毕业设计（论文）-鲁奇加压气化技术的研究进展.doc

中国石油大学（北京）现代远程教育 毕 业 设 计（论文） 鲁奇加压气化技术的研究进展 姓 名： 学 号： 性 别：男 专 业: 化学工程与工艺 批 次：1009 电子邮箱： 联系方式： 学习中心：新疆伊犁州经贸培训中心第一章 前言 1 1.1 研究背景 1 1.2 研究内容 1 第二章 鲁奇加压气化的发展史 2 第三章 鲁奇加压气化的原理 3 3.1化学反应 3 3.2加压气化的实际过程 4 第四章 鲁奇加压气化操作工艺条件 6 4.1压力 6 4.2气化层温度和气化剂温度 7 4.3汽氧比的选择 7 4.3.1．义马长焰煤煤质分析 7 4.3.2．汽氧比对义马长焰煤加压气化的影响 8 4.3.3 .结 论 11 4.3.4 不同的汽氧比对煤气生产的影响 11 第五章 煤种及煤的性质对加压气化的影响 12 5.1煤种对煤气组分和产率的影响 12 5.2煤种对各项消耗指标的影响 12 5.3煤种对其他副产品的特征和产率的影响 12 5.4 煤的理化性质对加压气化的影响 12 第六章 液态排渣鲁奇炉 16 第七章 鲁奇加压气化工艺的管理和改进 17 7.1 技术难点及工艺改进 17 7.2贫瘦煤加压气化的工艺管理 18 7.3 鲁奇加压气化工艺发展前景展望 19 第八章 总结 20 致 谢 21 参考文献 22 第一章 前言 1.1 研究背景 资源是一个国家赖以生存的保证，矿产资源是我国经济和社会发展的物质基础。我国90%的能源、95%以上的工业和农业原材料都来自于矿产资源。然而，由于随着人口的快速增长，国家工业化程度的快速发展，资源供需矛盾日益突出，我国矿产资源面临的形势日益严峻21世纪初期，我国处于加速工业化发展阶段，对矿产资源的需求提出更高的要求。矿产资源需求旺盛和资源短缺的局面不容乐观石油受资源短缺的限制产量的增长滞后于需求增长幅度的矛盾越来越大, 它不仅涉及到复杂的化学反应体系, 还包括了物理过程的脱水干燥和半物理半化学过程的热解干馏。仅就气化反应而言, 既有多个平行反应, 又有连串反应和二次气相反应。由于反应速率上的差异, 较慢的一些反应要用动力学方程来描述, 较快的气固反应要由扩散传质方程来描述, 较快的均相反应则可用热力学平衡方程来描述。 3.1化学反应 在气化炉内，在高温、高压下，煤受氧、水蒸气、二氧化碳的作用，发生如下反应。 (1)碳与氧的反应 2C+O2→2CO+Q C+O2→CO2+Q C+CO2＝2CO-Q 2CO+O2→2CO2+Q CO2+C＝2COC+H2O＝CO+H2, 在加压气化炉中一般将固定床层由上而下可分为干燥区、干馏区、气化区、燃烧区和灰渣区五部分。在实际反应过程中, 除了燃烧区和气化区之间是以O 2 浓度为零来划分外, 其余各区并无明确的边界定义, 各区之间可以重叠覆盖。不过在数学模拟过程中为了简化问题、方便求解, 可以人为假定一些边界条件, 将整个床层划分为由不同反应区构成的连串反应器构造, 见图3-2 (a)和(b) ,比如将燃烧反应开始(650K) 直到氧气耗尽之间的区域定为燃烧区, 之后是气化区, 当温度低到气化反应可以忽略不计时, 气化区结束。 图3-1为Lurgi加压固定床气化反应器示意图 灰渣区的主要功能是燃烧完毕的灰渣将气化剂加热，以回收灰渣的热量，降低灰渣温度；燃烧区主要是焦渣与氧气的反应即C+O2 →CO2，它为其他各层的反应提供了热量；气化区是煤气产生的主要来源；干馏区及干燥区是燃料的准备阶段，煤中的吸附气体及有机物在干馏区析出[2]。 图3-1 Lurgi加压固定床气化反应器 图3-2（a） 图3-2（b） 第四章 鲁奇加压气化操作工艺条件 4.1压力 1．压力对煤气组成的影响 煤气的组成随压力的不同而变化。随着气化压力的提高，煤气中的CH4与CO2含量增加，而H2与CO含量减少，煤气的热值提高。提高气化压力，可以提高煤气的热值，对生产城市煤气有利，但对生产合成原料气不利。故而气化压力的选择要综合考虑。 2．压力对煤气产率的影响 随着压力的提高，煤气产率下降。煤气产率随压力升高而下降是由于生成气中甲烷量增多，从而使煤气总体积减少。另外，气化过程的主反应中，如C+H2O→H2+CO与C+CO2→2CO均