1.刘振宇-煤的直接利用和煤的间接转化

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1、晋城2011年6月10日煤化工技术讲座一．煤炭在我国可持续发展中的作用二．煤直接转化技术三．煤间接转化技术刘振宇北京化工大学第一部分CO与煤炭的关系2植物遗体经过1-5亿年的变化生成物质来源：CO、HO22能量来源：太阳能煤炭的能量：太阳能释放的CO：原来大气中的CO22第一部分煤的形成量的变化木材CO10m2腐殖质泥炭1m元素组成（％）褐煤0.5mCHO木材49744次烟煤泥炭60832褐煤70525厌氧环境烟煤0.17m次烟煤75520烟煤85510无烟煤无烟煤9433地质年代若把成煤的时间跨度比做1个月代纪距今年代植物煤种我国煤田动

2、物(百万年人类大约出现在最后)种类1小时举例远古代人类用煤大约出现在最后20031秒1453寒武纪553藻类石煤南方几省无奥陶纪448植物（浙江、湖南）脊椎古生代志留纪381无烟煤云南禄劝、广东台泥盆纪354孢子山鱼类石炭纪309植物无烟煤山西太行山、开两栖二迭纪2230.3-5亿年烟煤滦、淮南、本溪三迭纪185裸子烟煤内蒙、新疆中生代朱罗纪157植物爬行白垩纪125烟煤、褐煤大同、阜新、萍乡第三纪25被子褐煤、烟煤云南、广西、辽宁哺乳第四纪3植物褐煤、泥炭古人现代泥炭越来越老第一部分煤炭利用历史新石器时代（6000多年前）装饰品（197

3、3年在沈阳新乐遗址发现了精煤制品：圆泡形饰、耳形饰、圆珠等97块。西周时期（2800年前）陕西西周墓、宝鸡市出土了200件煤雕制品西汉至魏晋南北朝一定规模的煤井，煤用作生产燃料和冶铁。公元前238年亚里士多德的学生描述了煤的性质、资源和使用，铁匠开始用煤。1300年烧煤产生的煤烟使英国的主教、贵族和绅士们非常烦恼，因而发出了禁止用煤的通告。因而他们不愿住在城市里。1730年煤炭大规模代替木炭。－促进炼铁、蒸汽机车发展，导致工业革命，形成英国的工业霸权－煤炭的使用保护了森林。生产1吨铁需要8颗大树（400m3），当时英国年产3.5万吨金属，

4、每年需烧掉5000英亩的树木。第一部分我国的能源状况•我国是能源缺乏的国家（从人口的角度看）煤炭、石油、天然气、水能、太阳能、风能等501031001001002006年底世界人均值石油煤炭的基础数据剩余经济可采20亿吨2009消耗4亿吨资源量？天然气探明20000亿吨剩余经济可采2.4万亿M3探明可采(1996)1145亿吨(折合35亿吨油）2000亿吨2020缺口0.1万亿M32009年消耗30亿吨国土资源部网站消息（中新网2007年3月29日电）第一部分我国以煤为主的能源结构长期不会改变过去20年来我国一次能源分布（％）2020年一

5、次能源分布100水电煤炭809％天然气10％60煤炭石油54％27％40石油20天然气水电02050年？198019851990199520002005第一部分煤炭的利用方式•燃烧：发电、供热•炼焦：炼铁、炼钢•气化：家用煤气、化肥、化学品•液化：汽油、柴油•材料：炭素、沥青•我国经济发展要求-煤炭洁净、高效利用-煤炭“石油”、“天然气”第一部分我国煤炭利用份额20亿吨标准煤15年燃烧发电用10煤量5建材钢铁化工020002005201020152020年度第一部分我国煤炭利用链及存在问题资源世界人均值的50％开采效率安全资源保护加工洗选

6、∼20-30%运输运力效率利用燃烧效率低、污染重煤转化化学品、油品先进的转化技术化工先进的污染物控制技术环境废气、废水、废渣第一部分煤炭的组成元素：碳、氢、氧、氮、硫组分：挥发分、固定碳、灰分、水分矿物质形态：-粘土（高岭土、伊利石等）-硫化物（黄铁矿、白铁矿等）-氧化物（石英、氧化铁等）-碳酸盐（方解石、菱铁矿等）有害元素：汞、砷、铅、镉、铬碳？第一部分煤的热解特性焦油+煤气褐煤CBACBA中低半超次烟煤高挥发分烟煤挥发分烟煤无烟煤•中低阶煤可以通过热解获得油品•高阶煤适宜于气化后转化第一部分平均结构单元模型-高挥发性烟煤和石油结构类似

7、-都主要有碳和氢构成-煤‘脏’一点煤碳多氢少-把煤中多余的碳去掉炼焦、热解-用煤造氢，加到碳上气化+合成-CO脱除2过程中脱碳-过程中净化合成气净化，产物精制休息？第二部分现有煤炭化学转化技术－热解、焦化焦化过程液体3-10%(焦油、粗苯)1000oC煤加热气体15-19%(H、CH)24隔绝空气焦炭75-78%焦炭：铸造、冶炼、煤气、合成氨、电石液体：焦油、氨、萘、苯、甲苯、二甲苯等气体：民用和工业燃料、合成化学品未来全球焦炭需求变化不大，焦油加工是煤化工的重点焦炉气？第二部分焦化技术立火道炭化室贫气蓄热室空气蓄热室我国主流焦炉6米，5

8、5孔，炭化发展趋势-大型化室38.5m3，装煤28t，结焦时•国外先进焦炉炭化室高8米间17h，火道温度1300oC•近年来引进了一些7、8米炉•国内7米炉研发进展良好第二部分焦化技术第二部分