煤气化技术介绍--.ppt

煤气化技术介绍 化工冶金事业部 2013.11 28,煤炭的特性 煤气化原理 现代煤气化技术发展,介绍内容,一. 煤炭的组成和用途,煤炭：复杂的有机含碳矿物（从褐煤到无烟煤），以碳为主， 主要成份为c，h，o，n，s；高度芳香化；多少不等的 无机矿物， ash ： 150%， water: x60%， volatile：345%,用途,能源,燃烧发电,（1035mj/kg）,能源,制合成气 co+h2，h2 制燃料气ch4,co,h2 制还原剂（冶金焦，铁合金焦） 制吸附剂（活性炭，活性焦）,部分试验煤种分析数据,部分试验煤种分析数据,煤化工,煤气化定义,定义： 汽化剂通过炽热的炭层对固体燃料（煤）进行热加工获得煤气的过程。 气化剂： 氧气（空气、富氧空气和纯氧气） 水蒸气 氢气,煤气化的用途：,煤,气化,净化,（=80% ),co2,变换,h2s,nh3, 粉尘， k，na,hg,h2,fuel cell,（=80% ),电力,64%,igcc,（=60% ),电力,48%,合成气,h2,炼油厂,汽油 柴油,直接液化,油品,合成氨,nh3,合成气,合成,甲醇 合成油,甲醇,dme mto mtp mtg,煤气化：,cnhmoxnysz=c+co+co2+h2+nh3+hcn+h2s+cos+,coal,oxygen,steam,gasifier gas composition (vol %) h2 25 - 30 co 30 - 60 co2 5 - 15 h2o 2 - 30 ch4 0 - 5 h2s 0.2 - 1 cos 0 - 0.1 n2 0.5 - 4 ar 0.2 - 1 nh3 + hcn 0 -0.3 ash/slag/pm,煤气化时s和n的基本反应,s+ o2 so2 so2 + 3 h2 h2s + 2h2o so2 + 2co s +2 co2 2h2s + so2 3s + 2h2o c + 2s cs2 co + s cos n2 + 3 h2 nh3 n2 + h2o + 2co 2hcn +1.5 o2 n2 + xo2 2nox,s,n,煤燃烧：,coal,air,flue gas,煤气化过程的简单分析：,国内外煤气化工艺,已商业化和正商业化的工艺：, 气流床气化 ge-texaco,shell,gsp,e-gas,k-t, 流化床气化 htw，winkler， afb, 固定床气化 lurgi,lurgi,htw krw afb,texaco e-gas shell gsp, 移动床, 流化床, 气流床,典型的气化技术,lurgi 氧气鼓风气化炉的典型操作结果,壳牌气化炉的典型数据,afb典型的气化结果,试验煤种特性 煤种： 褐煤烟煤无烟煤石油焦 灰含量： 1%37.88% 灰熔点： 1160 c1500 c + 挥发份： 6.15%32.15% 所有试验煤种均能连续稳定操作，气化指标、消耗指标、处理能力等依煤质 优劣而不同,气化过程的分析和选择,不同气化炉工艺冷煤气效率和气化过程效率比较,*10%残炭回收并进一步折算为5%的功,煤气化综合考虑,煤气化为特定组成气体时必须经气化，变换，甚至合成等步骤 煤气化时常根据气化工艺选择合适煤种，为降低运输成本，则 应根据源煤性质选择气化工艺 固定床气化工艺是工艺最成熟的技术，可制得中热值煤气，特 别适合城市和工业燃料气利用，缺点是：1)块煤，2)焦油酚产 出难于净化，3)ch4等轻烃含量高不适合于做化工合成气， 4)蒸汽消耗高，5)气体分布要求使固定床气化炉放大困难 流化床气化炉可气化制取合成气和燃料气，使用碎煤，无焦油酚 等污染物，结构简单，投资低，氧耗低，成本低；加压流化床 htw可用于大型气化系统；灰熔聚流化床气化技术afb可用于多种 煤，特别是由于温度温和，因而对灰分，灰含量较不敏感，缺点 是：转化率较低 90-95%，灰渣带出量大，需完善再燃技术，工 程放大尚待完成，特别是压力的提高以减少压缩能耗,气流床气化是当前最先进成熟的大型商业化气化工艺，以texaco 技术商业业绩最多；shell氧耗较低，有效气成份较高；e-gas能 耗较低；gsp较经济。 对气流床水煤浆进料系统特别应强调降低灰熔点灰含量以减少故 障，增加浓度以提高效率 对气流床干粉系统则应注意低灰低灰熔点煤的使用，降低备煤能耗 shell气源的合理利