能源化学工程专业认知报告

目录1前言 22能源化学工程专业 23实习目的 34主要任务 35实习过程 35.实习的主要内容 45.1蒲城清洁能源化工有限责任公司 45.2蒲洁能化工艺流程图 5图1蒲洁能化工艺流程图 56煤的气化 56.1煤的气化技术简介 56.2煤的气化原理 56.3煤气化工艺分类 77实习心得体会 10

1前言生产实习是大学生学习很重要的实践环节，也是能源化学工程专业一个很重要的实践

环节。它不仅开阔了我们的视野，让我们学到了很多课堂上根本学不到的知识，还使我们增长了很多对能源化学工程专业的认识，真正了解和认识到煤化工的工艺过程，为

我们以后更好地把所学到的知识运用到实际工作中打下了坚实的基础。2能源化学工程专业专业概述：

能源化学工程（代码

081106S）属于工学大类，化工与制药类。本专业为2011年新增专业。能源化学工程属于一个全新的专业，之前只在化学工程与工艺这个专业里涵盖过一点，主要关注怎么利用能源、对大自然造成较少的伤害。主要研究方向：能源清洁转化、煤化工、环境催化、绿色合成、新能源利用与化学转化环境化工。

能源化学作为化学的一门重要分支学科，是掌握煤炭综合利用，了解非煤矿物能源，普及新能源和可再生能源知识、实现能源科学利用和可持续发展的重要科学技术基础。它利用化学与化工的理论与技术来解决能量转换、能量储存及能量传输问题，以更好地为人类经济和生活服务。化学变化都伴随着能量的变化，而能源的使用实质就是能量形式的转化过程。能源化学因其化学反应直接或者通过化学制备材料技术间接实现能量的转换与储存。

该专业开展化石资源优化利用的基础与应用基础研究，重点解决高效新型催化剂研制及其工业放大等重大问题；研发高效、低成本、上规模、环境友好的非石油基醇醚酯合成工艺路线；清洁能源的制备、存储及其转化。研制基于液相反应的新型超级电容器；研发锂离子电池、燃料电池和太阳能电池的新型材料。而我校能源化学工程专业主修煤化工方向。3实习目的1.

掌握能源化学学科的基本理论及基础知识，掌握先进的设计方法及工程技术，具有基本的专业素质；

2.

掌握清洁能源的制备、存储及其转化的基本技能；

3.

掌握能源的清洁利用技术、可再生能源的开发利用等方面的技能；

4.

掌握通过现代技术获得最新科技信息的手段，了解能源工程发展的最新动态，具有一定调查研究与决策能力、组织管理能力，具有较强的语言表达能力；

5.

具有熟练使用计算机系统解决实际问题的基本能力。4主要任务（1）了解企业的生产概况及生产的主要情况-企业生产组织及构成、生产品种及规模

等；

（2）熟悉某一种药品的生产工艺流程与生产设备及其制药原理，基本了解工艺操作

规范或条件，并与所学理论知识进行联系，比较。

（3）了解实习车间的布置、主要设备的结构、性能及工作原理，详细了解实习车间

的生产工艺流程图、工艺操作规范，重点了解各工序的操作法，关键控制点和控制方

法。

（4）了解实习车间的生产组织和技术管理情况.。

（5）了解实习车间防火、卫生管理措施；了解实习单位的“三废”防治和综合利用。5实习过程（1）实习动员：由相关领导或指导教师讲明实习的重要性和必要性，介绍实习单位概况，提出实习任务和计划，宣布实习的组织机构、分组名单、实习纪律，提出实习的注意事项等，以保证实习的顺利进行。

（2）实习组织：以班级为单位建立实习队，由指导老师任实习队长，全班分成六个小组，各设组长一人，组长应协助教师做好小组实习工作。5.实习的主要内容5.1蒲城清洁能源化工有限责任公司公司简介蒲城清洁能源化工有限责任公司拟采用陕煤集团公司拥有自主知识产权的DMTO-Ⅱ技术和世界先进的8.7Mpa德士古洁净煤气化技术，以陕煤集团公司神南矿区烟煤为原料，组合运用国内外先进成熟的专利技术、生产工艺和装备，实现一次能源产品向资源的深加工和就地转化跃升，高效清洁生产国内紧缺的烯烃产品。项目一期总投资179亿元，拟建年产180万吨甲醇、68万吨烯烃，二、三期项目规划建成500万吨甲醇、200万吨烯烃。该项目已列入陕西省09年重大建设项目。项目采用的DMTO-Ⅱ技术，在第一代DMTO技术上增加了C4+裂解技术，大幅度提高了乙烯和丙烯的产率；等压甲醇合成技术，属国际首创，能显著降低装置能耗；长距离煤浆输送技术，属国内首创的清洁煤炭输送方式。作为陕西省属大型企业和中央企业的重大合作项目，该项目体现了陕西省委省政府积极推进“三个转化”（煤向电转化、煤电向载能工业品转化、煤气油盐向化工产品转化）的战略思想，对调整产业结构，推动深层次发展，壮大陕西能源化工支柱产业，具有深远的现实意义和积极的示范意义。公司部门划分公司现下设综合部、工程技术部、生产经营准备部三大职能部门。项目初步设计和外围工程准备现已有序推进，预计2013年建成投产。建成投产后年均销售收入约为63亿元，年均利润总额19亿元，年均净利润14.7亿元，各项税收合计约为12亿元，对地方和国家的税收贡献巨大。PCEC秉承陕西煤业化工集团公司“以煤炭开发为基础，以煤化工为主导，多元发展的格局，努力打造中国一流安全节能环保能源化工企业”的发展理念，充满自信，积极奉献，以饱满的热情投入到煤化工行业。精诚合作、奋力拼搏，积极推进项目建设的各项工作，力促项目按期建成投产，为促进西部大开发战略的实施，推动区域经济的快速发展，保障国家能源安全做出应有的贡献。5.2蒲洁能化工艺流程图图1蒲洁能化工艺流程图6煤的气化6.1煤的气化技术简介煤炭气化技术是一种将煤转换成可燃气体的化工科技。是国家新型能源战略公关技术，是国家提倡的洁净煤技术。目前我国运用的煤炭气化技术主要是运用煤气发生炉进行煤气转换。目前中小型企业运用的煤炭气化技术主要是碳煤气化技术，也就是通常说的煤气发生炉，煤气发生站，主要通过煤气发生炉供应可燃烧的煤气进行产品的加热加工等。比较大型的有粉煤气化技术，也称为粉煤气化煤气发生炉，新型粉煤气化炉由粉煤烘干系统、制粉系统、燃烧室、气化室、净化室、冷却系统等组成。采用高温裂解技术制取煤气。6.2煤的气化原理煤干馏过程，主要经历如下变化:当煤料的温度高于100℃时，煤中的水分蒸发出;温度升高到200℃以上时，煤中结合水释出;高达350℃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、褐煤等不发生此现象);至400~500℃大部分煤气和焦油析出，称一次热分解产物;在450~550℃，热分解继续进行，残留物逐渐变稠并固化形成半焦;高于550℃，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℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时，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)。煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。煤干馏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)。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高;高温干馏固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。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。煤干馏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。高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳烃、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳烃的重要来源;低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，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，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。气化过程发生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-固反应和均相的气相反应。不同的气化工艺对原料的性质要求有所不同，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。主要反应有:1、水蒸气转化反应C+H2O=CO+H2-131KJ/mol2、水煤气变换反应CO+H2O=CO2+H2+42KJ/mol3、部分氧化反应C+0.5O2=CO+111KJ/mol4、完全氧化(燃烧)反应C+O2=CO2+394KJ/mol5、甲烷化反应CO+2H2=CH4+74KJ/mol6、Boudouard反应C+CO2=2CO-172KJ/mol6.3煤气化工艺分类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:2.3.1折叠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，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化;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。2.3.2折叠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中，煤粒在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。2.3.3折叠气流床气化它是一种并流气化，用气化剂将粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，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的中试装置在德壳牌气化反应装置。壳牌气化反应装置：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，日处理煤量为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年多示范运于1998年正式交付用户使用。目前，我国已经引进23套壳牌气化炉装置。2.3.4折叠熔浴床气化它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内，把一部分动能传给熔渣，使池内熔融物做螺旋状的旋转运动并气化。目前此气化工艺已不再发展。以上均为地面气化，还有地下气化工艺。PECE采用的是GE（德士古）水煤浆加压气化技术。 2.4德士古水煤气化技术2.4.1技术简介Texaco-德士古煤气化技术的气化炉主要结构是水煤浆单喷嘴下喷式，大部分是采用水激冷工艺流程，但在IGCC发电项目的，也采用废锅流程。单炉容量目前最大可达日投煤量2000吨，操作压力大多采4MPa、6.5MPa，少数项目也已达到8.4MPa。中国引进德士古煤气化技术最早的是山东鲁南化肥厂，于1993年投产，目前已有十来家使用德士古煤气化技术。有着30年应用经验的德士古煤气化技术在中国应用也十几年了，是较成熟的煤气化技术。从技术的掌握和操作的熟练，设备的国产化和配套的耐火材料的制造都有较大优势。德士古煤气化技术的主要优点是水煤浆带来的，即较容易把压力升上去。如南化的气化炉压力达到了8.4MPa，这样就可能实现不需压缩直接合成甲醇，节省了压缩能耗。德士古煤气化技术的缺点也跟水煤浆有关，水煤浆中含有40%的水，使它的热值降低。对煤质的限制变得较严格，如成浆性差的煤、灰分较高、灰熔点高的煤经济性较差；气化效率相对较低，碳转化率约为95%。比氧耗是各种气流床气化工艺中最高的，约为400标立方米/千立方米（CO+H2）；必须采用热炉壁，每炉耐火砖要50万美元，进口的要100万美元，寿命不到2年。价值15万美元的喷嘴只能运行2个月左右就要拆下修理。2.4.2德士古水煤气化工艺流程1、制浆系统v制浆系统用于水煤浆的制备。原料煤经煤称重给料机计量后送人磨机，同时在磨机中加入水、添加剂、石灰石、氨水，经磨机研磨成具有适当粒度分布的水煤浆，合格的水煤浆由低压煤浆泵送人煤浆槽中。2、合成气系统水煤浆经高压煤浆泵加压后与高压氧气经德士古烧嘴混合后呈雾状喷入气化炉燃烧室，在燃烧室中进行复杂的气化反应，生成的煤气(称为合成气)和熔渣经激冷环及下降管进人气化炉激冷室冷却，冷却后的合成气经喷嘴洗涤器进人碳洗塔，熔碴落人激冷室底部冷却、固化，定期排出。在碳洗塔中，合成气进一步冷却、除尘，并控制水气比(即水汽与干气的摩尔比)，然后合成气出碳洗塔进入后工序。3、烧嘴冷却系统德士古工艺烧嘴是气化装置的关键设备，一般为三流道外混式设计，在烧嘴中煤浆被高速氧气流充分雾化，以利于气化反应。由于德士古烧嘴插人气化炉燃烧室中，承受1400℃左右的高温，为了防止烧嘴损坏，在烧嘴外侧设置了冷却艋管，在烧嘴头部设置了水夹套，并由一套单独的系统向烧嘴供应冷却水，该系统设置了复杂的安全联锁。4、锁斗系统落入激冷室底部的固态熔渣，经破渣机破碎后进人锁斗系统（锁渣系统），锁斗系统设置了一套复杂的自动循环控制系统，用于定期收集炉渣。在排渣时锁斗和气化炉隔离锁斗循环分为减压、清洗、排渣、充压四部分，每个循环约30分钟，保证在不中断气化炉运行的情况下定期排渣。锁渣系统主要有渣罐、锁渣阀、排渣阀、渣罐和冲洗水罐组成，锁渣阀一般有两个，排渣阀一个，在集渣时需给渣罐充压，渣罐压力与气化炉接近时打开锁渣阀，集渣结束后关闭锁渣阀门，对渣罐卸压，排到常压后打开排渣阀门，排渣结束并冲洗完渣罐后，关闭排渣阀，对渣罐充压，重复循环。5、闪蒸及水处理系统闪蒸及水处理系统主要用于水的回收处理。气化炉和碳洗塔排出的含固量较高黑水，送往水处理系统处理后循环使用。首先黑水送人高压、真空闪蒸系统，进行减压闪蒸，以降低黑水温度，释放溶性气体及浓缩黑水，经闪蒸后的黑水含固量进一步提高．迭往沉降槽澄清，褴清后的水循环使用。

图2煤气化技术工艺流程图7实习心得体会通过这次实训，我收获了很多，一方面学习到了许多以前没学过的专业知识与知识的应用，另一方面还提高了自己动手做项目的能力。本次实训，是对我能力的进一步锻炼，也是一种考验。从中获得的诸多收获，也是很可贵的，是非常有意义的。在实训中我学到了许多新的知识。是一个让我把书本上的理论知识运用于实践中的好机会，原来，学的时候感叹学的内容太难懂，现在想来，有些其实并不难，关键在于理解。在这次实训中还锻炼了我其他方面的能力，提高了我的综合素质。首先，它锻炼了我做项目的能力，提高了独立思考问题、自己动手操作的能力，在工作的过程中，复习了以前学习过的知识，并掌握了一些应用知识的技巧等。其次，实训中的项目作业也使我更加有团队精神。从那里，我学会了下面几点找工作的心态：一、继续学习，不断提升理论涵养。在信息时代，学习是不断地汲取新信息，获得事业进步的动力。作为一名青年学子更应该把学习作为保持工作积极性的重要途径。走上工作岗位后，我会积极响应单位号召，结合工作实际，不断学习理论、业务知识和社会知识，用先进的理论武装头脑，用精良的业务知识提升能力，以广博的社会知识拓展视野。二、努力实践，自觉进行角色转化。只有将理论付诸于实践才能实现理论自身的价值，也只有将理论付诸于实践才能使理论得以检验。同样，一个人的价值也是通过实践活动来实现的，也只有通过实践才能锻炼人的品质，彰显人的意志。必须在实际的工作和生活中潜心体会，并自觉的进行这种角色的转换。三、提高工作积极性和主动性实习，是开端也是结束。展现在自己面前的是一片任自己驰骋的沃土，也分明感受到了沉甸甸的责任。在今后的工作和生活中，我将继续学习，深入实践，不断提升自我，努力创造业绩，继续创造更多的