煤气化的基本原理.doc

课题名称： 51 煤气化的基本原理课题时限：2学时授课类型：单一课的传授教学目的：了解各气化类型的特点；掌握气化过程原理和方程，气化的定义和气化产品的组成教学方法：讲授、提问、讨论、教学内容：1.煤气化定义 2.气化条件 3.气化产品4.发生炉构成 5.气化的基本原理教学重点：气化的基本原理过程、原理方程式教学难点：气化的原理方程式、气化类型的特点教学资源：媒体素材（图像）、课件、教学过程：教学计划、备课、上课（1、 激趣导入；2、新授；3、小结）、作业处置、参考资料：煤炭气化工艺 许祥静 化学工业出版社 2008北京 煤化学产品工艺学 肖瑞华 冶金工业出版社 2006北京思考题：你认为气化过程中哪些反应意义重大？为什么？ （要求：小组讨论，并每组总结一份文字论述材料。）作业题：参考书煤化工基础P159：1、小结：1.煤气化定义 2.气化条件 气化炉、气化剂、供给能量3.气化产品气化煤气：CO H2 CH44.发生炉构成（以固定床为例） 炉体、加料装置、排灰装置5.气化的基本原理 原理方程、气化类型教学内容详细资料如下： 51 煤气化的基本原理1.煤气化：O2、H2O、H2、根据产热方式和煤气用途选择性供入（ H2 很少用） 以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等做气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。2.气化条件： 气化炉、气化剂、供给能量3.气化产品： 气化煤气：CO H2 CH44.发生炉构成（以固定床为例） 炉体、加料装置、排灰装置5.气化的基本原理煤气化的过程 （固定床为例）：气化类型自热式煤的水蒸气气化原理：:气化剂：空气或02；H2O(气)：主要反应：C+O2CO2+Q 2C+O22CO+Q C+H2OCO+H2-Q：煤气主要可燃成分：CO、H2：特点： 无外界供热（煤与水蒸气反应进行吸热反应所耗热量是由煤与氧气进行的放热反应所提供的）； 所需工业氧价格较贵，煤气中CO2含量高。外热式煤的水蒸气气化原理:气化剂：H2O(气)：主要反应： C+H2OCO+H2-Q：煤气主要可燃成分：CO、H2：特点： 气化炉外部供热（煤仅与水蒸气反应）； 气化炉传热差，不经济。煤的加氢气化原理:气化剂：H2：主要反应： C+H2CH4+Q：煤气主要可燃成分：CH4：特点： 煤气主要由CH4组成（代用天然气）；产生残焦（含碳残渣）,煤与H2加压生成CH4的反应性比煤与水蒸汽的反应性小.煤的水蒸气气化和加氢气化相结合制造代用天然气原理:气化剂： 02；H2O(气)：主要反应：加氢阶段： C+H2CH4+Q水蒸气气化阶段： C+O2CO2+Q 2C+O22CO+Q C+H2OCO+H2-Q ：煤气主要可燃成分： CH4：特点： 首先进行加氢气化， 产生残焦再与水蒸气反应，产生加氢阶段用氢气。煤的水蒸气气化和甲烷化相结合制造代用天然气原理:气化剂：02；H2O(气)：主要反应：水蒸气气化阶段： C+O2CO2+Q 2C+O22CO+Q C+H2OCO+H2-Q 甲烷化反应：CO+3H2 CH4+H2O +Q ：煤气主要可燃成分：CH4：特点： 首先由煤的水蒸气气化反应产生以CO和H2为主的合成气， 然后合成气在催化剂的作用下“甲烷化”生成甲烷。基本化学反应基本化学反应：氧化反应： C+O2CO2+Q 2C+O22CO +Q水煤气主要成分为CO和H2 H2+ O2 H2O +Q CO+H2OCO2+H2+Q水煤气反应:C+H2OCO+H2 -Q副水煤气反应：C+2H2OCO2+2H2-Q气化反应：C+CO22CO -Q甲烷化反应：C+2H2CH4+Q CO+3H2 CH4+H2O +Q这些反应中:C+H2OCO+H2 -Q即水蒸气和碳反应的意义最大，此反应为强吸热反应。 供热的：C+O2CO2+Q和2C+O22CO +Q 与吸热的：C+H2OCO+H2 -Q和C+CO22CO -Q组合在一起，对自热式气化过程起重要的作用。元素反应 ：煤气化时发生的硫（S）和氮（N）的基本反应 S ：S+O2SO2 、SO2+3H2 H2S+2H2O 、SO2+2COS+2CO2 2H2S+SO2 3S+2H2O 、C+2SCS2