电大应用化工专科毕业论文(定稿)

陕西广播电视大学

专科毕业论文

题目：煤气化工艺发展状况

姓名教育层次专科学号省级电大陕西专业应用化工分校榆林指导教师教学点子洲

二零一七年五月

目录

摘要 (3)

绪论 (3)

一、我国煤气化工艺技术的发展前景 (4)

1.煤气化技术的发展历史 (4)

1.1第一代炉型 (4)

1.2第二代炉型 (4)

1.3.我国煤气化工艺的现状 (4)

二、我国煤气工艺技术的流程 (4)

2.1水煤浆气化的工艺流程 (4)

2.2粉煤制气工作原理及工艺流程 (5)

三、我国煤气化发展工艺的前景 (5)

结束语 (6)

参考文献 (7)

煤气化工艺发展状况

【摘要】在阐述了我国煤气化工艺技术的发展背景和现状后，本文提出了我国煤化工的发展前景，这无异于为我国学缺油少气的国家资源的现状解决了一个瓶颈问题。煤气化工艺是以煤液化，IGCC加氢工艺以及液化工艺等技术为基础的。煤气化工艺技术对于我国如何解决合理利用煤炭资源，优化发展煤化工、煤制油和煤炭综合利用等问题上也做出了贡献，全国有近万台各种类型的气化炉在运行，其中以移动床气化炉为最多，占80%～90%虽然，国外已开发成功多种煤气化技术，但目前在国内较为成熟的仍然只是常压固定床气化技术。它广泛用于冶金、化工、建材、机械等工业行业和民用燃气，以UGI、水煤气两段炉、发生炉两段炉等固定床气化技术为主。

关键词：煤气化工艺技术，煤气化发展现状发展前景

绪论

全国有近万台各种类型的气化炉在运行，其中以移动床气化炉为最多，占80%～90%虽然，国外已开发成功多种煤气化技术，但目前在国内较为成熟的仍然只是常压固定床气化技术。它广泛用于冶金、化工、建材、机械等工业行业和民用燃气，以UGI、水煤气两段炉、发生炉两段炉等固定床气化技术为主。常压固定床气化技术的优点是操作简单，投资小，但技术落后，能力和效率低，污染重，急需技术改造。固定床气化工艺需要使用块煤，尤其是化肥行业普遍采用的水煤气炉目前只使用无烟块煤和焦炭，而机械化采煤使块煤率下降，导致块煤资源紧张，原料成本上升。另外水煤气工艺气化效率低，吹风气排放污染环境，我国煤气化技术总体水平落后，与世界先进技术相比差距甚远。国家从“六五”至“九五”投入大量人力、物力，引进、研制、开发先进的煤气化技术。我国先后从国外引进的煤气化技术多种多样。如引进的水煤浆气化装置就有，物力，引进、研制、开发先进的煤气化技术。

一、我国煤气化工艺技术的发展背景

1. 煤气化工技术的发展历史

1.1第一代炉型

德国最早研发了煤气化工艺技术，到今天为止已经有百年历史。德国于1882年设计了世界第一台常压固定床空气间歇气化炉。随着工业化的发展，美国气体改进公司在1913年把常压固定床空气间歇气化炉改革成目前的UGI炉。第二代煤气化工艺技术的特点于加压的操作。随着第二代煤气化工艺技术的出现，KT 和Winkler两种第一代煤气化工艺技术停止了发展。

1.2第二代炉型

1930～1950年代，德国已经完成了第一代煤气化工艺技术的研究与开发。20世纪70年代，德国和美国已经开始研发第二代煤气化工艺技术，如：BGL、HTW、Texaco、Shell、KRW等工艺技术。

2. 我国煤气化工艺技术的现状

目前，煤气化的方法已经有很多了，美国的Texaco（德士古）水煤浆加压气化、美国DOW水煤浆加压气化；粉煤气化的典型代表工艺有荷兰Shell（壳牌）的SCGP粉煤气化工艺。这些新一代的煤气化工艺是水煤浆的概念，主要采用柱塞隔膜泵输送，从而克服了粉煤输送困难以及不安全等特点，美国通过反复的研究和实验对Texaco（德士古）水煤浆加压气化技术有了进一步的完善。早在20世纪80年代就已经投入了工业化生产，因此也成为第二代煤气化工艺技术的标志。

二、我国煤气化工艺技术的流程

2.1水煤浆气化的工艺流程

水煤浆气化是现代工业化生产中的主要煤气化工艺技术，它是煤经破碎至不大于6mm后，进入湿式球磨机与水、添加剂磨制成固含量为60%±2%的水煤浆，将其用隔膜泵送入气化炉烧嘴与含量大于99.6%的氧气在烧嘴出口处混合雾化后进入气化炉内进行气化反应，生成以CO+H2为主要成分的粗合成气。

在气化炉内进行的反应相当复杂，一般分为三步进行：①是煤的裂解和挥发分的燃烧，煤粉变成煤焦，放出大量的反应热；②是燃烧及气化反应，生成的煤焦一方面和剩余的氧气发生燃烧反应，生成CO、CO2等气体，另一方面，煤焦又

和水蒸气、CO2等发生化学反应，生成CO、H2；③是气化反应，主要进行的煤焦、甲烷等与水蒸气、CO2发生的气化反应生成CO和H2。产生的煤气经下降管进入激冷室，在出去灰、尘、渣后，含有饱和水蒸气的Texaco煤气经气、水分离，换热器的热量回收后，进入林德脱硫脱碳工序，净化后合成气被送入后续工序。

2.2粉煤制气工作原理及工艺流程

由载气携带的煤粉与氧气和蒸汽混合后进入气化炉，在高温高压的条件下碳、挥发分及部分反应产物(H2、CO等)以发生燃烧反应为主；在O2消耗殆尽之后发生碳的各种转化反应，气化炉顶部约1 500℃的高温煤气由除尘冷却后的冷煤气激冷到900℃左右进入废热锅炉。经废热锅回收热量后的煤气进入干式除尘及湿法洗涤系统，处理后的煤气尘含量小于1mg/m3送后续工序。由于煤粉夹带在气流中，固相颗粒的体积浓度较气体低，各个颗粒可以认为是被气体隔开而独立进行的燃烧和气化反应。在气化炉中进行燃烧和氧化时，受空间的限制，反应必须在数秒内完成。入炉煤小于0·1mm,粒度需达100%，以保证有足够的反应面积。气固相对速度低，反应朝反应物浓度降低的方向进行。因此必须提高反应温度,以增加反应推动力。在SCGP工艺中,因炉内气化温度高、反应速度快,尽管煤粉在气化炉中停留时间很短,但碳的转化率大于99%，由于为焰中心温度 2 000℃以上属高温气化，故液态排渣是其必然结果。

工艺流程：来自备煤工段的煤粉经常压粉煤、粉煤锁斗及粉煤给料仓,由高压气将粉煤送到气化炉喷嘴。来自空分的氧气经预热后导入喷嘴。粉煤、氧气及蒸汽在气化炉内高温加压条件下发生部分氧气反应，出气化炉顶部约1 500℃的高温煤气由除尘冷却后的冷煤气激冷到900℃左右,经输气管进入合成气冷却器。回收热量后的合成气进入干法除尘、湿法洗涤系统,洗涤后尘含量小于1mg/m3的合成气送出界区。合成气冷却器产生的高、中压蒸汽配入粗合成气中、气化炉水冷壁副产的中压蒸汽可供压缩机透平使用。

三、我国煤气工艺技术的发展前景

对煤炭、石油的依赖度高，而发展煤化工产业以在更多领域依靠煤炭替代石油、天然气等能源是必要的，但发展煤化工产业需要走清洁、高效的发展路线。煤化工发展不仅要考虑煤资源合理利用，还要考虑到环境容量、水资源及市场等制约因素；煤化工发展必须符合国家节能减排工作的要求，要从全生命周期的角