煤气化综述.ppt.ppt

煤气化技术概述主要是内容1、煤气化概念2、壳牌气化3、德克萨斯气化4、多喷嘴气化技术5、GSP气化技术、煤炭生成、煤炭是地球上迄今可获得的最丰富的化石燃料，预计煤炭使用寿命将达数百年，它可以取代持续下降的石油资源因此，煤化工的发展将取代石油化工。 我国能源结构特征：少油富煤贫气、煤的生成、煤是由古植物经过复杂的生物化学、物理化学和地球化学作用而变化的固体有机可燃矿物. 煤的生成过程：植物泥炭(腐泥)褐煤烟煤无烟煤，此过程又称石炭化序列。 泥炭向无烟煤的进化过程总称为石炭化作用，作用程度称为石炭化程度。 气化概念、煤气化是指煤与气化剂的作用，进行各种化学反应，使煤变成燃料气体和合成气体的过程。 气化过程是热化学过程。 以煤和煤焦为原料，以氧(空气、富氧和纯氧)、水蒸气和氢气等为气化剂(气化介质)，在高温条件下通过化学反应使煤和煤焦中的可燃部分气化。 气化的基本概念是从气化的定义中得出1、气化剂：氧、空气、富氧、蒸汽。 2、产品气体的组成：气化时得到的可燃性气体称为气化气体，其主要成分为CO、H2、CO2、CH4等，其中CO、H2在化工原料气体中也称为有效气体。 气化气可作为城市煤气、工业煤气和化工原料气3、产品煤气用途：作为化工原料气使用时，是碳一化学的重要原料源。 下游可生产的产品有合成氨、甲醇等。 气化反应的原理、气化反应主要指煤与气化剂发生反应后气体产物、气体产物与原料、气化剂、反应产物与反应产物之间的化学反应，反应机理非常复杂。 一般来说，气化的主要反应是co 2CoQ c2o 2co2qco 2co2QC2o2h2oco h2- QC2h2oco2h2- q，气化过程、干燥：湿煤进入气化炉后，煤与热风之间进行热交换，煤中的水分蒸发热解：受热后自发生的一系列物理和化学变化的复杂过程。 气化：气化炉中的气化反应是非常复杂的系统，主要有碳和氧的反应、碳和水蒸气的反应。 燃烧：反应产物与氧的反应。 上述过程同时存在，同时进行。 气化反应机理、气化反应经过7步骤1，反应气体必须从气相向固体碳表面扩散2 .反应气体通过粒子的细孔进入小孔的内表面3 .反应气体分子吸附在固体表面，形成络合物； 4、络合物间、络合物与气体分子间反应5 .吸附状态的产物从固体表面解吸6 .产物分子从固体内部的细孔扩散7 .产物分子从粒子表面向气相扩散。 煤的性质对气化反应的影响、反应活性是指在一定条件下煤与不同气体介质(CO2、O2、水蒸气、H2)相互作用的反应能力。 反应活性强的煤在气化和燃烧过程中反应速度快，效率高。 反应活性的强弱直接影响气体发生率、耗氧量、灰质碳含量和热效率。 反应活性高的煤有利于各种气化工艺。 年轻的煤(褐煤)和焦炭的反应活性很高。 老煤(无烟煤)反应活性低。 煤的性质对气化反应的影响是，粘性是指煤加热到一定温度后，热分解产生胶体，最后粘在块状焦上的能力。 煤的粘结性不利于气化过程的进行，特别是移动床气化对气流床气化影响不大。 煤的性质对气化反应的影响是，矿渣性是指煤中矿物质在高温和活性气体的作用下变成坚固的粘结物和熔融物的能力。 对于移动床的气化，大块炉渣破坏了床内的通气性，严重影响生成气的质量时不得排放炉箅子。煤的性质对气化反应的影响是指，热稳定性、热稳定性是指煤在高温下燃烧或气化过程中温度急剧变化的稳定性，也就是块煤在温度急剧变化时保持原有力的性能。 在移动床气化中，热稳定性差的煤会增加炉内阻力，降低煤的气化效率，增加带出物。 一般烟煤热稳定性好，褐煤、无烟煤、贫煤热稳定性差。 煤的性质对气化反应的影响是机械强度煤的机械强度是煤块的耐碎强度、耐磨强度和抗压强度等综合物理和机械性能。 机械强度高的煤在移动床气化炉的输送过程中容易保持粒度，有利于气化过程均匀进行，减少带出物，机械强度低的煤应采用流化床、气流床气化。 无烟煤的机械强度很大。 煤的性质对气化反应的影响，粒度分布对移动床气化10100mm的比较均匀的块煤流化床气化08mm的细粒煤气流化床气化0.1mm的煤粉、气化的应用领域，气化、气化在煤化工业领域的应用，气化在煤化工业领域的应用是重点碳一化学及其下游产业煤气化在煤化工领域的应用、煤气化在煤化工领域的应用、煤气化技术的分类、煤气化的分类方法有多种根据制备取得气体热值分类的低热值气体、中热值气体、高热值气体按供热方式， 热式气化法间接供热气化法从热载体供给煤的水蒸气化和氢气化气化的结合法按气化剂分类的空气蒸气化法氧气化法氢气化法按固体燃料的运动状态分类的移动床(固定床)气化法流动床气化法气流床气化法、几个煤气化炉、移动床气化工序的介绍， 移动床气化法也称为块气化，包括常压固定床和加压固定床气化在内的主要炉型为UGI炉、鲁奇(lurgi )炉和液态排渣鲁奇(lurgi )炉。 移动床气化工艺，常压UGI炉以煤块和焦炭为原料，以空气和水蒸气为气化剂采集合成原料气和燃料气。 国内现在运转着3000台以上。 优点：设备制造方便，操作简单，投资少。 缺点：原料单一，单炉能力小，空气量12000m3/h； 操作和设备管理困难的现场环境恶劣的污水中含有焦油酚和氢化物，污染了环境。移动床气化固定层造气、移动床气化技术介绍、鲁奇(lurgi )加压气化炉20世纪联邦德国鲁奇公司开发的第一代气化技术，目前世界上100多台，压力2.54.0MPa，反应温度800900，反应气体适合城市气体。 优点：适用于固定床气化、固体排渣、弱粘性碎煤的单炉能力大于UGI。 (1530038000m3/h )缺点：气化炉构造复杂，制造修理费用大的原料炭必须是块炭(550mm )。 气体中含有焦油酚和氢化物，气体净化和污水处理很复杂。 进料阀寿命短，最长5个月，依赖进口。移动床气化鲁奇气化炉、移动床气化工艺介绍、液态排渣鲁奇炉(BGL )鲁奇公司和英国气体公司共同开发，操作压力2.53.0MPa、气化温度14001600、液态排渣。 与固体炉渣相比，具有气化强度高、生产能力大的优点、水蒸气消耗量低、水蒸气分解率提高、气体中可燃成分增加、热量上升、煤种适应性提高、碳转化率的气化效率和热效率提高、环境污染少。BGL气化、BGL气化、BGL气化IGCC工艺、流化床气化、流化床气化是指气化剂和煤形成的流化床内进行气化反应，通常使用气化剂使煤流动，原料煤粒度10mm。流化床的炉型为：美国：U-GAS、KRW、HY-GAS、CO-GAS、CO2-Acceeptor、外延德国：温克勒(Winkler )、高温温温克勒(HTW )鲁奇循环流化床气化炉(CFBG )中国：灰熔融气化、双器流化床流化床气化技术、流化床气化技术特点：直接利用煤粉进行加工，配煤费用低。 床内物料均匀，操作方便。 气化强度大，容易大规模建设，单炉生产气量为40000m3/h。 炉内可添加固硫剂，脱硫效果好。 炉温高，污水处理简化，污染少。 炉温1000，无需特殊耐火材料。 适用于高灰劣质煤的气化。 温克勒(Winkle )气化，流化床炉的典型代表是德国温克勒，最初利用廉价的煤，后来大量用于氨合成工业。 U-GAS气化、U-GAS气化炉是美国气化技术研究院(IGT )从1974年开始研究的流化床气化技术，1994年在上海焦炭工厂建成了世界首台U-GAS气化工业装置。 由于U-GAS气化、高温温度计(HTW )、常压温度计(Winkler )气化炉存在各种各样的问题，针对迄今为止运转较少的这些问题，德国还开发了高温温度计(HTW )，将温度计(Winkler )法的压力和温度生产合成气体，还开发了以氢为气化剂，代替氧和蒸汽生产替代天然气的煤的氢化气化法(HKV )。 气流床气化，煤粉(煤粉或干式煤粉)用气化剂送入炉中，进行并列燃烧和气化反应(火焰反应)，反应温度高达13001600，反应时间短(110s )，进入炉中的煤粒度细( 90% )，CO2含量低。 CH4和酚类、焦油等几乎没有生成。 壳粉气化技术优势煤种适应范围广(可使用周边高灰熔点原料煤)工艺指标先进(耗煤、耗氧低、气化效率高，气化效率可达8083% )。 操作和维护费用低(无耐火砖，炉子和燃烧器寿命长)。 灰渣可直接利用，环保。 shell气化、shell气化、shell气化、shell气化、shell气化、shell气化、shell气化炉内壁销和绝热层、Texaco气化是第二代气流床水煤浆气化技术的代表，以水煤浆单燃烧器的顶进、耐火砖壁炉、急冷工艺为主德士古(Texaco )气化，德士古(Texaco )气化，1948年，德士古发展公司首先开发出水煤浆气化技术(Texacocoalgasificationprocess )，第一天在加利福尼亚州洛杉矶近郊的montevelbelio 这对气化的历史是一个重大的开端。 1958年考试中断了。 德士古(Texaco )气化，1975年代初，首次出现石油危机，气化的发展出现了转机，德士古公司恢复了Montebello的试验装置，1975年建设了压力2.5MPa的低压气化炉。 1978年和1981年分别重建了压力为8.5MPa的高压气化炉，主要用于煤种试烧评价和其他研究任务，其中包括中国鲁南化肥厂的七五煤和首钢无烟煤。 德士古(Texaco )气化，1973年德士古公司和联邦德国规则公司开始合作，1978年在联邦德国建立德士古水煤浆气化工业试验装置(RCH/RAG )。 这个装置是德士古公司推进试验成果工业化的重要一步。 1975年德国奥伯豪森(Oberhausen )规则化学公司开始建设压力为4.0MPa、投入煤量为150t/d的工业模型气化炉(废锅工艺)。 20世纪80年代在美国、日本、联邦德国分别建设了东曼化学工厂、美国冷水电站、宇部氨工厂、SAR工厂等气化装置。 2002年初，Texaco成为Chevron公司的一部分，2004年5月被GE公司收购。 德士古(Texaco )气化，Texaco气化炉由喷嘴、气化室、冷冻室(或废热锅炉)构成。其中，