煤的洁净技术.ppt

煤液化的发展简史 煤液化经历了漫长的发展历程，大致可分为三个阶段： 第一阶段第二次世界大战前及大战期间。德国因为军事上的需要大力发展煤液化工作。德国的柏吉乌斯（Bergius）于1913年研究了在高温高压氢条件下，从煤中得到液体产品： 煤粉和重油（ 1：1 ）+催化剂（ 5% ）在450 ℃，20MPa条件下。 1921年在Manheim Reinan建立了5t/d的中试厂。1927年I.G.Farben公司在Leuna建成第一个工业厂： 褐煤+重油+氧化钼（催化剂）+(30MPa)H2 第一步液化生成汽油、中油（180~325℃）、重油（325℃） 第二步气相加氢，将中油在固定床催化剂上进行异步加氢得到汽油.至1943年德国共建了12个煤和焦油加氢液化工厂。提供了战时所需的航空汽油的98%.因此，该阶段为煤液化的发展期。 第二阶段煤液化新工艺的开发期，从五十年代到七十年代后期。50年代中东发现大量油田，致使石油生产迅猛发展，而煤液化生产处于 煤液化的典型工艺 1.４.1 煤直接催化加氢工艺 德国IGOR 工艺 该工艺主要特点是: ①反应条件比较苛刻,温度470℃,压力30MPa； ②催化剂使用炼铝工业的废渣(赤泥)； ③液化反应和液化油加氢精制在一个高压系统内进行,可一次得到杂原子含量极低的液化精制油,该液化油经过蒸馏就可以得到十六烷值大于45%的柴油,汽油馏分再经重整即可得到高辛烷值汽油；④循环溶剂是加氢油,其供氢性能好,煤液化转化率高。 氢—煤工艺 (H-Coal） 该工艺的主要特点：（1）采用沸腾床反应器，使煤浆、循环溶剂和催化剂接触良好，温度均一。（2）催化剂可以连续加入和抽出，以不断更新。（3）可以将高硫煤转化为低硫燃料。（4）许多设备可采用石油加工过程所用的设备。 美国HTI 工艺 该工艺为两段催化液化工艺,采用近10 年来开发的悬浮床反应器和HTI拥有专利的铁基催化剂(GelCat TM)。其主要特点是:（1）反应条件比较缓慢,反应温度440~450℃,反应压力17MPa;（2）采用特殊的液体循环沸腾床(悬浮床)反应器,达到全返混反应器模式;（3）催化剂是采用HTI专利技术制备的铁系胶状催化剂,此催化剂活性高,用量少;（4）在高温分离器后面串联有在线加氢固定床反应器,对液化油进行加氢精制;（5）固液分离采用临界溶剂萃取的方法,从液化残渣中最大限度回收重质油,从而大幅度提高了液化油收率;（6）液化油含可作为催化裂化原料的大于350℃馏份. 煤加氢抽提液化工艺 溶剂精炼煤工艺（SRC） Solvent Refain Coals,SRC-Ⅰ和SRCⅡ SRC-Ⅰ特点： 不用催化剂； 压力（10MPa）较低； 氢耗较低； 选用的煤种范围宽（褐煤→烟煤)； 用途广,溶剂精制煤热值134kJ/kg； 存在的问题：灰以微型固体颗粒 存在，使过滤操作困难。 与SRCⅠ相比较SRCⅡ 有如下特点： （1）液体产率显著提高；（2）C1~C4 气体产率高，氢耗也高；（3）它省去过滤装置，增加了高压气化装置；（4）煤浆循环。 埃克森供氢溶剂工艺（EDS工艺） 其特点： ① 供氢溶剂催化加氢，提高了催化剂的使用寿命，催化剂是Co-Mo,Ni-Mo； ②对残渣进行焦化，发生干馏和气化反应转化为液体产品和低热值煤气； ③减压蒸馏，避免了复杂的固液分离技术难题。 日本NEDOL 工艺 ＮＥＤＯＬ工艺的特点是: ①反应压力较低,压力为17～ 19MPa ,反应温度455～465 ℃； ②催化剂采用合成硫化铁或天然 硫铁矿； ③固液分离采用减压蒸馏的方法； ④配煤浆用的循环溶剂单独加氢,以提高溶剂的供氢能力； ⑤液化油含有较多的杂原子,还须 加氢提质才能获得合格产品。 灰渣层 在灰渣层中，气化剂不发生化学反应，只与灰渣进行热交换，气化剂吸收灰渣的热量而升温预热，灰渣则被冷却。 氧化层： 主要进行碳的燃烧反应：C+O2→CO2,放出大量的热量，在氧化层末端，气化剂中的O2全部被耗尽。 还原层： 主要进行二氧化碳的还原反应与水蒸气的分解反应：C+CO2→2CO,C+H2O(g)→H2+CO,反应所需要的热量主要由碳的燃烧反应放热提供，同时，CO变换反应可以补充部分热量。 干馏、干燥层： 由还原层出来的气体（包括其中大量的N2）具有很高的温度，在继续上升的过程中，将上部原料干馏，生成焦油蒸气、热解水和其他液体、气体馏分和半焦或焦，干馏析出的挥发分与气化煤气仍有较高的温度，继续上升将原料煤干燥，析出水分。 气相空间： 料层上部的气体空间也有化学反应发生，主要是CO的变换反应。CO和H2O的含量在减少，CO2和H2的含量在增加，该反应进行的程度直接影响着粗煤气的组成和出口温度。 气