现代煤化工生产技术幻灯片一

1、现代煤化工生产技术幻灯片一 现代煤化工生产技术现代煤化工生产技术 气化车间培训教材（一）气化车间培训教材（一） 现代煤化工生产技术幻灯片一 目 录 绪论绪论 煤气化技术煤气化技术 煤气化基本原理煤气化基本原理 目前存在的煤气化技术目前存在的煤气化技术 煤气化技术发展的主要趋势煤气化技术发展的主要趋势 现代煤化工生产技术幻灯片一 第一章 绪 论 煤化工生产分为： 传统煤化工生产 现代煤化工生产 现代煤化工生产技术幻灯片一 第一节 传统煤化工与现代煤化工 生产工艺与产品比较 现代煤化工生产技术幻灯片一 第二节 我国现代化煤化工业的战略价值 资源条件已经决定以煤为基础的能源格局在长期难 以有实质性改

2、变，我国石油较低的储采比已经危及 能源安全，替代能源是必然选择，新兴煤化工是推 动煤炭清洁利用的重要途径，由于技术提升因素可 以充分利用劣质煤资源、增强经济性，促进可持续 发展 现代煤化工生产技术幻灯片一 第三节 发展现代煤化工的重要意义 资源禀赋状况决定我国能源战略以煤为基础 替代石油维护能源安全 清洁利用能源降低环境污染 节约资源充分利用低成本劣质煤 现代煤化工生产技术幻灯片一 第四节 现代煤化工的主要特点 01 以清洁能源为主要产品 02 03 煤炭-能源-化工一体化 高新技术及优化集成 04 建设大型企业和产业基地 05 有效利用煤炭资源 06 经济效益最大化 07 08 环境友好 人

3、力资源得到发挥 现代煤化工生产技术幻灯片一 特点一：以清洁能源为主要产品特点一：以清洁能源为主要产品 现代煤化工以生产洁净能源和可替代石油 化产品为主，如柴油、汽油、航空煤油、液 化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃 料(甲醇、二甲醚)、电力、热力等，以及煤 化工独具优势的特有化工产品，如芳香烃类 产品。 现代煤化工生产技术幻灯片一 特点二：煤炭特点二：煤炭-能源能源-化工一体化化工一体化 现代煤化工是未来中国能源技术发展的战 略方向，紧密依托于煤炭资源的开发，并与 其他能源、化工技术结合，形成煤炭-能源- -化工一体化的新兴产业。 现代煤化工生产技术幻灯片一 特点三：高新技术及优化集成特点

4、三：高新技术及优化集成 现代煤化工根据煤种、煤质特点及目标产品不同 ，采用不同煤转化高新技术，并在能源梯级利用、 产品结构方面对不同工艺优化集成，提高整体经济 效益，如煤焦化煤直接液化联产、煤焦化-化工 合成联产、煤气化合成-电力联产、煤层气开发与 化工利用、煤化工与矿物加工联产等。同时现代煤 化工可以通过信息技术的广泛利用，推动现代煤化 工技术在高起点上迅速发展和产业化建设。 现代煤化工生产技术幻灯片一 特点四：建设大型企业和产业基地特点四：建设大型企业和产业基地 现代煤化工发展将以建设大型企业为主， 包括采用大型反应器和建设大型现代化单元 工厂如百万吨级以上的煤直接液化、煤间接 液化工厂以

5、及大型联产系统等。 现代煤化工生产技术幻灯片一 特点五：有效利用煤炭资源特点五：有效利用煤炭资源 现代煤化工注重煤的洁净、高效利用，如高硫煤或 高活性低变质作化工原料煤。在一个工厂用不同的 技术加工不同的煤种，并使各种技术得到集成和互 补，使各种煤炭达到物尽其用，充分发挥煤种、煤 质特点，实现不同质量煤炭资源的合理、有效利用 。新型煤化工强化对副产品煤气、合成尾气、煤气 化及燃料灰渣等废物和余能的利用。 现代煤化工生产技术幻灯片一 特点六：经济效益最大化特点六：经济效益最大化 通过建设大型工厂，应用高新技术，发挥 资源与价格优势，资源优化配置，技术优化 集成，资源、能源的高效合理利用等措施，

6、减少工程建设的资金投入，降低生产成本， 提高综合经济效益。 现代煤化工生产技术幻灯片一 特点七：环境友好特点七：环境友好 通过资源的充分利用及污染的集中治理， 达到减少污染物排放，实现环境友好。 现代煤化工生产技术幻灯片一 特点八：人力资源得到发挥特点八：人力资源得到发挥 通过现代煤化工产业建设，带动煤炭开采 业及其他加工业、运输业、建筑业、装备制 造业、服务业等发展，扩大就业，充分发挥 我国人力资源丰富的优势。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第五节 现代煤化工主要核心技术 一、煤直接液化 煤直接液化是煤化工领域的高新技术，该技术将 煤制成油煤浆，在450左右和10-30Mpa压力下催 化加氢获

7、得液化油，并进一步加工成汽油、柴油及 其他化工产品。(国内神华集团已经试车成功，需要 进一步调试得到长周期运行) 现代煤化工生产技术幻灯片一 二、煤间接液化 煤间接液化是将煤气化，并制得合成气(CO和 H2)，然后经过F-T(费托)合成，得到发动机燃料油 和其他化工产品的过程。(山西潞安集团已经试车 成功) 现代煤化工生产技术幻灯片一 三、大型先进煤气化 多喷嘴水煤浆气化、干煤粉气流床气化技术以及 适合灰熔点高、中强黏结性煤种的气化技术亟待研 究开发。 现代煤化工生产技术幻灯片一 四、一步法合成二甲醚技术 二甲醚可以代替柴油用作发动机燃料，也可以作 为民用燃料替代液化石油气与以甲醇为原料两步法

8、 制取二甲醚相比，以合成气为原料通过一步法合成 二甲醚的技术具有效率高、工艺环节少、生产成本 降低的优点。 现代煤化工生产技术幻灯片一 五、煤化工联产系统 煤化工联产系统是现代煤化工发展的重要方向， 联产的基本原则是利用不同技术途径的优势和互补 性，降不同工艺优化集成，达到能与昂、资源的综 合利用，减少工程建设投资，降低生产成本，减少 污染物或废弃物排放。 现代煤化工生产技术幻灯片一 六、以煤气化为核心的多联产系统 以煤气化为核心的多联产系统是现代煤化工发展 的主要内容，并有多种形式，其要点是:以煤为气 化原料，生产的煤气作为合成液体燃料、化工品及 发电的原料或燃料，通过多种产品生产过程的优化

9、 集成，达到减少建设投资和运行费用，实现环保的 目的。 现代煤化工生产技术幻灯片一 七、其他先进煤化工技术 现代煤化工发展还涉及其他工艺技术的研 发和应用，如高效气体净化和分离技术，大 型高效合成技术，适用不同热值的燃气汽轮 机发电技术等。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第二章 煤气化技术 煤气化的定义煤气化的定义 煤气化是煤炭的一个热化学加工过程，以煤气化是煤炭的一个热化学加工过程，以 煤或煤焦为原料，以氧气（空气或富氧）、煤或煤焦为原料，以氧气（空气或富氧）、 水蒸汽或氢气等作为汽化剂，在高温条件下水蒸汽或氢气等作为汽化剂，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通过化学反应将煤

10、或煤焦中的可燃部分转化 为可燃性气体的过程。气化时所得的可燃气为可燃性气体的过程。气化时所得的可燃气 体称为煤气，所用的设备称为煤气发生炉。体称为煤气，所用的设备称为煤气发生炉。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第一节 煤气化主要用途 煤气化是重要的洁净煤应用技术之一，也是发展现 代化重要的单元技术。随着石油资源的紧缺，煤气化 在化工行业的地位越来越重要。 广泛地应用于生产工业和民用燃料气。 化工合成原料气、合成燃料油原料气、制造氢燃料 电池、煤气联合循环发电、合成燃料气和火箭燃料等。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第二节 煤气的种类（一） 煤气成分取决于燃料、汽化剂的种类以及气化过程的条件。根煤气

11、成分取决于燃料、汽化剂的种类以及气化过程的条件。根 据汽化剂和煤气成分的不同进行分类，有以下几种：据汽化剂和煤气成分的不同进行分类，有以下几种： 煤气种类煤气种类汽化剂汽化剂煤气成分煤气成分特点特点用途用途 空气煤气空气煤气空气空气CO、CO2、N2热值低热值低燃烧发电燃烧发电 水煤气水煤气水蒸汽、氧气水蒸汽、氧气H2、CO热值高热值高合成原料合成原料 混合煤气混合煤气蒸汽、空气蒸汽、空气CO、CO2、N2 、 、 H2 热值稍高于热值稍高于 空气煤气空气煤气 作燃料气、高热作燃料气、高热 值煤气稀释剂值煤气稀释剂 半水煤气半水煤气蒸汽、空气或空蒸汽、空气或空 气煤气和水煤气气煤气和水煤气 混

12、合混合 CO、CO2、N2、 、 H2 V（CO+H2） /V(N2)=3.1 3.2 合成氨的原料气合成氨的原料气 焦炉煤气焦炉煤气煤干馏煤干馏CO、CH4、 H2、 、少 少 量乙烯、量乙烯、N2、 、CO2 也可直接作也可直接作 燃料燃料 合成氨的原料合成氨的原料 现代煤化工生产技术幻灯片一 煤气的种类（二） 根据煤气热值的高低可将煤气分为三类根据煤气热值的高低可将煤气分为三类 煤气种类煤气种类热值热值kJ/m3所属种类所属种类用途用途 低热值煤气低热值煤气 3800760 0 空气煤气、空气煤气、 混合煤气混合煤气 高热值煤气高热值煤气 稀释剂稀释剂 中热值煤气中热值煤气 100002

13、0 000 水煤气、焦水煤气、焦 炉煤气炉煤气 民用、工业民用、工业 用、发电用、发电 高热值煤气高热值煤气 21000中热值煤气中热值煤气 甲烷化所得甲烷化所得 合成天然气合成天然气 现代煤化工生产技术幻灯片一 第三节 煤气化技术分类（一） 按气化压力分为：常压气化和加压气化按气化压力分为：常压气化和加压气化 按操作方式分为：间歇气化和连续气化按操作方式分为：间歇气化和连续气化 按排渣方式分为：固态排渣和液态排渣按排渣方式分为：固态排渣和液态排渣 按进煤状态分为：块煤、粉煤、水煤浆按进煤状态分为：块煤、粉煤、水煤浆 现代煤化工生产技术幻灯片一 煤气化技术分类（二） 按煤与汽化剂在气化炉内运动

14、状态分类按煤与汽化剂在气化炉内运动状态分类 固定床气化固定床气化 流化床气化流化床气化 气流床气化气流床气化 熔融床气化熔融床气化 现代煤化工生产技术幻灯片一 固定床气化特点 块煤或煤焦块煤或煤焦原料原料 炉内各反应层高度基本维持不变炉内各反应层高度基本维持不变床层特点床层特点 煤由气化炉顶部加入，汽化剂由炉底送入煤由气化炉顶部加入，汽化剂由炉底送入入炉方式入炉方式 流动气体的上升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化流动气体的上升力不致使固体颗粒的相对位置发生变化 即固体颗粒处于相对固定状态即固体颗粒处于相对固定状态 运动状态运动状态 气化过程中，煤粒在炉内缓慢下移，因而也称移动床 气化， 现代

15、煤化工生产技术幻灯片一 流化床气化特点 小颗粒煤小颗粒煤原料原料 床层温度和组成均一床层温度和组成均一床层特点床层特点 煤由气化炉顶部加入，汽化剂由炉底送入煤由气化炉顶部加入，汽化剂由炉底送入入炉方式入炉方式 连续、无序的沸腾和悬浮状态运动连续、无序的沸腾和悬浮状态运动运动状态运动状态 现代煤化工生产技术幻灯片一 气流床气化特点 煤粉煤粉原料原料 床层温度和组成均一床层温度和组成均一床层特点床层特点 汽化剂（蒸汽、氧气）将煤粉夹带由炉底送汽化剂（蒸汽、氧气）将煤粉夹带由炉底送 入，属并流式气化入，属并流式气化 入炉方式入炉方式 汽化剂、热解挥发物、燃烧产物裹挟着煤焦汽化剂、热解挥发物、燃烧产物

16、裹挟着煤焦 粒子高速运动粒子高速运动 运动状态运动状态 现代煤化工生产技术幻灯片一 熔融床气化特点 粉煤粉煤原料原料 床层温度和组成均一床层温度和组成均一床层特点床层特点 汽化剂与煤粉以切线方向高速喷入熔池汽化剂与煤粉以切线方向高速喷入熔池 （16001700）内。）内。 入炉方式入炉方式 熔融物高速旋转熔融物高速旋转运动状态运动状态 现代煤化工生产技术幻灯片一 第三章 目前存在的煤气化技术 第一节第一节 固定床气化固定床气化 第二节第二节 流化床气化流化床气化 第三节第三节 气流床气化气流床气化 现代煤化工生产技术幻灯片一 第一节 固定床气化（一） 固定床间歇式气化固定床间歇式气化 以块状无

17、烟煤或焦炭为原料，以空气和水蒸汽以块状无烟煤或焦炭为原料，以空气和水蒸汽 为气化剂，在常压下生产合成原料气或燃料气。为气化剂，在常压下生产合成原料气或燃料气。 优点：投资少、操作简单优点：投资少、操作简单 缺点：缺点：1、气化效率低、原料单一、能耗高。、气化效率低、原料单一、能耗高。 2、大量吹风气排空，每吨合成氨吹风气放、大量吹风气排空，每吨合成氨吹风气放 空多达空多达5000m3，放空气中含，放空气中含CO、CO2、H2、 H2S、SO2、NOx及粉灰；污水中含有焦油、酚及粉灰；污水中含有焦油、酚 类及氰化物，造成环境污染。类及氰化物，造成环境污染。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第一节 固

18、定床气化（二） 鲁奇加压连续气化鲁奇加压连续气化 以以5-50mm的块煤为原料，以氧气和水蒸汽为汽化剂，在的块煤为原料，以氧气和水蒸汽为汽化剂，在 2.85-3.06MPa压力下连续气化，生产合成原料气或燃料压力下连续气化，生产合成原料气或燃料 气。气。 优点：原料适应性好，单炉生产能力大优点：原料适应性好，单炉生产能力大 缺点：缺点：1、气化炉结构复杂，制造维修费用大、气化炉结构复杂，制造维修费用大 2、入炉煤必须是块煤，原料来源受一定限制、入炉煤必须是块煤，原料来源受一定限制 3、污水处理和煤气净化工艺复杂、污水处理和煤气净化工艺复杂 现代煤化工生产技术幻灯片一 鲁奇加压气化炉装置示意图

19、现代煤化工生产技术幻灯片一 第一节 固定床气化（三） 一种有发展前途的气化炉一种有发展前途的气化炉BGL炉炉 优点：气化温度高，灰渣成熔融状态排出，碳转优点：气化温度高，灰渣成熔融状态排出，碳转 化率高，合成气质量较好，煤气化产生废水小并化率高，合成气质量较好，煤气化产生废水小并 且处理难度小，单炉生产能力同比提高且处理难度小，单炉生产能力同比提高3-5倍。倍。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第二节 流化床气化（一） （1）流化床气化技术现有：）流化床气化技术现有： o温克勒（温克勒（Winkler） o灰熔聚（灰熔聚（U-Gas和和ICC） o循环流化床（循环流化床（CFB） o加压流化床（加

20、压流化床（PFB） 特点：生产强度大；煤种适应性强；生产能力大。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第二节 流化床气化（二） 1）循环流化床气化）循环流化床气化 组成：上升管（即反应器）、气固分离器、回料立管和返料机构等几组成：上升管（即反应器）、气固分离器、回料立管和返料机构等几 部份组成。部份组成。 特点：循环流化床气化炉操作气速范围在鼓泡流化床和气流床反应器特点：循环流化床气化炉操作气速范围在鼓泡流化床和气流床反应器 之间，具有较大的滑移速度使其气固之间的传热和传质速率提高。之间，具有较大的滑移速度使其气固之间的传热和传质速率提高。 它综合了并流输送反应器和全混釜式鼓泡流化床反应器的优点，它综

21、合了并流输送反应器和全混釜式鼓泡流化床反应器的优点， 整个反应器系统的温度均匀，可使煤气化操作温度达到最大临界整个反应器系统的温度均匀，可使煤气化操作温度达到最大临界 温度即灰熔点温度，从而有利于煤气化反应的快速进行。温度即灰熔点温度，从而有利于煤气化反应的快速进行。 发展状态：循环流化床气化气化炉基本是常压操作，若以煤为原料生发展状态：循环流化床气化气化炉基本是常压操作，若以煤为原料生 产合成气，每公斤煤消耗水蒸汽产合成气，每公斤煤消耗水蒸汽1.3kg，氧气，氧气0.4kg，可生产煤，可生产煤 气气1.92.0m3，煤气成份，煤气成份CO+H2含量含量75%，CH4含量含量 2.5%左右，左

22、右，CO2含量含量15%，低于德士古炉和鲁奇炉中，低于德士古炉和鲁奇炉中CO2含含 量，有利于合成氨生产。量，有利于合成氨生产。 加压流化床是对常压流化床的改进，压力提高，提高反应速率，缩小加压流化床是对常压流化床的改进，压力提高，提高反应速率，缩小 气化炉的体积，大大降低了炉内的表观流速，减轻炉内磨损，同气化炉的体积，大大降低了炉内的表观流速，减轻炉内磨损，同 时可用的床层压降较高，允许深床运行。时可用的床层压降较高，允许深床运行。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第二节 流化床气化（三） 鲁奇公司循环流化床气化鲁奇公司循环流化床气化 特点：特点： 气化各种煤，包括碎木、树皮、城市可燃垃圾气化各

23、种煤，包括碎木、树皮、城市可燃垃圾 水蒸汽和氧气作气化剂水蒸汽和氧气作气化剂 气化强度大，碳转化率高（气化强度大，碳转化率高（97%） 气化原料循环过程中返回气化炉内的循环物料是新加入物料的气化原料循环过程中返回气化炉内的循环物料是新加入物料的40倍倍 炉内气流速度在炉内气流速度在57m/s之间，传热传质速度高之间，传热传质速度高 气化压力：气化压力：0.15MPa，循环旋风除尘器温度在，循环旋风除尘器温度在8001050 世界上世界上60多个工厂使用，正在设计和建设的还有多个工厂使用，正在设计和建设的还有30多个，处于世界多个，处于世界 领先地位领先地位 现代煤化工生产技术幻灯片一 第二节

24、流化床气化（四） 2）灰溶剂流化床粉煤气化技术）灰溶剂流化床粉煤气化技术 原料：碎煤（6mm） 气化剂：水蒸汽和空气 床层特点：粉煤沸腾，气固两相充分混合，温度到处均 一，煤在床内一次实现破粘、脱挥发份、气化、灰 团聚及分离、焦油及酚类的裂解等过程 发展状态：可用于生产可燃气、合成气和联合循环发电， 特别适用于中小氮肥厂替代间歇式固定床气化炉， 以烟煤替代无烟煤，可使合成氨成本降低 15%20%，具有广阔的发展前景。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第二节 流化床气化（五） 灰溶剂流化床与传统流化床相比：灰溶剂流化床与传统流化床相比： 1、传统流化床：炉内的强烈混合状态导致了炉顶带出飞灰、传统流化

25、床：炉内的强烈混合状态导致了炉顶带出飞灰 和炉底排渣中的碳损失较高。传统流化床为降低碳含量，维持和炉底排渣中的碳损失较高。传统流化床为降低碳含量，维持 稳定的不结渣操作，不得不采用较低的操作温度（稳定的不结渣操作，不得不采用较低的操作温度（ 950 ），所以传统的流化床气化炉只适用于高活性的褐煤或次），所以传统的流化床气化炉只适用于高活性的褐煤或次 烟煤。烟煤。 2、灰溶剂流化床根据射流原理，设计了独特的气体分布器、灰溶剂流化床根据射流原理，设计了独特的气体分布器 和灰团聚分离装置，中心射流形成床内局部高温区和灰团聚分离装置，中心射流形成床内局部高温区 （12001300 ） 促使灰渣团聚成球

26、，借助密度差异，达到灰团与半焦的分离，在非促使灰渣团聚成球，借助密度差异，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含量的灰渣，提高了床内碳结渣情况下连续有选择地排出低碳含量的灰渣，提高了床内碳 含量和操作温度，从而使其适用煤种拓宽到低活性的烟煤乃至含量和操作温度，从而使其适用煤种拓宽到低活性的烟煤乃至 无烟煤无烟煤 现代煤化工生产技术幻灯片一 第二节 流化床气化（六） 技术现状：技术现状： 温克勒已有用于合成氨生产案例，但对粒度、煤种要求较为 严格，煤气中甲烷含量高（0.72.5%）。而且设备生产强度 较低，已不代表发展方向。 U-Gas在上海焦化厂1994年11月开车，长期

27、运转不正常， 于2002年停运。 循环流化床和加压流化床可以生产燃料气，但国际上尚无生 产合成气先例。 中科院山西煤化开发的ICC灰熔聚气化炉，已通过工业示范 装置试运行阶段，在多家合成氨厂开始推广使用。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第三节 气流床气化（一） 气流床气化是一种并流式气化，对煤种、 粒度含硫、含灰都具有较大的兼容性，国际 上已有多家单系列、大容量、加压厂在运作， 其清洁、高效代表着当今技术发展潮流。 按进料状态分为：干粉进料和水煤浆进料 两种： v干粉进料的主要有K-T（Koppres-Totzek）炉、 Shell气化炉、Prenflo炉、 Shell-Koppres炉、 GS

28、P气化炉和ABB-CE炉 v水煤浆进料的主要有德士古（Texaco）气化 炉、 Destec（Global-Gas）气化炉。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第三节 气流床气化（二） 德士古（Texaco）气化炉工艺介绍： 将煤加水磨成浓度为60%65%的水煤浆，用纯 氧作气化剂，在高温高压下进行气化反应，气化压 力在3.08.5MPa之间，气化温度1400 ，液态，液态 排渣，煤气成份排渣，煤气成份CO+H2为为80%左右，不含焦油、左右，不含焦油、 酚等有机物质，对环境无污染，碳转化率酚等有机物质，对环境无污染，碳转化率 96%99%，气化强度大，炉子结构简单，能耗，气化强度大，炉子结构简单，

29、能耗 低，运转率高，而且煤适应范围较宽。低，运转率高，而且煤适应范围较宽。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第三节 气流床气化（三） 德士古（Texaco）气化炉工艺介绍（美国Texaco 开发）： 组成：喷嘴、气化室、激冷室（或废热锅炉）组成。其中喷嘴为三通道， 工艺氧走一、三通道，水煤浆走二通道，介于两股氧射流之间。 优点：水煤浆制备输送、计量控制简单、安全、可靠；设备国产化率高， 投资省。 缺点：水煤浆气化喷嘴经常面临喷口磨损问题，主要是水煤浆在较高线速 下（约30m/s）对金属材质的冲刷腐蚀。 1、激冷环和耐火砖寿命仅一年。 2、汽化水煤浆中的水要耗去煤的8%，比干煤粉为原料氧耗高12-2

30、0%， 效率低。 关键技术：喷嘴、气化炉、激冷环。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第三节 气流床气化（四） Destec（Global-Gas）气化炉工艺介绍（两套 在美国，1987年和1995年投运）： 组成：两个喷嘴对置，分第一段（水平段）与第二段（垂直 段）。 优点：借助撞击流以强化混合，克服了Texaco炉型的速度 成钟形（正态）分布的缺陷。 缺点：二次水煤浆停留时间短，碳转化率低，设有一个庞大 的分离器，以分离一次煤气中携带的灰渣和二次煤浆的 灰渣和残碳。 关键点：适合于生产燃料气，不适合生产合成气。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第三节 气流床气化（五） Shell气化炉（荷兰IGCC

31、电站，1993年开车）： 组成：四个喷嘴沿圆周分布，分第一段（水平段）与第二段 （垂直段）；炉衬为水冷壁。 优点：1、单炉日处理煤量（2000t）。 2、采用干煤粉进料，氧耗比水煤浆低15%；碳转 化率高，可达99%，煤耗比水煤浆低8%，调节负荷 方便， 3、水冷壁寿命据称为20年，喷嘴寿命为一年。 缺点：设备投资大于水煤浆气化技术，气化炉及废热锅炉 结构过于复杂，加工难度大。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第三节 气流床气化（六） GSP气化炉（黑水泵气化技术，1956年德国 西门子公司开发；我国宁煤集团引进）： 特点：煤炭加入方式类似于Shell炉，炉子结构类 似与德士古炉。 1、单炉日处理

32、煤量（720t）。 2、下喷式加压气流床液态排渣气化炉 现代煤化工生产技术幻灯片一 第四章 煤气化技术发展的主要趋势（一） 1、 技术先进 如干法粉煤加压气化技术具有先进的各项指标，是今后煤化工 技术研发的重中之重。 2、 煤种适应广泛 国内煤炭资源相对分散，煤质差异大，先进的煤气化技术应对 煤种相对有较宽的适应性，以消除煤质变化给应用带来的不利 影响。 3、 生产能力大 扩大单炉生产能力，不仅能减少投资，节省占地面积，而且可 降低操作费用，从而降低产品成本。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第四章 煤气化技术发展的主要趋势（二） 4、 加压气化 提高气化压力，有利于提高单炉生产能力、气化效率，对

33、降低 生产成本有重要意义，比压缩煤气要经济的多。 5、 煤能源的综合利用 把煤气化与发电、化工联合起来，综合利用资源，可以提高总 热效率，降低生产成本 6、 清洁生产 煤中含有部分无机矿物质，在加工利用的过程中，存在三废排 放，先进的煤气化技术，排放物应相对减少或容易处理 现代煤化工生产技术幻灯片一 第五章 煤气化的基本原理 什么叫煤的干馏？ 煤的干馏又称煤的热分解或热解，是指煤 的有机质在高温的环境下发生分解而逸出煤 种的挥发份，并残存半焦或焦炭的过程； 现代煤化工生产技术幻灯片一 o第一阶段（从室温350）从室温到活泼热分解温度为干馏脱气阶 段，煤的外形无变化。150 前主要为干燥阶段，在

34、150 200 时放出吸附在煤中的气体主要为甲烷、二氧化碳和氮气；当温度达 到200 以上时有机质分解（褐煤脱羟基）；300 左右开始热解， 烟煤和无烟煤的原始分子结构仅发生有限的热作用（主要是缩合作用） o第二阶段（350550）活泼分解是主要特征。以解聚和分解反应 为主，生成大量的挥发物（煤气及焦油），煤黏结成半焦。煤种的灰 分几乎全部存在于半焦中。煤气成分除热解水、一氧化碳、二氧化碳 外，主要是气态烃。烟煤在这一阶段经历了软化、熔融、流动和膨胀 直到再固化等过程。出现了一系列特殊现象，形成气液固三相共存的 胶质体。在分解的产物中出现烃类和焦油的蒸汽。在450 左右时焦 油量最大，在450

35、550 内，气体析出量最多。黏结性差的气化用 煤，胶质体不明显，半焦不能黏结为大块，而是松散的原粒度大小， 或因受压受热而碎裂。 第一节 煤干馏过程的不同阶段所发生的主要变化 现代煤化工生产技术幻灯片一 o第三阶段（超过550）在这一阶段，以缩 聚反应为主，又称二次脱气阶段，半焦变成 焦炭，析出的焦油量很少，挥发份主要是多 种烃类气体。氢气和碳的氧化物。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第二节第二节 煤干馏过程中发生的主要反应煤干馏过程中发生的主要反应 煤干馏的化学反应包括：裂解和缩聚两大类，前期以裂解反应 为主。后期以缩聚反应为主。 干馏的宏观形式： 煤 煤气（CO2,CO,CH4,H2,NH3

36、,H2S）+焦油（液体）+焦炭 1、裂解反应：根据煤的结构特点，裂解反应大致分四种 l桥键断裂生成自由基 l脂肪侧链的裂解； 生成气态烃，如CH4、C2H4、C2H6、 l环氧官能团的裂解 羟基最稳定，在高温和有氢存在时，可生成水。羰基在400 左右可裂解，生成一氧化碳；羧基在200 以上即能分解，生成 CO2，含氧杂环在500 以上也有可能断开，放出一氧化碳。 l低分子化合物的裂解 煤的干馏过程中释出挥发份的次序依次为：H2O、CO2、CO、 C2H6、CH4、焦油、H2。 上述干馏产物通常称为一次分解产物。 加热 现代煤化工生产技术幻灯片一 2、二次热分解反应：一次热分解产物中的挥发性成分

37、在析出过程 中，如受到更高温度的作用，就会产生二次热分解反应 主要的热分解反应有以下四种， o裂解反应， o芳构化反应 o加氢反应 o缩合反应 在煤干馏的后期以缩聚反应为主。当温度在550600 时主要是胶质体再固化过程中的缩聚反应，反应的结果是生成 了半焦，当温度更高时，芳香结构脱氢缩聚，即从半焦到焦炭。 现代煤化工生产技术幻灯片一 第三节 影响干馏过程的因素 1、原料煤种对煤干馏的影响： 煤的煤化程度、岩相组成、粒度等都对煤干馏过程 有影响。其中煤化程度是最重要的影响因素之一， 它直接影响煤干馏起始温度、干馏产物。 随着煤化程度增加，干馏起始温度逐渐升高。 o年轻煤干馏时，煤气、焦油和热解

38、水产率高，残碳 没有黏结性。 o中等变质程度的烟煤干馏时，煤气和焦油比较高， 热解水少，残碳黏结性强。 o年老煤干馏时，煤气和焦油的产率很低，残碳没有 黏结性 现代煤化工生产技术幻灯片一 2、加热条件对煤干馏的影响： 最终温度、升温速率和压力等对煤的热解过程均有 影响。 最终温度不同分为： o低温干馏（最终温度600 ） o中温干馏（最终温度800 ） o高温干馏（最终温度1000 ） 低温干馏时煤气产率较低，而煤气中甲烷含量高。 现代煤化工生产技术幻灯片一 热解过程升温速率不同分为： o慢速加热（加热速率5K/S ） o中速加热（加热速率5100K/S ） o快速加热（加热速率100106K/S ） o闪蒸加热（加热速率106K/S ） 固定床气化属于慢速加热；流化床与气流床气 化则具有快速加热裂解的特点；闪蒸加热其 目的在于得到更多的烯烃与乙炔。 现代煤化工生产技术幻灯片一 习惯上把气化反应分为三种类型： （1）煤和氧的主要反应有： o2C+O2=2CO+Q oC+O2=CO2+Q oC+CO2=2CO-Q o2CO+O2=2CO2+Q 从化学平衡的角度来考虑，增加反应的温度可以使反 应向着CO生成的方向进行，降低反应的压力，有利于 CO的生成，所以在高温低压的条件下