煤气化技术介绍

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1、煤气化技术介绍一、起源煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器如气化炉内,在一定煤气化技术工艺流程的温度和压力下，通过氧化剂（空气或氧气和蒸气）以一定的流动方式（移动床、硫化床或携带床）转化成气体，得到粗制水煤汽，通过后续脱硫脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳气。1857年，徳国的Siemens兄弟最早开发岀用块煤生产煤气的炉子称为徳士占气化炉。这项工艺引进中国后在二十世纪九十年代由山东省鲁南化肥厂经过广大工程技术人员的努力，发明了自主知识产权的对置式四喷嘴气化炉，耳前已经在国内得到广泛推广应用，特别是

2、兖矿集团煤化工项口在多处使用次技术，取得了显著的经济效益。还有经过其他许多开发商的开发，到1883年应用于生产氨气。煤气化技术是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。二、原理煤干憎过程，主要经历如下变化：当煤料的温度高于100°C时，煤屮的水分蒸发心温度升高到200°C以上时，煤中结合水释曲高达350°C以上时，粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现彖人至400〜500°C大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物；在450〜550°C,热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦

3、；高于550°C,半焦继续分解，析出余下的挥发物（主要成分是氢气），半焦失重同时进行收缩，形成裂纹；温度高于800°C,半焦体积缩小变硕形成多孔焦炭。当干憾在室式干憾炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。煤干镉的产物是煤炭、煤焦油和煤气。煤干懈产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。随着干憎终温的不同，煤干锚产詁也不同。低温干谓固体产物为结构疏松的黑色半焦,煤气产率低，焦油产率高；高温干憾固

4、体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。屮温干纟留产物的收率，则介于低温干纟留和高温干纟留Z间。煤干懈过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷，可作为燃料或化工原料。高温干1:留主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳姪、朵环化合物的混合物，是工业上获得芳姪的重要來源；低温干惚煤焦油比高温焦油含冇较多烷坯，是人造石油重要来源之一。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，将固体煤转化为含冇co、H2、CH4等可燃气体和CO2

5、、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须貝•备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。气化过程发牛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，即非均相气一固反应和均相的气相反应。不同的气化工艺对原料的性质耍求有所不同，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。三、不同“技术工艺方式”分类

6、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：•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，其至可视为固定不动，因此称Z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。•流化床气化以恩德炉、灰熔聚为代表的气化技术。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屮，煤粒在

7、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。流化床气化技术是朝鲜恩德“七.七”联合企业在温克勒粉煤流化床气化炉的基础上，经长期的生产实践，逐步改进和完善的一种煤气化工艺。灰融聚流化床粉煤气化技术根据射流原理，在流化床底部设计了灰团聚分离装置，形成床内局部高温区，使灰熔聚气化反应装置灰渣团聚成球，借助重量的差异达到灰团与半焦的分离，在非结渣情况下，连续有选择地排出低碳量的灰渣。•气流床气化它是一种并流气化，用气化剂将粒度为lOOum以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤

8、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。其代表工艺壳牌干煤粉气化工艺于1972年开始进行基础研究，1978年投煤量150t/d的屮试装置在德国汉堡建成并投人运行。1987年投煤量250〜400t/d的工业示范装置在美国休斯敦投产。在取得大量实验数据的基础上，H处理煤量为2000t的单系列大型煤气化装置于1993年在荷兰Demkolec电厂建成，煤气化装置所产煤气用于联合循环发电，经过3