煤气化工艺技术的分类与选择.ppt

煤气化工艺技术的分类与选择 一、我国能源状况的分析 能源是人类赖以生存和推动社会可持续发展的重要物质基础, 在世界矿物能源储量中, 煤占相当大的比例。我国是以煤为主要能源的国家, 煤炭在能源结构中占70% 左右, 实现煤炭洁净、高效、经济和合理的利用, 尤其是煤化工利用具有重大的现实和战略意义。煤化工涉及领域广泛, 可生产几乎所有种类的石油化工产品, 目前我国油品短缺与原油储量及开采不足的矛盾已突现出来, 二十一世纪前期我国煤化工的发展直接关系着国家能源战略安全和基本化工产品的供给。 可见，煤的有效利用对于我们来说是多么重要的一件事情。 从煤的加工过程区分，进行如下分类： 煤气化技术 煤气化工艺以煤炭(块煤、焦炭或粉煤) 为原料, 采用空气、氧气、二氧化碳和水蒸气为气化剂, 在气化炉内高温环境下进行热化学反应。其主要气化反应是煤与气体介质之间的反应, 即气、固两相之间的非均相反应, 同时也有气体反应物之间的均相反应。这些反应进行的程度决定于气化炉的操作条件, 即温度、压力、气化剂与煤炭的接触时间及煤炭的化学反应活性、表面情况等。其产品可作为燃料气、原料气或合成气, 与气化炉炉型有关。气化炉的分类按煤与气化剂的相对流动方式可分为逆流、并逆流和并流, 与其相对应的则是固定床、流化床和气流床气化炉。 * 气 化 直接液化 炼 焦 低温干馏 其他加工 煤气化工艺技术的分类与选择 1、移动床气化（固定床气化） 2、流化床气化 3、气流床气化 1、移动床气化（固定床气化） 移动床气化又称固定床气化, 属于逆流操作。可分为常压与加压两种。常压法比较简单, 但要求用块煤, 低灰熔点的煤难以使用。加压法是常压法的改进和提高,常用O2 与水蒸气为气化剂, 对煤种适应性大大提高。移动床气化常用方法是Lurgi 加压气化法, 生产的煤气中甲烷含量高, 适合处理灰分高、水分高的块粒状褐煤。 常见的固定床(慢移动床)气化炉有间歇式气化( UG I)和连续式气化炉(鲁奇Lurgi)两种, 目前都是已淘汰或落后的气化技术。 其中固定床间歇式气化炉国外已于20世纪60年代初废弃。 连续式气化炉应用碎煤加压气化技术, 20纪 30年代由德国鲁奇( Lurg i)公司开发成功, 是逆向气化, 煤在炉内停留时间长达1 h, 反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低, 碳转化率高, 气化效率高, 可以使用劣质煤气化, 在世界各国得到广泛应用。但气化炉结构复杂, 炉内设有破粘和煤分布器、炉篦等转动设备, 制造和维修费用大; 入炉煤必须是不粘块煤, 原料采购成本较高; 出炉煤气中含焦油、酚等, 污水处理和煤气净化工艺复杂、流程长、设备多, 增加了投资和成本。 鲁奇炉的产品气适合做城市煤气。 据悉我国云南解化集团和山西天脊集团采用该技术生产合成氨。鲁奇气化炉生产合成气时, 气体成分中甲烷含量高( 8% ~ 10% ) , 且生产流程长, 投资大; 因此, 鲁奇气化炉不适宜生产合成气。 2、流化床气化 流化床气化炉的气化剂由炉下部吹入, 使细粒煤(小于6mm)在炉内呈并逆流反应, 煤粒(粉煤)和气化剂在炉底锥形部分呈并流运动, 在炉上筒体部分呈并流和逆流运动, 使炉内的煤粒在流化状态下气化, 在燃烧产生的高温条件下, 气固两相充分混合接触, 发生煤的还原反应, 最终实现煤的气化。 常见的流化床气化炉有温克勒(W inkler)、灰团聚( U - Gas)、循环流化床( CFB)、加压流化床( PFB是PFBC的气化部分)以及中国科学院山西煤炭化学研究所研发的灰熔聚气化炉等。目前较成功的流化床气化炉有鲁奇公司开发的循环流化床( CFB )和中国科学院山西煤炭化学研究所研发的灰熔聚气化炉。 随着灰熔聚技术的研究成功, 美国煤气技术研究所( IGT) 和美国凯洛格公司分别开发出了U-GAS 和KRW 两种流化床气化工艺, 这两种工艺弥补了传统工艺排灰含碳过高的不足。 3、气流床气化 气流床是在固体燃料气化过程中, 气化剂将煤粉夹带进入气化炉, 进行并流气化。粉煤气化具有较大的反应表面积。气流床气化的特点在于煤粒各自被气流隔开, 燃料的粘结性对气化过程没有影响。燃料在气流床气化炉的反应区停留时间极短, 即燃料与气化剂的反应很快。为了维持较高的反应温度, 采用O2 和少量的水作为气化剂。 气流床气化炉从原料形态