洁利用的关键技术,也是实现煤炭资源高效、清洁利用的关键技术之一。
近年来,我国煤气化技术发展迅速,在煤气化工艺、设备及关键设备等方面取得了一系列突破。
然而,受煤质、能源结构、技术经济等因素的影响,我国煤气化产业发展仍存在一些问题。
本文在分析国内煤气化产业现状及发展趋势的基础上,对如何推动我国煤气化产业的发展提出了建议,以期对我国煤气化产业的发展有所帮助。
关键词:煤气化;技术应用;现状;发展趋势引言:煤气化技术是一种将固体或液体燃料转化为气体燃料的清洁能源技术。
随着全球对环境保护和能源效率的关注日益加深,煤气化技术已成为当今世界各国大力发展的清洁能源技术之一,具有极其重要的战略意义。
本文将介绍煤气化技术的应用现状及发展趋势。
一、煤气化技术应用现状煤炭资源作为全球范围内的主要能源之一,在全球能源供应中占据着重要的地位。
然而,随着社会对绿色环保理念的不断强调,煤炭行业的发展面临着巨大的挑战。
过去,煤化工行业一直是许多国家的重点产业,包括我国。
然而,传统的煤炭开发模式存在着严重的环境污染问题,同时也会产生大量的废弃物,资源利用率较低,这些问题亟待改善。
为了应对这些挑战,我们需要在煤炭的开发和利用方面进行改革和创新。
首先,我们可以加强环境保护措施,通过采用先进的清洁煤技术和高效的排放控制设备,减少煤炭开采和利用过程中的污染物排放。
此外,可以推动煤炭行业向低碳、高效的方向发展,加大对清洁能源技术的研发和应用,以减少对煤炭的依赖。
同时,我们还应该注重提高煤炭资源的利用率。
传统的煤炭开采方式往往只能获得其中一部分可燃物质,而大量的煤矸石和废弃物被浪费掉。
因此,我们可以通过开发煤炭综合利用技术,将废弃物转化为资源,实现资源的循环利用。
例如,可以利用煤矸石进行填埋气发电,将废弃煤渣用于建材生产等,从而最大限度地提高煤炭资源的利用效率。
此外,为了推动新能源格局的搭建,我们还应该积极发展和推广可再生能源,如风能、太阳能和水能等。
煤气化技术现状及发展趋势
煤气化技术现状及发展趋势煤气化是清洁、高效利用煤炭的主要途径之一,长期的生产实践表明,在各种煤炭转化技术中,煤气化是应优先考虑的一种加工方法。
它是煤基化学品、煤基液体燃料、合成天然气、IGCC发电、制氢、燃料电池、多联产等工艺为基础。
因此发展煤炭产业,首先要提高煤气化技术水平。
一、煤气化技术开发现状煤气化技术核心是气化炉,按煤在炉内的流体力学行为分为四类,即固定(移动)床、气流床、流化床和熔融床。
(一)固定(移动)床气化。
固定(移动)床气化,是指原料煤从炉顶加入,高温气体不断向上流动,整个物料自上而下移动,相对固定。
煤在高温气化剂作用下发生气化反应,生成高温煤气,最后从上部煤气出口出炉。
固定(移动)床气化有以下四种技术路线:1、单段式固定(移动)床气化。
因单段式固定(移动)床气化炉缺陷较多,20世纪六十年代初,国外已停止使用。
目前,单段式固定(移动)床目前真正实现工业化的只有碎煤加压气化。
2、两段式固定(移动)床气化。
该工艺是上世纪四十年代开发的,到上世纪五十年代,该技术在欧洲被广泛用于生产城市煤气和燃料气,气化剂为空气或水蒸气。
3、鲁奇加压气化。
该技术选用的煤种为长烟煤、褐煤,操作压力3.0MPa,煤气出口温度600℃,碳转化率98%。
最大缺点是冷凝洗涤污水含有大量焦油、苯和酚,处理难度大。
目前,鲁奇气化炉最大用户是南非SASOL,有各种型号97台。
4、BGL加压气化。
以喷嘴、渣池和间歇排渣系统为核心专有技术。
该工艺选用的煤种为烟煤、次烟煤,操作压力2.35~3.0MPa,煤气出口温度400~540℃,碳转化率99.5%。
(二)气流床气化。
在高温高压条件下,粉煤或水煤浆与气化剂同时由喷嘴喷入气化炉燃烧室内,迅速气化,产生粗煤气和熔渣。
因炉内气、固两相的流速基本相同,故称为气流床气化。
目前,主要有以下五种技术路线:1、德士古加压水煤浆气化技术。
该工艺选用的煤种不限,气化压力2.7~6.5MPa,气化温度1300~1500℃,碳转化率95%~99%。
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气流床煤气化技术的现状及发展
摘要:煤炭资源是我国应用非常广泛的一种资源类型,目前国内的工业发展依
然以煤炭能源结构为主,而气流床煤气化作为碳转化率较高的一种工业生产方式,其重要性不言而喻,该工艺技术也是笔者将要同大家进行分享和探究的主要内容。
关键词:气流床煤气化技术;应用现状;发展趋势
引言:
煤气化技术是我国现阶段煤化工生产中所使用到的关键技术,而气流床煤气
化作为具备适用性强、气化时间短等应用优势的工艺技术,其在实践应用中也得
到了相关人员的广泛认可。
接下来,笔者将围绕气流床煤气化这一工业生产技术,从基本概述、应用现状以及发展趋势等角度对其展开论述。
一、气流床煤气化
气流床气化是工业生产中一种非常常见的煤气化方法,其气化原理是将粉煤
与气化剂一同喷入气化炉内,在点火装置或者高温辐射的作用下通过热解、氧化
还原等反应后生成熔渣和煤气,煤气以氢气和一氧化碳等气体为主。
该气化方式
的应用优点在于适用性强、碳转化率高等等,在工业生产领域有着非常广泛的应用。
二、应用现状
(一)技术特征
1.适用性强
该技术的原理是将粉末状的煤炭投入汽化炉内,同时保持汽化炉的内部温度
在1500摄氏度以上,此时炉内空气的流通速度会处于非常快的状态,在这种环
境下,粉煤颗粒之间的相互作用力会被消除,分别聚集成熔渣和煤气[1]。
从气化
原理的层面上来看,气流床技术对煤炭种类并无特别的限制,因此其适用性相对
较强。
但从经济性上来看,工作人员应尽可能地可选择颗粒小或反应短的煤炭进
行气化,这样可以有效地提高煤气转化效率。
2.气化时间短
由于气化炉的温度非常高,因粉煤在气化炉内的实际反应时间也非常短暂,
一般在3秒内便完成整个气化反应,对于一些未反应完全的粉煤,工作人员可通
过循环回炉的方式对其进行二次反应,以此来提高气流床气化效率。
(二)影响因素
1.温度
气化炉内的温度一般可达1500摄氏度以上,气化炉内的热量大多是由煤所放出的热量,在整个气化过程中,蒸汽和煤炭颗粒需要依靠在高温环境中吸收热量
来完成吸热还原反应,因此温度对于气流床气化效果有着非常重要的影响。
2.压力
适当地提高气化炉内的压力会使得炉内反应物的浓度显著提升,从而提高气
流床气化反应效率。
在实际气化作业过程中,工作人员适当地增加炉内压力也可
以在一定程度上促进一氧化碳和氢气所产生的甲烷反应,增加气化炉内甲烷气体
的浓度。
3.氧煤比
氧煤比是指气化炉内氧气和粉粉煤的比例。
随着气化炉内氧煤比的增加,燃
烧反应所放出的热量也会随之增加,从而使得反应温度也得以提升,促进水蒸气
分解和二氧化碳的还原。
此时,炉内混合气体中的氢气和一氧化碳含量也会随之
增加,从而进一步提升煤气的碳转化率[2]。
此外,氧气浓度的增加也会导致气化
炉内水蒸气和二氧化碳气体的增加,使得炉内气体无效成分增多。
4.蒸汽煤比
在气流床气化过程中,工作人员在气化炉内所添加的水蒸气会在高温环境中
与炉内的碳颗粒发生水煤气反应。
针对这种情况,工作人员需要适当地增加气化
炉内氢气和一氧化碳的含量,从而达到控制气化炉温度的目的,同时还可以降低
炉内反应的氧气消耗量。
若蒸汽与煤的比例相对较高时,会导致气化炉的温度显
著降低,从而在一定程度上阻碍了气化炉内水蒸气的分解以及二氧化碳的还原,
这会对气流床气化反应的顺利进行造成不利影响。
(三)常见工艺
1.德士古气化工艺
该气化工艺的流程中主要涵盖煤炭研磨、煤气化、插水处理、煤浆储运、合
成气洗涤等内容。
气化炉中运用了湿法进料的技术,可对气化物进行液体排渣,
最终所得到的煤浆的含水量一般在30%至40%范围内。
该气化工艺的应用特点如下:第一,适应性中等,气化炉的灰熔点在1350摄氏度以内,灰分含量在15%
以内,煤热值在16000kJ·kg-1,具有相对良好的成浆性,可用于制作浓度在60%-65%范围内的水煤浆。
第二,工作人员可根据煤气种类需求来合理地选择气化压力,工业生产作业中的气化压力一般设置在2.8MPa-6.5MPa范围内。
第三,热回
收是可选择废锅或者激冷两种形式,气化炉结果的惭怍温度在1300摄氏度至
1400摄氏度之间,燃烧室是由特殊材质的耐火砖砌筑而成[3]。
第四,合成气质量水平较高,有效组分含量高达80%,碳转化率通常在95%-98%范围内,冷煤气效
率在70%-76%范围内。
第五,因为水煤浆中约含35%-40%的水分,因此该气化工
艺在实际应用中需要消耗大量的氧气。
2.壳牌气化工艺
该气化工艺的流程中主要涵盖煤炭预处理、煤气化、煤气净化、水处理、氮
气系统、煤加压、除灰、脱硫、空分等内容。
该气化工艺所使用的气化装置一般
需要承受2.4MPa-4.0MPa的压力,操作温度一般在1400摄氏度至1600摄氏度范
围内,工作人员可使用液态排渣技术将气化炉内渣中碳含量控制在1%以内,气
化炉主要进料为干煤粉,其碳转化率可高达99%。
该气化工艺的应用特点如下:
第一,适用性强,无论是褐煤、烟煤,还是无烟煤、次烟煤、石油焦等煤种均可
使用,对这些煤种的灰熔点、硫含量、灰分等性质特征限制性较低。
第二,生产
量大,一般情况下,该气化工艺的投煤量一般可达2000t·d-1。
第三,碳转化率高,一般可达到99%以上[4]。
第四,氧气消耗低,与上述我们所提到的水煤浆为主的
气化转化工艺相比,该气化工艺的氧气消耗量大约降低15%-25%。
三、发展趋势
气流床煤气化技术目前还存在一定的使用缺陷问题,在未来还有较大的发展
空间,具体发展趋势如下:第一,技术人员可通过加强对煤气化行业中理论知识
的研究力度为气流床技术的未来发展奠定坚实的理论基础,从而实现我国煤气化
行业向高效化和规模化方向进行大跨越。
第二,积极引进国外一些先进的煤气化
技术,并将其与国内气流床领域的发展需求相结合,推动我国气流床气化生产领
域的进一步发展。
第三,提高气流床气化所需煤种的多样性,突破煤种的限制,
提高气流床气化工艺技术的适用性。
第四,加强气流床气化能量的转化和回收利用。
四、结束语
我国工业生产中将煤炭作为主要原材料的历史至今已有百余年,虽然现代工
业生产领域中气流床煤气化工艺在实际应用中也取得了良好的应用效果,但随着
科技的不断发展,笔者相信该技术一定会在科研人员的优化和改进下进一步提升,为我国煤化工生产行业的未来发展添加助力。
参考文献:
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