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煤气化工艺主要有哪些?煤气化的基本原理

  • 2019年11月28日 YaoEnHua来源:360问答 360百科 781 47
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我国煤气化工艺已经成熟,近几年来发展特别快。煤气化是一个热化学过程。以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂,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为气体燃料或下游原料的过程。

我国煤气化工艺已经成熟,近几年来发展特别快。煤气化是一个热化学过程。以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂,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为气体燃料或下游原料的过程。

煤气化工艺主要有哪些?

1.固定床气化工艺

先进的固定床气化工艺以鲁奇移动床加压气化为代表,其主要优点包括:可以使用劣质煤气化;加压气化生产能力高;氧耗量低,是目前三类气化方法中氧耗量最低的方法;鲁奇炉是逆向气化,煤在炉内停留时间长达1h,反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低,碳效率高、气化效率高.虽然鲁苛气化工艺优点很多,但由于固定床气化只能以不粘块煤为原料,不仅原料昂贵,气化强度低,而且气-固逆流换热,粗煤气中含酚类、焦油等较多,使净化流程加长,增加了投资和成本.

2.气流床气化工艺

德士古炉、K-T炉、壳脾炉,以粉煤为原料的气流床在极高温度下运符(1300-1500℃),气化强度极高,单炉能力己达2500.煤/日,我国进口的德士古炉也达400~700煤/日,气体中不含焦油、酚类,非常适合化工生产和先进发电系统的要求.

气流床气化工艺的优点包括.煤种适应范围较宽,水煤浆气化炉一般情况下不宜气化褐煤(成浆困难),工艺灵活,合成气质量高,产品气可适用于化工合成,制氢和联合循环发电等.气化压力高,生产能力高.不污染环境,三废处理较方便.该工艺缺点是,高温气化为使灰渣易于排出,要求所用煤灰熔点低(小于1300℃),含灰量低(低于10%-15%),否则需加人助熔剂(CaO或Fe2O3)并增加运行成本.这一点特别不利于我国煤种的使用.此外,高温气化炉耐火材料和喷嘴均在高温下工作,寿命短、价格昂贵、投资高,气化炉在高温运行,氧耗高,也提高了煤气生产成本.

3.流化床气化工艺

鉴于以上原因,使用碎煤为原料的流化床技术一直受到国内外的关注.德国发挥了其既有传统,开发出高温温克勒气化炉,美国正努力发展以流化床气化和燃烧相结合的高效工艺(如Hybrid例工艺),预期可获得最良好的系统效率.流化床气化以空气或氧气或富氧和蒸汽为气化剂,在适当的煤粒度和气速下,使床层中粉煤沸腾,气固两相充分混合接触,在部分燃烧产生的高温下进行煤的气化.其工艺流程包括各煤、进料、供气、气化、除尘、废热回收等系统,将原煤破碎至8mm以下,烘干后进人进煤系统,再经螺旋加料器加人气化炉内,在炉内与经过预热的气化剂(氧气/蒸汽或空气/蒸汽)发生气化反应,携带细颗粒的粗煤气由气化炉逸出,在旋风分离器中分离出较粗的颗粒并返回气化炉,除去粉尘的煤气经废热回收系统进人水洗塔使煤气最终冷却和除尘.

煤气化的基本原理

由煤、焦炭等固体燃料或重油等液体燃料经干馏、汽化或裂解等过程所制得的气体,统称为人工煤气。按照生产方法,一般可分为: 干馏煤气和汽化煤气(发生炉煤气、水煤气、半水煤气等)。

人工煤气的主要成分为烷烃、烯烃、芳烃、一氧化碳和氢气等可燃气体,将煤隔绝空气加热到一定温度时,煤中所含挥发物开始挥发,产生焦油、苯和煤气,剩留物最后变成多孔的焦炭,这种分解过程称为“干馏,干馏煤气的主要可燃成分为氢、甲烷、一氧化磷等。?

煤在高温时伴用空气(或氧气)和水蒸气为气化剂,经过氧化、还原等化学反应,制成以一氧化碳和氧为主的可燃气体,采用这种生产方式生产的煤气,称为气化煤气。 以石油(重油、轻油、石脑油等)为原料,在高温及催化剂作用下裂解而成的燃气称为油制气,其主要成分为烷烃、烯烃等碳氢化台物。

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