《煤炭的综合利用邢台职业技术学院资环系应用化工专业PPT学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《煤炭的综合利用邢台职业技术学院资环系应用化工专业PPT学习教案.pptx（68页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、会计学1煤炭的综合利用邢台职业煤炭的综合利用邢台职业(zhy)技术学技术学院资环系应用化工专业院资环系应用化工专业第一页，共68页。n n煤气化是煤与气化剂作用生煤气化是煤与气化剂作用生成气体混合物的反应成气体混合物的反应(fnyng)过程。目的是将煤过程。目的是将煤转化成可燃气体。煤气化过转化成可燃气体。煤气化过程包含煤的热解、半焦的气程包含煤的热解、半焦的气化等过程。煤气的主要组成化等过程。煤气的主要组成为为CO,CO2,H2,CH4,H2O.第1页/共68页第二页，共68页。一、煤炭一、煤炭(mitn)气化的意义气化的意义n n1.煤气是洁净煤气是洁净(jijng)的燃料：的燃料：n n
2、 发电、工业锅炉、窑炉、城市民用。发电、工业锅炉、窑炉、城市民用。n n2.煤气是化学合成工业的原料：煤气是化学合成工业的原料：n n 合成氨、甲醇、二甲醚、醋酸酐。合成氨、甲醇、二甲醚、醋酸酐。第2页/共68页第三页，共68页。二、煤的气化方法与煤气二、煤的气化方法与煤气(miq)的种类的种类 n n （一）煤的气化方法（一）煤的气化方法n n1.按原料按原料(yunlio)在气化炉中在气化炉中的运动状态可分为：移动床（固的运动状态可分为：移动床（固定床）气化、流化床（沸腾床）定床）气化、流化床（沸腾床）气化、气流床（悬浮床）气化、气化、气流床（悬浮床）气化、熔融床气化等；熔融床气化等；n
3、n2.按气化过程的操作方式可分为：按气化过程的操作方式可分为：连续式气化、间歇式气化、循环连续式气化、间歇式气化、循环式气化等；式气化等；n n3.按压力大小不同可分为：常压按压力大小不同可分为：常压气化、加压气化（中压气化、加压气化（中压0.73.5MPa，高压，高压7.0MPa）。）。第3页/共68页第四页，共68页。1、气化炉：进行煤炭气化的设备(shbi)叫气化炉。2、气化炉分类按照燃料(rnlio)在气化炉内的运动状况 移动(ydng)床(又叫固定床)沸腾床(又叫流化床)气流床熔融床 生产操作压力常压气化炉 加压气化炉 排渣方式 固态排渣气化炉 液态排渣气化炉 第4页/共68页第五页
4、，共68页。n n1.1.空气空气(kngq)(kngq)煤气煤气n n2.2.混合煤气混合煤气n n3.3.水煤气水煤气n n4.4.半水煤气半水煤气n n 第5页/共68页第六页，共68页。空气(kngq)煤气 混合(hnh)煤气 水煤气 半水煤气 以空气作为气化(q hu)剂生产的煤气 以空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气的混合物作为气化剂，生产的煤气 将空气(富氧空气或纯氧)和水蒸气分别交替送入气化炉内间歇进行生产的煤气气体成分经过适当调整(主要是调整含氮气的量)后，生产的符合合成氨原料气的要求的煤气 4、煤气的种类(二二)煤气的种类煤气的种类第6页/共68页第七页，共68页。根据煤气组成
5、不同可分为：根据煤气组成不同可分为：发生炉煤气和水煤气、发生炉煤气和水煤气、合成气和还原合成气和还原(hun yun)(hun yun)气、气、城市煤气和焦炉煤气、城市煤气和焦炉煤气、富气和合成天然气。富气和合成天然气。第7页/共68页第八页，共68页。(1)(1)水煤气和发生炉煤气水煤气和发生炉煤气水煤气和发生炉煤气水煤气和发生炉煤气n n交替吹空气和水蒸气到发生炉内产生的煤气称水煤气。交替吹空气和水蒸气到发生炉内产生的煤气称水煤气。n n同时吹空气和水蒸气到发生炉内产生的煤气称发生炉同时吹空气和水蒸气到发生炉内产生的煤气称发生炉煤气。煤气。n n典型典型(di(di nxng)nxng)组
6、成组成%：n n CO2 H2 CO N2 CH4 CO2 H2 CO N2 CH4 高热值高热值 MJ/m3MJ/m3n n水煤气水煤气 5.0 50.0 40.0 5.0 0 5.0 50.0 40.0 5.0 0 10.512.210.512.2n n发生炉煤气发生炉煤气 5.5 10.5 29.0 55.0 0 5.5 10.5 29.0 55.0 0 4.45.14.45.1第8页/共68页第九页，共68页。(2)(2)合成气与还原合成气与还原合成气与还原合成气与还原(hun yun)(hun yun)气气气气n n合成气是根据不同用途控制煤气化过程产生的，主合成气是根据不同用途控制
7、煤气化过程产生的，主要用作不同化工产品的加工。如合成氨的合成气对要用作不同化工产品的加工。如合成氨的合成气对H2H2N2N2要求很高，合成甲醇用气要求很高，合成甲醇用气COCO含量较高等含量较高等(godng)(godng)等。等。n n还原气是指炼铁过程中产生的可燃性气体，要求其还原气是指炼铁过程中产生的可燃性气体，要求其中水蒸气和二氧化碳含量较少，较多时应将其除去。中水蒸气和二氧化碳含量较少，较多时应将其除去。第9页/共68页第十页，共68页。(3)(3)城市城市城市城市(chngsh)(chngsh)煤气煤气煤气煤气n n城市煤气要求城市煤气要求(yoqi)(yoqi)含氢气和甲烷较多，
8、硫含量少，以提高热值和含氢气和甲烷较多，硫含量少，以提高热值和减少城市空气污染。减少城市空气污染。第10页/共68页第十一页，共68页。三、煤气化的化学反应三、煤气化的化学反应(huxu fnyng)n n1.燃烧反应燃烧反应(fnyng)n n CO2CO2395.4kJ/moln n2.发生炉煤气反应发生炉煤气反应(fnyng)n n CCO22CO167.9KJ/moln n3.碳碳水蒸汽反应水蒸汽反应(fnyng)n n CH2OCOH2135.7KJ/moln n4.变换反应变换反应(fnyng)n n COH2OCO2H232.2kJ/mol第11页/共68页第十二页，共68页。n
9、 n5.碳加氢反应(fnyng)n n C+2H2CH439.4kJ/moln n6.热解或脱挥发分反应(fnyng)n n CmHnn/4CH4+（mn）/4 Cn n 或CmHn（4mn）/2H2mCH4第12页/共68页第十三页，共68页。3 3 3 3 气化气化气化气化(q hu)(q hu)(q hu)(q hu)过程热平衡过程热平衡过程热平衡过程热平衡n n由进出物由进出物由进出物由进出物料的相互料的相互料的相互料的相互转化可建转化可建转化可建转化可建立物料平立物料平立物料平立物料平衡衡衡衡(pnghn(pnghn(pnghn(pnghng)g)g)g)，通过，通过，通过，通过物料
10、平衡物料平衡物料平衡物料平衡(pnghn(pnghn(pnghn(pnghng)g)g)g)以及进以及进以及进以及进出物料温出物料温出物料温出物料温度即可进度即可进度即可进度即可进行热平衡行热平衡行热平衡行热平衡(pnghn(pnghn(pnghn(pnghng)g)g)g)计算。计算。计算。计算。第13页/共68页第十四页，共68页。煤气化炉原理煤气化炉原理煤气化炉原理煤气化炉原理(yunl(yunl)和分类和分类和分类和分类n n煤气化方法有多种，气化炉也有多种。可分为固定床、沸腾床、气流床三煤气化方法有多种，气化炉也有多种。可分为固定床、沸腾床、气流床三煤气化方法有多种，气化炉也有多种。
11、可分为固定床、沸腾床、气流床三煤气化方法有多种，气化炉也有多种。可分为固定床、沸腾床、气流床三种种种种(sn zh(sn zh n n)形式。几种气化法和气化炉简图如图形式。几种气化法和气化炉简图如图形式。几种气化法和气化炉简图如图形式。几种气化法和气化炉简图如图第14页/共68页第十五页，共68页。n n块状原料煤一般用固定床气化炉。在上部加料，块状原料煤一般用固定床气化炉。在上部加料，块状原料煤一般用固定床气化炉。在上部加料，块状原料煤一般用固定床气化炉。在上部加料，随气化过程进行料层慢慢下降，同时气化剂由下随气化过程进行料层慢慢下降，同时气化剂由下随气化过程进行料层慢慢下降，同时气化剂由
12、下随气化过程进行料层慢慢下降，同时气化剂由下向上逆流通过。向上逆流通过。向上逆流通过。向上逆流通过。n n优点：操作费用低、炉总效率高。优点：操作费用低、炉总效率高。优点：操作费用低、炉总效率高。优点：操作费用低、炉总效率高。n n缺点：热煤气流经煤层缺点：热煤气流经煤层缺点：热煤气流经煤层缺点：热煤气流经煤层(micng)(micng)时容易将煤加热时容易将煤加热时容易将煤加热时容易将煤加热使其干燥，产生焦油和酚混在煤气中，使净化困使其干燥，产生焦油和酚混在煤气中，使净化困使其干燥，产生焦油和酚混在煤气中，使净化困使其干燥，产生焦油和酚混在煤气中，使净化困难；对于有粘性的煤，还需设置破粘装置
13、；需设难；对于有粘性的煤，还需设置破粘装置；需设难；对于有粘性的煤，还需设置破粘装置；需设难；对于有粘性的煤，还需设置破粘装置；需设置转动炉箅；操作周期短、维修费用大。置转动炉箅；操作周期短、维修费用大。置转动炉箅；操作周期短、维修费用大。置转动炉箅；操作周期短、维修费用大。1.固定床气化炉固定床气化炉第15页/共68页第十六页，共68页。固定床气化固定床气化(q hu)法法n n1.1.常压气化常压气化常压气化常压气化n n用空气和水蒸气作气化剂，生产低热值的发生炉煤用空气和水蒸气作气化剂，生产低热值的发生炉煤用空气和水蒸气作气化剂，生产低热值的发生炉煤用空气和水蒸气作气化剂，生产低热值的发
14、生炉煤气作工业用煤气。用块状煤，固态排渣。气化炉常气作工业用煤气。用块状煤，固态排渣。气化炉常气作工业用煤气。用块状煤，固态排渣。气化炉常气作工业用煤气。用块状煤，固态排渣。气化炉常为圆形，下有转动炉箅，燃料从上部加入，气化剂为圆形，下有转动炉箅，燃料从上部加入，气化剂为圆形，下有转动炉箅，燃料从上部加入，气化剂为圆形，下有转动炉箅，燃料从上部加入，气化剂由下向上逆流导出。炉内从上到下分为煤干燥、干由下向上逆流导出。炉内从上到下分为煤干燥、干由下向上逆流导出。炉内从上到下分为煤干燥、干由下向上逆流导出。炉内从上到下分为煤干燥、干馏、气化、燃烧层。馏、气化、燃烧层。馏、气化、燃烧层。馏、气化、燃
15、烧层。n n2.2.鲁奇加压气化鲁奇加压气化鲁奇加压气化鲁奇加压气化n n加压气化与常压气化的不同只是操作压力不同，煤加压气化与常压气化的不同只是操作压力不同，煤加压气化与常压气化的不同只是操作压力不同，煤加压气化与常压气化的不同只是操作压力不同，煤的适应范围的适应范围的适应范围的适应范围(fnwi)(fnwi)不同，操作过程和炉结构都大不同，操作过程和炉结构都大不同，操作过程和炉结构都大不同，操作过程和炉结构都大同小异。同小异。同小异。同小异。第16页/共68页第十七页，共68页。n n加压气化优点：能耗低、煤气加压气化优点：能耗低、煤气加压气化优点：能耗低、煤气加压气化优点：能耗低、煤气(
16、miq)(miq)热值高。热值高。热值高。热值高。n n过程：粒度过程：粒度过程：粒度过程：粒度530mm530mm的煤间歇加入炉内，但炉内布料器的煤间歇加入炉内，但炉内布料器的煤间歇加入炉内，但炉内布料器的煤间歇加入炉内，但炉内布料器上存煤多，煤进入炉膛燃烧区是连续的。炉内设有破粘上存煤多，煤进入炉膛燃烧区是连续的。炉内设有破粘上存煤多，煤进入炉膛燃烧区是连续的。炉内设有破粘上存煤多，煤进入炉膛燃烧区是连续的。炉内设有破粘装置。装置。装置。装置。n n煤气煤气煤气煤气(miq)(miq)化压力约化压力约化压力约化压力约3MPa,3MPa,水蒸气和氧气由转动炉箅进水蒸气和氧气由转动炉箅进水蒸气
17、和氧气由转动炉箅进水蒸气和氧气由转动炉箅进入气化炉，生成的煤气入气化炉，生成的煤气入气化炉，生成的煤气入气化炉，生成的煤气(miq)(miq)由上部引出，灰渣经下部由上部引出，灰渣经下部由上部引出，灰渣经下部由上部引出，灰渣经下部灰箱排出。煤粒在炉内从上到下移动经过干燥层、热解灰箱排出。煤粒在炉内从上到下移动经过干燥层、热解灰箱排出。煤粒在炉内从上到下移动经过干燥层、热解灰箱排出。煤粒在炉内从上到下移动经过干燥层、热解层、气化层、燃烧层。层、气化层、燃烧层。层、气化层、燃烧层。层、气化层、燃烧层。n n鲁奇加压气化炉及鲁奇加压气化流程如下图：鲁奇加压气化炉及鲁奇加压气化流程如下图：鲁奇加压气化
18、炉及鲁奇加压气化流程如下图：鲁奇加压气化炉及鲁奇加压气化流程如下图：第17页/共68页第十八页，共68页。图图 9.4图图 9.5第18页/共68页第十九页，共68页。第19页/共68页第二十页，共68页。加压气化加压气化加压气化加压气化(q hu)(q hu)主要操作过程主要操作过程主要操作过程主要操作过程n n气化气化气化气化除尘除焦油除尘除焦油除尘除焦油除尘除焦油变换变换变换变换(binhun)(binhun)洗涤洗涤洗涤洗涤n n变换变换变换变换(binhun)(binhun)目的：发生变换目的：发生变换目的：发生变换目的：发生变换(binhun)(binhun)反应调节反应调节反应调
19、节反应调节CO/H2CO/H2、提高、提高、提高、提高H2H2的比例、提高煤气热值。的比例、提高煤气热值。的比例、提高煤气热值。的比例、提高煤气热值。n n洗涤目的：除去洗涤目的：除去洗涤目的：除去洗涤目的：除去H2SH2S等有害气体或惰性组分。等有害气体或惰性组分。等有害气体或惰性组分。等有害气体或惰性组分。n n脱酚：回收酚。脱酚：回收酚。脱酚：回收酚。脱酚：回收酚。n n 不同煤种的煤气化产率不同煤种的煤气化产率不同煤种的煤气化产率不同煤种的煤气化产率n n烟煤：加压对煤气产率不利。原因：高压时产生烟煤：加压对煤气产率不利。原因：高压时产生烟煤：加压对煤气产率不利。原因：高压时产生烟煤：
20、加压对煤气产率不利。原因：高压时产生CH4CH4多，多，多，多，COCO、H2H2少。少。少。少。n n泥炭和褐煤：低温时加压产率低，高温时加压产率高。原泥炭和褐煤：低温时加压产率低，高温时加压产率高。原泥炭和褐煤：低温时加压产率低，高温时加压产率高。原泥炭和褐煤：低温时加压产率低，高温时加压产率高。原因：低级煤含因：低级煤含因：低级煤含因：低级煤含C C量少，加压可使气化更完全。量少，加压可使气化更完全。量少，加压可使气化更完全。量少，加压可使气化更完全。第20页/共68页第二十一页，共68页。图图 9.6图图 9.7第21页/共68页第二十二页，共68页。鲁奇加压气化鲁奇加压气化鲁奇加压气
21、化鲁奇加压气化(q hu)(q hu)法特点法特点法特点法特点n n优点：物料逆流操作、氢耗低、优点：物料逆流操作、氢耗低、优点：物料逆流操作、氢耗低、优点：物料逆流操作、氢耗低、C C含量恒定，动力学含量恒定，动力学含量恒定，动力学含量恒定，动力学条件好，气体作合成气时压缩费用低。条件好，气体作合成气时压缩费用低。条件好，气体作合成气时压缩费用低。条件好，气体作合成气时压缩费用低。n n缺点：煤的粒度要求严格，粒度小的煤可使生产能力缺点：煤的粒度要求严格，粒度小的煤可使生产能力缺点：煤的粒度要求严格，粒度小的煤可使生产能力缺点：煤的粒度要求严格，粒度小的煤可使生产能力下降；需要处理产生下降；
22、需要处理产生下降；需要处理产生下降；需要处理产生(ch(ch nshng)nshng)的低温干馏气体；的低温干馏气体；的低温干馏气体；的低温干馏气体；水蒸气转化率低，只有水蒸气转化率低，只有水蒸气转化率低，只有水蒸气转化率低，只有3040%.3040%.n n水蒸气转化率可采取液态排渣措施来提高。水蒸气转化率可采取液态排渣措施来提高。水蒸气转化率可采取液态排渣措施来提高。水蒸气转化率可采取液态排渣措施来提高。n n用出炉粗煤气用出炉粗煤气用出炉粗煤气用出炉粗煤气(含有水蒸气含有水蒸气含有水蒸气含有水蒸气)与热粗煤气发生变换反与热粗煤气发生变换反与热粗煤气发生变换反与热粗煤气发生变换反应，可以减
23、少水蒸气的消耗。应，可以减少水蒸气的消耗。应，可以减少水蒸气的消耗。应，可以减少水蒸气的消耗。n n鲁奇加压气化法的消耗指标见表鲁奇加压气化法的消耗指标见表鲁奇加压气化法的消耗指标见表鲁奇加压气化法的消耗指标见表9.4.9.4.第23页/共68页第二十四页，共68页。3.3.液态液态液态液态(yti)(yti)排渣加压气化法排渣加压气化法排渣加压气化法排渣加压气化法n n炉的上部与鲁奇法一样，下部不同。结构图如图炉的上部与鲁奇法一样，下部不同。结构图如图炉的上部与鲁奇法一样，下部不同。结构图如图炉的上部与鲁奇法一样，下部不同。结构图如图9.9.9.9.n n特点：蒸汽用量少、气化温度高灰渣为液
24、态。熔特点：蒸汽用量少、气化温度高灰渣为液态。熔特点：蒸汽用量少、气化温度高灰渣为液态。熔特点：蒸汽用量少、气化温度高灰渣为液态。熔渣连续渣连续渣连续渣连续(linx)(linx)从下部排出后进入急冷室，冷成从下部排出后进入急冷室，冷成从下部排出后进入急冷室，冷成从下部排出后进入急冷室，冷成固体从灰箱排出。因此产生的废水少、固体从灰箱排出。因此产生的废水少、固体从灰箱排出。因此产生的废水少、固体从灰箱排出。因此产生的废水少、COCOH2H2可在较宽范围内调节，煤气适宜作合成气。可在较宽范围内调节，煤气适宜作合成气。可在较宽范围内调节，煤气适宜作合成气。可在较宽范围内调节，煤气适宜作合成气。n
25、n物料平衡、热量平衡数据如图物料平衡、热量平衡数据如图物料平衡、热量平衡数据如图物料平衡、热量平衡数据如图9.10.9.10.第24页/共68页第二十五页，共68页。9.9第25页/共68页第二十六页，共68页。4.鲁尔鲁尔(l r)100加压气化炉加压气化炉n n特点特点特点特点(tdi(tdi n)n)：操作压力更高：操作压力更高：操作压力更高：操作压力更高10MPa.10MPa.甲烷含量甲烷含量甲烷含量甲烷含量显著增加，氢含量减少。显著增加，氢含量减少。显著增加，氢含量减少。显著增加，氢含量减少。n n耗氧量、气化效率与压力的关系如图耗氧量、气化效率与压力的关系如图耗氧量、气化效率与压力
26、的关系如图耗氧量、气化效率与压力的关系如图9.11.9.11.9.11第26页/共68页第二十七页，共68页。2.2.沸腾床气化炉沸腾床气化炉沸腾床气化炉沸腾床气化炉n n细煤粉宜用沸腾床气化。细煤粉宜用沸腾床气化。细煤粉宜用沸腾床气化。细煤粉宜用沸腾床气化。n n优点：连续生产、温度分布均优点：连续生产、温度分布均优点：连续生产、温度分布均优点：连续生产、温度分布均匀、温度调节快、炉子构造简匀、温度调节快、炉子构造简匀、温度调节快、炉子构造简匀、温度调节快、炉子构造简单、投资少。单、投资少。单、投资少。单、投资少。n n缺点：有返混现象、反应温度缺点：有返混现象、反应温度缺点：有返混现象、反
27、应温度缺点：有返混现象、反应温度受原料灰熔点限制受原料灰熔点限制受原料灰熔点限制受原料灰熔点限制(xinzh)(xinzh)、不适宜于粘结性煤和好煤。不适宜于粘结性煤和好煤。不适宜于粘结性煤和好煤。不适宜于粘结性煤和好煤。第27页/共68页第二十八页，共68页。沸腾床气化沸腾床气化(q hu)法法n n沸腾床气化法也称温克勒沸腾床气化法也称温克勒沸腾床气化法也称温克勒沸腾床气化法也称温克勒(Winkler)(Winkler)气化法，分为气化法，分为气化法，分为气化法，分为WinklerWinkler、HTWHTW法两种。气化炉如图法两种。气化炉如图法两种。气化炉如图法两种。气化炉如图9.12.
28、9.12.n n优点：煤气生产能力弹性大、氧气耗量低、开停优点：煤气生产能力弹性大、氧气耗量低、开停优点：煤气生产能力弹性大、氧气耗量低、开停优点：煤气生产能力弹性大、氧气耗量低、开停操作简单、运行可靠操作简单、运行可靠操作简单、运行可靠操作简单、运行可靠(kko)(kko)、原料煤处理费用低、原料煤处理费用低、原料煤处理费用低、原料煤处理费用低、粉煤可全部利用，即使灰分为粉煤可全部利用，即使灰分为粉煤可全部利用，即使灰分为粉煤可全部利用，即使灰分为40%40%的煤也能运行。的煤也能运行。的煤也能运行。的煤也能运行。n n缺点：比高压法成本高，不适宜粘结性煤，气化缺点：比高压法成本高，不适宜粘
29、结性煤，气化缺点：比高压法成本高，不适宜粘结性煤，气化缺点：比高压法成本高，不适宜粘结性煤，气化温度必须低于灰熔点，灰中含温度必须低于灰熔点，灰中含温度必须低于灰熔点，灰中含温度必须低于灰熔点，灰中含C C量高。量高。量高。量高。n n高温法压力提高到高温法压力提高到高温法压力提高到高温法压力提高到1MPa1MPa，温度提高到，温度提高到，温度提高到，温度提高到1000C1000C，夹，夹，夹，夹带粉粒再循环，可用软褐煤生产合成气。带粉粒再循环，可用软褐煤生产合成气。带粉粒再循环，可用软褐煤生产合成气。带粉粒再循环，可用软褐煤生产合成气。第28页/共68页第二十九页，共68页。图图 9.12第
30、29页/共68页第三十页，共68页。(3)(3)气流气流气流气流(qli)(qli)床气化床气化床气化床气化炉炉炉炉n n很细的粉尘煤用气流床气化。很细的粉尘煤用气流床气化。很细的粉尘煤用气流床气化。很细的粉尘煤用气流床气化。通常煤与气化剂并流进入气化通常煤与气化剂并流进入气化通常煤与气化剂并流进入气化通常煤与气化剂并流进入气化炉。炉。炉。炉。n n优点：用粉煤比用块煤价格低、优点：用粉煤比用块煤价格低、优点：用粉煤比用块煤价格低、优点：用粉煤比用块煤价格低、不受煤种限制、无焦油酚等副不受煤种限制、无焦油酚等副不受煤种限制、无焦油酚等副不受煤种限制、无焦油酚等副产物、废水产物、废水产物、废水产
31、物、废水(fishu(fishu)少、可少、可少、可少、可以用加压气化法提高生产能力。以用加压气化法提高生产能力。以用加压气化法提高生产能力。以用加压气化法提高生产能力。n n高压气化缺点：对灰熔点高的高压气化缺点：对灰熔点高的高压气化缺点：对灰熔点高的高压气化缺点：对灰熔点高的原料煤排渣困难、气化效率较原料煤排渣困难、气化效率较原料煤排渣困难、气化效率较原料煤排渣困难、气化效率较低。因为必须采用很高温度才低。因为必须采用很高温度才低。因为必须采用很高温度才低。因为必须采用很高温度才能气化。能气化。能气化。能气化。第30页/共68页第三十一页，共68页。气流气流气流气流(qli)(qli)床气
32、化法床气化法床气化法床气化法n n1.1.考伯斯托茨克气化法考伯斯托茨克气化法考伯斯托茨克气化法考伯斯托茨克气化法n nKoppers-TotzekKoppers-Totzek法是用氧气和水蒸气作气化剂的常压气法是用氧气和水蒸气作气化剂的常压气法是用氧气和水蒸气作气化剂的常压气法是用氧气和水蒸气作气化剂的常压气化法，用细粉煤与气化剂并流的气流床产生煤气的方法化法，用细粉煤与气化剂并流的气流床产生煤气的方法化法，用细粉煤与气化剂并流的气流床产生煤气的方法化法，用细粉煤与气化剂并流的气流床产生煤气的方法(fngf(fngf)。n n粉煤粒度小于粉煤粒度小于粉煤粒度小于粉煤粒度小于0.1mm0.1m
33、m对于不同原料煤可以允许一定数量对于不同原料煤可以允许一定数量对于不同原料煤可以允许一定数量对于不同原料煤可以允许一定数量的大粒煤。煤的灰分应小于的大粒煤。煤的灰分应小于的大粒煤。煤的灰分应小于的大粒煤。煤的灰分应小于 40%40%，褐煤水分应小于，褐煤水分应小于，褐煤水分应小于，褐煤水分应小于68%68%，烟煤水分小于，烟煤水分小于，烟煤水分小于，烟煤水分小于12%12%。n n煤干燥和粉碎煤在同一工序进行。煤干燥用燃烧煤的热煤干燥和粉碎煤在同一工序进行。煤干燥用燃烧煤的热煤干燥和粉碎煤在同一工序进行。煤干燥用燃烧煤的热煤干燥和粉碎煤在同一工序进行。煤干燥用燃烧煤的热烟气，烟气把煤粉输送到煤
34、槽，再用旋风分离器将烟气烟气，烟气把煤粉输送到煤槽，再用旋风分离器将烟气烟气，烟气把煤粉输送到煤槽，再用旋风分离器将烟气烟气，烟气把煤粉输送到煤槽，再用旋风分离器将烟气和煤粉分离。烟气除尘最后用电除尘器控制标准。气化和煤粉分离。烟气除尘最后用电除尘器控制标准。气化和煤粉分离。烟气除尘最后用电除尘器控制标准。气化和煤粉分离。烟气除尘最后用电除尘器控制标准。气化炉和流程如下炉和流程如下炉和流程如下炉和流程如下第31页/共68页第三十二页，共68页。图图 9.13第32页/共68页第三十三页，共68页。第33页/共68页第三十四页，共68页。特点特点(tdin)：n n从给料机吹氧气和水蒸气将煤送入
35、反应器，氧气、泄气从给料机吹氧气和水蒸气将煤送入反应器，氧气、泄气从给料机吹氧气和水蒸气将煤送入反应器，氧气、泄气从给料机吹氧气和水蒸气将煤送入反应器，氧气、泄气与原料煤粉比例由温度确定与原料煤粉比例由温度确定与原料煤粉比例由温度确定与原料煤粉比例由温度确定(qudng)(qudng)，大部分灰分以，大部分灰分以，大部分灰分以，大部分灰分以液态排出。气化温度约液态排出。气化温度约液态排出。气化温度约液态排出。气化温度约15001600C15001600C，C C的转化率高。的转化率高。的转化率高。的转化率高。n nK KT T法主要用于生产合成气。有机物全部转化成稳定法主要用于生产合成气。有机
36、物全部转化成稳定法主要用于生产合成气。有机物全部转化成稳定法主要用于生产合成气。有机物全部转化成稳定的物质如的物质如的物质如的物质如CO2CO2、COCO、H2H2、H2OH2O等。气化炉中部氧化热等。气化炉中部氧化热等。气化炉中部氧化热等。气化炉中部氧化热量用于产生量用于产生量用于产生量用于产生10MPa10MPa的高压蒸汽。气化炉本身也可用水间的高压蒸汽。气化炉本身也可用水间的高压蒸汽。气化炉本身也可用水间的高压蒸汽。气化炉本身也可用水间接冷却产生低压水蒸气。但煤气需经二次水洗后再分离，接冷却产生低压水蒸气。但煤气需经二次水洗后再分离，接冷却产生低压水蒸气。但煤气需经二次水洗后再分离，接冷
37、却产生低压水蒸气。但煤气需经二次水洗后再分离，经电除尘后才到后续工序继续加工。经电除尘后才到后续工序继续加工。经电除尘后才到后续工序继续加工。经电除尘后才到后续工序继续加工。第34页/共68页第三十五页，共68页。n n（3）主要优缺点：）主要优缺点：n nK一一T气化法的技术成熟，有多年这行气化法的技术成熟，有多年这行经验；气化炉结构经验；气化炉结构(jigu)简单，维护简单，维护方便，单炉生产能力大；煤种适应性广，方便，单炉生产能力大；煤种适应性广，更换烧嘴还可气化液体燃料和气体燃料，更换烧嘴还可气化液体燃料和气体燃料，蒸汽用量低；蒸汽用量低；n n煤气中不含焦油和烟尘，甲烷含量很少煤气中
38、不含焦油和烟尘，甲烷含量很少（约（约0.2），有效成份（），有效成份（CO+H2）可）可达达8590%：不产生含酚废水，大大简：不产生含酚废水，大大简化了煤气净化工艺，生产灵活性大，开，化了煤气净化工艺，生产灵活性大，开，停车容易，负荷调节方便，碳转化率高停车容易，负荷调节方便，碳转化率高于流化床。于流化床。第35页/共68页第三十六页，共68页。n n 主要缺点：主要缺点：n n是为制煤粉需娶庞大的制粉设备，是为制煤粉需娶庞大的制粉设备，耗电量高；气化过程中耗氧最较耗电量高；气化过程中耗氧最较大，需设空分装置大，需设空分装置(zhungzh)，又需消耗大量电力；为将煤气，又需消耗大量电力；为
39、将煤气中含尘量降至中含尘量降至0.1mg/m3以下。需以下。需有高效除尘设备。在制煤粉过程有高效除尘设备。在制煤粉过程中，为防止粉尘污染环境，也需中，为防止粉尘污染环境，也需设置高效除尘装置设置高效除尘装置(zhungzh)，故操作能耗大，建厂投资高，故操作能耗大，建厂投资高n n为进一步提高气化强度和生产能为进一步提高气化强度和生产能力，在力，在K-T炉的基础上，后发展炉的基础上，后发展了谢尔了谢尔-考伯斯（考伯斯（Shell-Koppers）炉，即由原来的常压操作改进为炉，即由原来的常压操作改进为加压下气化，使生产能力大为提加压下气化，使生产能力大为提高。高。第36页/共68页第三十七页，
40、共68页。2.德士古气化德士古气化(q hu)法法n n德士古气化法是一种粉煤加压液态排渣方法。要求原德士古气化法是一种粉煤加压液态排渣方法。要求原德士古气化法是一种粉煤加压液态排渣方法。要求原德士古气化法是一种粉煤加压液态排渣方法。要求原料煤粒度小于料煤粒度小于料煤粒度小于料煤粒度小于0.1mm0.1mm制成水煤浆，煤浓度制成水煤浆，煤浓度制成水煤浆，煤浓度制成水煤浆，煤浓度70%70%。用泵将。用泵将。用泵将。用泵将煤浆加入气化炉，在煤浆加入气化炉，在煤浆加入气化炉，在煤浆加入气化炉，在1400C1400C和和和和4.0MPa4.0MPa下与氧气反应下与氧气反应下与氧气反应下与氧气反应(f
41、(f nyng)nyng)，生成熔融灰渣排出。，生成熔融灰渣排出。，生成熔融灰渣排出。，生成熔融灰渣排出。n n用废热锅炉回收热量产生蒸汽，粗煤气冷却到用废热锅炉回收热量产生蒸汽，粗煤气冷却到用废热锅炉回收热量产生蒸汽，粗煤气冷却到用废热锅炉回收热量产生蒸汽，粗煤气冷却到200C200C后后后后冷却并洗涤。流程如图冷却并洗涤。流程如图冷却并洗涤。流程如图冷却并洗涤。流程如图9.15.9.15.图图 9.15第37页/共68页第三十八页，共68页。n n废热锅炉废热锅炉废热锅炉废热锅炉(waste heat boiler);(waste heat boiler);n n 又称余热锅炉，利用生产过
42、程中的高温又称余热锅炉，利用生产过程中的高温又称余热锅炉，利用生产过程中的高温又称余热锅炉，利用生产过程中的高温(gown)(gown)物流作物流作物流作物流作为热源来生产蒸汽的换热器，它既是工艺流程中高温为热源来生产蒸汽的换热器，它既是工艺流程中高温为热源来生产蒸汽的换热器，它既是工艺流程中高温为热源来生产蒸汽的换热器，它既是工艺流程中高温(gown)(gown)物流的冷却器物流的冷却器物流的冷却器物流的冷却器,又是利用余热提供蒸汽的动力装置。又是利用余热提供蒸汽的动力装置。又是利用余热提供蒸汽的动力装置。又是利用余热提供蒸汽的动力装置。n n 如在乙烯装置中，将从管式炉出来的裂解气如在乙烯
43、装置中，将从管式炉出来的裂解气如在乙烯装置中，将从管式炉出来的裂解气如在乙烯装置中，将从管式炉出来的裂解气(温度高达温度高达温度高达温度高达800800900900)直接送入急冷废热锅炉，在直接送入急冷废热锅炉，在直接送入急冷废热锅炉，在直接送入急冷废热锅炉，在0.1s0.1s内温度降到内温度降到内温度降到内温度降到350350600600，这样既可以防止因过度裂解而降低乙烯收率，又可生，这样既可以防止因过度裂解而降低乙烯收率，又可生，这样既可以防止因过度裂解而降低乙烯收率，又可生，这样既可以防止因过度裂解而降低乙烯收率，又可生产产产产10MPa10MPa以上的高压蒸汽以上的高压蒸汽以上的高压
44、蒸汽以上的高压蒸汽,对提高整个工厂的热效率和经济效对提高整个工厂的热效率和经济效对提高整个工厂的热效率和经济效对提高整个工厂的热效率和经济效益起着重要作用。目前，在硝酸、硫酸、合成氨及石油炼制益起着重要作用。目前，在硝酸、硫酸、合成氨及石油炼制益起着重要作用。目前，在硝酸、硫酸、合成氨及石油炼制益起着重要作用。目前，在硝酸、硫酸、合成氨及石油炼制工业等许多生产过程中都普遍使用废热锅炉，使生产过程所工业等许多生产过程中都普遍使用废热锅炉，使生产过程所工业等许多生产过程中都普遍使用废热锅炉，使生产过程所工业等许多生产过程中都普遍使用废热锅炉，使生产过程所需的动力和热能得以全部或部分自给。需的动力和
45、热能得以全部或部分自给。需的动力和热能得以全部或部分自给。需的动力和热能得以全部或部分自给。第38页/共68页第三十九页，共68页。第39页/共68页第四十页，共68页。2.原料煤的组成和性质对气化原料煤的组成和性质对气化(q hu)的的影响影响n n水分：水分较高时只适宜用固定床加压气化水分：水分较高时只适宜用固定床加压气化水分：水分较高时只适宜用固定床加压气化水分：水分较高时只适宜用固定床加压气化(q hu)(q hu)法，法，法，法，因为这种方法床内温度高。因为这种方法床内温度高。因为这种方法床内温度高。因为这种方法床内温度高。n n灰分和灰熔点：灰分越低越好，固态排渣炉要求灰熔点灰分和
46、灰熔点：灰分越低越好，固态排渣炉要求灰熔点灰分和灰熔点：灰分越低越好，固态排渣炉要求灰熔点灰分和灰熔点：灰分越低越好，固态排渣炉要求灰熔点高，气化高，气化高，气化高，气化(q hu)(q hu)温度不能超过灰熔点；而液态排渣则温度不能超过灰熔点；而液态排渣则温度不能超过灰熔点；而液态排渣则温度不能超过灰熔点；而液态排渣则需要灰熔点低，气化需要灰熔点低，气化需要灰熔点低，气化需要灰熔点低，气化(q hu)(q hu)温度必须超过灰熔点。温度必须超过灰熔点。温度必须超过灰熔点。温度必须超过灰熔点。n n挥发组分：容易挥发组分首先反应或者混入产生的煤气挥发组分：容易挥发组分首先反应或者混入产生的煤气
47、挥发组分：容易挥发组分首先反应或者混入产生的煤气挥发组分：容易挥发组分首先反应或者混入产生的煤气中，影响煤气化中，影响煤气化中，影响煤气化中，影响煤气化(q hu)(q hu)过程和气化过程和气化过程和气化过程和气化(q hu)(q hu)结果。总结果。总结果。总结果。总的来说，挥发组分多，固定的来说，挥发组分多，固定的来说，挥发组分多，固定的来说，挥发组分多，固定C C就低，煤的热值低。就低，煤的热值低。就低，煤的热值低。就低，煤的热值低。第40页/共68页第四十一页，共68页。n n粘结性：粘结性煤在加热到粘结性：粘结性煤在加热到粘结性：粘结性煤在加热到粘结性：粘结性煤在加热到350450
48、C350450C时就形成胶时就形成胶时就形成胶时就形成胶质体，发生软化、熔融，有液相产物与煤粘在一质体，发生软化、熔融，有液相产物与煤粘在一质体，发生软化、熔融，有液相产物与煤粘在一质体，发生软化、熔融，有液相产物与煤粘在一起，析出挥发物固化后形成块状焦炭。这种煤气起，析出挥发物固化后形成块状焦炭。这种煤气起，析出挥发物固化后形成块状焦炭。这种煤气起，析出挥发物固化后形成块状焦炭。这种煤气化时需要破粘措施。由于有粘结性，所以用它作化时需要破粘措施。由于有粘结性，所以用它作化时需要破粘措施。由于有粘结性，所以用它作化时需要破粘措施。由于有粘结性，所以用它作焦化原料特别好，一般不用于气化。焦化原料
49、特别好，一般不用于气化。焦化原料特别好，一般不用于气化。焦化原料特别好，一般不用于气化。n n粒度粒度粒度粒度:煤的粒度可分为小于煤的粒度可分为小于煤的粒度可分为小于煤的粒度可分为小于6mm6mm的粉煤、小块和中的粉煤、小块和中的粉煤、小块和中的粉煤、小块和中块，机械化采煤粉煤含量块，机械化采煤粉煤含量块，机械化采煤粉煤含量块，机械化采煤粉煤含量(hnling)(hnling)高。褐煤易高。褐煤易高。褐煤易高。褐煤易风化裂碎风化裂碎风化裂碎风化裂碎,粉煤量较大。粉煤量较大。粉煤量较大。粉煤量较大。n n气流床用细粉煤；流化床气化可用粒度小于气流床用细粉煤；流化床气化可用粒度小于气流床用细粉煤；
50、流化床气化可用粒度小于气流床用细粉煤；流化床气化可用粒度小于6mm6mm的煤；固定床用块煤。的煤；固定床用块煤。的煤；固定床用块煤。的煤；固定床用块煤。第41页/共68页第四十二页，共68页。（一）移动床气化（一）移动床气化(q hu)法对煤法对煤质的要求质的要求1 1移动床常压气化法对煤质的要求移动床常压气化法对煤质的要求移动床常压气化法对煤质的要求移动床常压气化法对煤质的要求（1 1）水分）水分）水分）水分 Mt6%Mt6%。（2 2）挥发分）挥发分）挥发分）挥发分 Vdaf 10%.Vdaf 10%.（3 3）灰分）灰分）灰分）灰分 Ad 24%.Ad 24%.（4 4）煤灰熔融性）煤灰