煤化工生产技术知识-煤气化技术.ppt

煤 化 工 生 产 技 术 简 介 煤的应用领域 合成氨 甲醇 气化 联合发电 间接气化 煤 直接气化 焦炭 炼焦 焦油 焦炉气 其他利用 第一章 煤气化技术 第一节 煤气化基本原理 从基本原理上讲，煤气化是一个热加工转化过程。煤经加热后会发生一系列复杂的物理、化学变化，这些变化主要受原料煤的性质、气化温度、气化压力、气化剂种类、煤料与气化剂接触的方式、煤料升温及气化炉结构等因素的影响。 1，煤气化的四个阶段 1）干燥 气化所用的原料煤通常都含有一定的水分。煤料进入气化炉后，随着温度的逐渐升高，煤中水分会受热蒸发，而使煤料得到干燥。煤在气化炉内的干燥速率主要受入炉原料煤粒度、气化炉操作温度及煤料与气化剂的接触方式等因素影响。 2）热解 煤料在气化炉内经过干燥后，随着温度的进一步升高，煤分子会发生热分解反应，生成一定数量的挥发性物质（包括干馏煤气、焦油及热解水等）。同时，煤料中不能挥发的部分形成半焦。煤在热解过程中产生挥发分的数量和质量主要与原料煤的煤阶、煤料的升温速率以及气化炉内的运动方式等因素有关。 3）气化 煤热解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气化剂发生化学反应，生成以CO、H2、CH4及CO2、N2、H2S、H2O等为主要成分的气态产物，即粗煤气。影响煤气化反应的主要因素有原料煤的性质、气化温度、气化压力、气化剂种类、煤料与气化剂的接触方式以及气化炉的结构形式等。 4） 燃烧 由于煤与气化剂之间发生的主要化学反应多为强吸热反应，同时需要保证气化反应能在较高的气化炉操作温度下快速、连续进行，因此一般通过使煤料中的部分碳与气化剂中的氧发生燃烧反应的方式来为气化过程提供必要的热量。 2，煤气化过程的基本化学反应 煤气化过程中的基本化学反应主要包括煤的热解反应、气化反应及燃烧反应。煤的热解是从固相变为气、液、固三相产物的过程。煤的气化和燃烧则包含了两大类型反应：a,非均相气－固反应，气相可能是最初的气化剂，也可能是热解、气化或燃烧反应生成的产物，固相主要是煤中以碳为主的有机质；b,均相的气相反应，反应物包括气化剂和反应产物。 1）主要基本化学反应式 (298K,0.1MPa)/kJ.mol-1 焓值 1，C+O2=CO2 -393.5 2，C+1/2 O2=CO -110.5 3，C+H2O=CO+H2 +131.3 4，C+CO2=2CO +172.5 5，C+2 H2 =CH4 -74.4 6， H2 +1/2 O2 = H2O -241.8 7，CO+1/2 O2 =CO2 -