以CO2为原料制备高浓度CO技术及其装置的开发.pdf

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1、煤炭加工与综合利用36COALPROCESSING＆COMPREHENSIVEUTILIZATIONNo．4，2015以CO2为原料制备高浓度CO技术及其装置的开发王宁波，周安宁(1．陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心，陕西西安710051；2．西安科技大学，陕西西安710054)摘要：以CO：部分替代或完全替代水蒸气作为气化剂，采用气流床粉煤加压气化技术将煤炭转化为合成气，在减少水蒸气用量的同时，能够增加煤气中CO含量，实现碳资源的循环利用；通过工艺流程设计及设备结构设计，开

2、发出10kg／h气流床气化实验装置，针对装置的设计和建设进一步评价技术可行性及优化的可能性，为实现CO的减排及高碳资源的低碳化利用提供一种新的技术服务。关键词：煤气化；二氧化碳；气流床；合成气；实验室试验中图分类号：TQ536文献标识码：A文章编号：1005．8397(2015)04—0036—06人类经济活动排放的温室气体是造成全球气合气用于焦炭气化，液态排渣，但未见生产装置候变暖的重要因素，其中CO，排放对温室效应的落成；日本钢管株式会社的高纯度CO制备技术，贡献达60％以上【1】。2013年1

3、1月，全球碳计划也是用纯氧和CO，混合气与焦炭反应进行气化，(GlobalCarbonProject，GCP)发布的《2013年液态排渣。国内也有采用纯O，和纯CO，作气化剂，全球碳预算(GlobalCarbonBudget2013)指出，与焦炭反应生产高纯CO的研究成果，涉及的产来自煤炭燃烧的CO，排放已经达到43％，其余为品包括DMF、醋酸、甲醇等羰基合成领域【8]，以石油(33％)、天然气(18％)、水泥(5．3％)和CO，部分替代水蒸气作为气化剂的应用，而以小燃气燃烧(0．6％)。我国是以煤

4、为主的能源消费试或中试为主。早期的技术普遍采用固定床、纯大国，煤炭占我国一次能源消费的70％左右【2]，O，和纯CO，，需要采用块煤或块焦为原料，原控制温室气体的排放、减缓气候变化己成为我国料来源单一、产能低下，经济性及环保性均较实施能源可持续发展战略的重要组成部分【3】。煤差[9-1o]。以CO，为原料，部分替代或完全替代水化工的发展必然带来CO，排放量的增加，要缓解蒸气作为气化剂，采用气流床粉煤加压气化技术碳排放压力，一方面要提高煤炭的利用效率，节将煤炭转化为合成气，在减少水蒸气用量的同能减排；

5、另一方面要实现CO，的循环再利用[4]。时，能够增加煤气中CO有效气体含量，实现煤国内外已有将CO，作为气化剂用于煤的气化炭的高效转化及碳资源的循环利用。该技术具有研究先例[5-7]o国外研究主要限于用纯CO，和纯理论可行性和实践操作性¨”，但仍缺乏规模化0，作气化剂将焦炭气化生产高纯CO气体，用于试验数据。生产碳一化工产品及其衍生物[6-7]o见诸报道的陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高Bayer公司CO气化生产工艺，纯氧和CO，的混效利用技术研究中心结合CO，为原料气化理论研收稿日期：201

6、5—01—08DOI：10．16200~．cnki．11-2627／td．2015．04．007作者简介：王宁波(1972一)，男，陕西西安人，1996年毕业于大连理工大学煤化工专业，西安科技大学化学工程专业在读工程硕士陕西延长石油(集团)有限责任公司碳氢高效利用技术研究中心副总工程师，高级工程师。引用格式：王宁波，周安亍．以CO为原料制备高浓度CO技术及其装置的开发[J】．煤炭加工与综合利用，2015(4)：36—41．2015年第4期王宁波，等：以CO：为原料制备高浓度CO技术及其装置的开发37

7、究，通过工艺流程及关键设备设计，开发并建设表2实验用煤TXC灰成分分析结果一套气化压力1．0MPa、投煤量10．00kg／h的气项目分析结果／％流床反应实验装置，通过控制装置运行工艺条件41．90进行初步实验，以期制备出高浓度CO产品，为43．03CO减排和再利用提供新思路。2．911设计条件5．560．471．1设计煤种2．83实验装置设计煤种采用典型的神木煤l_81(Txc)。将从矿区采集的煤样进行晾晒、破碎、L加：20．22醯卯制粉，煤样的破碎采用国产型号SDJC100×600．13小型颚式破

8、碎机，煤样的制粉采用国产型号0．54HLXMQ460×600滚筒式球磨机。所制合格煤粉中，粒度不大于0．090mm的煤粉约占总量的操作温度：1500．00℃；90％。将合格粉煤储存至避光、防潮密封袋内备操作压力：1．0MPa。用。实验用煤的工业分析和元素分析、灰成分分1_3原料及产品规格析结果如表1、表2所示。原料主要包括：粉煤、氧气、水蒸气及二氧表1实验用煤TXC的工业分析和元素分析结果化碳。各种原料按一定的配比进入气流床气化炉内进行氧化还原反应，最终生成粗煤气和灰