煤化工原理

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煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析

煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析

煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析近些年,煤化工产业受到政府和社会舆论的持续关注,由于有关煤炭利用利用和煤化工污染物产生的环境污染问题,煤化工处理技术得到了大幅度改善。

本文综合介绍了煤化工过程基本原理、污染特征、受污染物特点和污染物质量控制技术,以及煤化工效能分析。

一、煤化工过程基本原理煤化工是继冶金、机械制造和化工等行业之后,又一个重要的工业部门。

煤的利用一般以煤的气化,直接或间接,将含碳的原料转化为气态烃(煤气)、水溶性液体(树脂)和固体(煤焦),以及由这些产物经过加工后构成的各种原料和成品的过程。

煤的化工处理过程可以一般分为以下几个环节:一是破碎,即将煤分层成细小的粒状,以便增加煤的表面积,提高煤的活性;二是萃取,采用不同的萃取剂将煤中的有机成分分离出来;三是杀菌,采用抗菌剂将煤化工过程中的污染物中的致病菌剂和毒素杀灭;四是煤气化,煤气化是利用煤中含有的煤气(烃气体),来制造化学品、热力能和电能;五是煤素处理,即将蒸馏煤素(液煤)中的气体和液体物质分离,然后进行处理;六是焦化,即将煤质熔融,然后冷却,最后加工处理,使其适用于相应的使用场合。

二、煤化工污染特征煤化工过程中,由于煤气化、煤素处理、焦化和萃取等活动而产生的废气、废水和固体物质是原料中没有的,并且主要是污染物。

1、煤化工废气污染特点煤化工废气污染物主要有有机物、挥发性有机物、一氧化碳、硫化氢和氨等。

有机物是一类具有潜在危害的污染物,其产生的VOCs 可以与其他污染物结合形成更大的健康风险。

煤化工的一氧化碳和硫化氢污染物特别严重,其产生的CO2和SO2有损大气环境,对人类健康也有危害。

2、煤化工废水污染特点煤化工废水污染物主要有有机物、悬浮颗粒、重金属、氨等,其中有机物和悬浮颗粒等污染物,具有比较大的毒性,重金属和氨等污染物,也会损害水体的生态环境,影响饮用水水质。

3、煤化工固体污染特点煤化工固体污染物主要有粉尘、黑烟和微粒等,它们的污染主要是由煤的热分解和煤的点火等活动产生的,煤烟和微粒可以在大气中传播,具有较大的污染力,而烟尘中含有多种毒性物质,可以引起慢性呼吸性疾病;微粒可以直接进入人体,对呼吸道和肺部有害。

煤化工技术原理

煤化工技术原理

煤化工技术原理
煤化工技术原理
煤化工是指以煤为原材料的化学工业,通过对煤进行深加工,不断延长其产业链,可以开发出数百种乃至上千种化工产品,具有产业链长、增值空间大、关联程度高、规模效益显著的特点,煤化工是经过化学加工使煤转化为气体,液体,固体燃料以及化学品的过程,生产出各种化工产品的工业。

据悉在煤的清洁高效利用中,煤制烯烃是公认和可行的发展方向,其中甲醇制烯烃是在世界范围内目前尚未实现工业化应用的关键技术,已经成为发展新型煤化工的瓶颈。

煤化工装备种类繁多,可分为动、静两大类装备。

其中,加氢反应器、气化炉、还原炉、器、盛运容器等压力容器和管道、阀门等属于静装备,泵、风机、压缩机、空分装备等属于动装备。

在煤化工行业中对于投资者而言,技术水平更高的新型煤化工项目无疑更有吸引力。

然而,在泡泡吹大之后,一旦发现项目的技术水平仍未过关,无疑将面临巨大的投资风险。

作为项目的实际运营者,煤化工企业面临的风险无疑更大。

所以技术是企业建立的根基。

煤化工技术:煤焦化、煤气化、煤液化。

煤焦化:将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,也称煤的干馏。

煤气化:煤在高温条件下借助气化剂的化学作用将固体碳转化为可燃气体(气体混合物)的热化过程。

煤液化:煤炭在溶剂作用和高温高压条件下,直接与气态氢发生反应,使煤的氢含量增加,最后转变为液体的过程。

煤化工考试重点总结范文

煤化工考试重点总结范文

一、煤化工的基本概念1. 煤化工:利用煤炭作为原料,通过化学加工方法,生产出各种化工产品的一种工业过程。

2. 煤化工的特点:原料丰富、成本低廉、应用广泛。

二、煤化工的分类1. 煤炭直接转化:包括煤炭气化、液化、干馏等。

2. 煤炭间接转化:包括煤炭与水蒸气反应生成合成气、合成气转化为甲醇、合成氨等。

三、煤炭气化1. 气化反应原理:煤炭与水蒸气在高温、高压下反应生成一氧化碳和氢气。

2. 气化方法:固定床气化、流化床气化、移动床气化等。

3. 气化产品:合成气、焦炭、煤焦油等。

四、煤炭液化1. 液化反应原理:在催化剂的作用下,将煤炭转化为液态烃类物质。

2. 液化方法:直接液化、间接液化等。

3. 液化产品:汽油、柴油、煤油等。

五、合成气制备1. 合成气原料:煤炭、天然气、生物质等。

2. 合成气制备方法:部分氧化、整体氧化、水蒸气变换等。

3. 合成气用途:合成甲醇、合成氨、合成汽油等。

六、合成甲醇1. 甲醇合成原理:合成气在催化剂的作用下,在高温、高压下反应生成甲醇。

2. 甲醇合成工艺:固定床合成、流化床合成等。

3. 甲醇用途:燃料、化工原料、医药等。

七、合成氨1. 氨合成原理:合成气在催化剂的作用下,在高温、高压下反应生成氨。

2. 氨合成工艺:合成氨装置、合成氨催化剂等。

3. 氨用途:化肥、合成氨水溶液、硝酸等。

八、煤化工的环保与安全1. 环保:减少污染物排放、提高资源利用率、降低能源消耗等。

2. 安全:加强安全管理、防止事故发生、提高应急处理能力等。

九、煤化工发展趋势1. 提高煤炭资源利用率,降低能源消耗。

2. 发展清洁煤化工技术,减少污染物排放。

3. 推广新型煤化工工艺,提高产业竞争力。

通过以上总结,可以看出煤化工考试的重点主要集中在煤炭的转化、合成气制备、合成产品、环保与安全以及发展趋势等方面。

考生在复习时应重点关注这些内容,并结合实际案例进行分析,提高自己的解题能力。

祝广大考生在煤化工考试中取得优异成绩!。

通俗易懂讲解煤化工

通俗易懂讲解煤化工

通俗易懂讲解煤化工煤化工是利用煤炭作为原料,通过一系列化学和物理过程转化为化工产品的行业。

煤炭是一种重要的化石能源,而煤化工则是将煤炭转化为更高附加值的产品,实现能源的利用和化学品的生产。

煤化工的主要过程包括煤气化、煤炭液化和煤炭气化。

煤气化是将煤炭在高温和压力下与氧气或水蒸气反应,生成合成气体的过程。

合成气体主要由一氧化碳和氢气组成,可以用于生产合成油、合成天然气和合成醇等燃料和化工原料。

煤炭液化是将煤炭在溶剂或催化剂的作用下,在高温和高压条件下转化为液体燃料的过程。

液化煤主要用于生产燃料油和化工原料。

煤炭气化是将煤炭在高温和高压下与水蒸气反应,生成合成气体的过程。

合成气体可以用于生产合成油、合成天然气和合成醇等燃料和化工原料。

煤化工的产品广泛应用于能源、化工、医药、农药、染料等行业。

其中,煤制油和煤制天然气是煤化工的重要应用领域。

煤制油是将合成气体通过催化剂转化为液体燃料的过程,可以生产出汽油、柴油和航空煤油等燃料。

煤制天然气是将合成气体通过一系列物理和化学处理,去除杂质和硫化物,得到高纯度的天然气。

煤制天然气可以替代传统天然气,用于供暖、发电和工业用途。

煤化工还可以生产出一系列化工原料和化学品。

比如,通过合成气体可以生产甲醇、乙醇、丙醇等醇类化合物,用于制造溶剂、塑料和涂料等化学品。

通过液化煤可以生产苯、甲苯、二甲苯等芳香烃化合物,用于制造染料、合成纤维和橡胶等化学品。

煤化工在能源转化和化学品生产方面具有重要意义。

通过煤化工技术,可以充分利用煤炭这一丰富的资源,实现能源的高效利用和化学品的多样化生产。

与此同时,煤化工也可以减少对传统石油和天然气资源的依赖,提高能源安全和化工原料的供应稳定性。

此外,煤化工还可以减少煤炭的排放和污染,实现煤炭清洁利用和环境保护的双重目标。

煤化工是将煤炭转化为化工产品的重要技术领域。

通过煤气化、煤炭液化和煤炭气化等过程,可以生产出合成气体、液体燃料和化学品等产品。

煤化工原理

煤化工原理

煤化工原理
煤化工是利用煤炭作为原料进行化学加工,生产出各种化工产品的一种工艺。

煤作为一种重要的化石能源,在煤化工中发挥着重要的作用。

煤化工原理是指通过一系列的化学反应和工艺操作,将煤转化为有机化学品和燃料。

本文将从煤化工的基本原理、工艺流程和应用领域等方面进行介绍。

首先,煤化工的基本原理是利用煤的化学成分进行加工和转化。

煤主要由碳、氢、氧、氮和少量的硫组成,其中碳是最主要的成分。

在煤化工过程中,通过加热、压力和催化剂等手段,可以将煤中的碳、氢等元素转化为烃类、酚类、醇类等有机化合物,从而生产出各种化工产品。

其次,煤化工的工艺流程主要包括煤气化、煤液化和煤焦化等环节。

煤气化是
将煤转化为合成气的过程,合成气主要由一氧化碳和氢气组成,可以用于生产甲醇、合成油等化工产品。

煤液化是将煤转化为液体燃料或化工产品的过程,可以生产出煤油、煤焦油等产品。

煤焦化是将煤转化为焦炭的过程,焦炭是重要的冶金原料和燃料。

另外,煤化工在能源化工、化工原料和化工产品等领域有着广泛的应用。

在能
源化工领域,煤化工可以生产出合成天然气、合成石油等替代石油和天然气的能源产品。

在化工原料领域,煤化工可以生产出甲醇、乙烯、苯等重要的化工原料。

在化工产品领域,煤化工可以生产出塑料、橡胶、合成纤维等各种化工产品。

总的来说,煤化工是一种重要的化工工艺,可以充分利用煤炭资源,生产出各
种化工产品和能源产品。

随着能源和化工行业的发展,煤化工在我国的地位和作用将会更加突出,对于提高能源利用效率和化工产品的多样化具有重要意义。

希望本文对煤化工原理有所帮助,谢谢阅读。

煤化工个人培训总结

煤化工个人培训总结

煤化工个人培训总结1. 前言在过去的一段时间里,我参加了一次关于煤化工的个人培训课程。

通过这次培训,我深入了解了煤化工的基本原理、工艺流程以及行业发展趋势。

在此笔记中,我将就培训内容进行总结,并谈谈我的学习心得和感受。

2. 煤化工基本原理煤化工是一门利用煤炭加工生产燃料、化工品的学科。

通过对煤炭进行分解、重组和转化,可以获得燃料气体、化工原料等有价值的产物。

在培训中,我学到了煤炭的组成和性质,了解了煤炭中的主要元素和含量对煤化工过程的影响。

通过煤炭的热解、气化、液化等过程,可以将煤炭转化为煤气、煤油、煤焦油等具有高附加值的产品。

3. 煤化工工艺流程煤化工的工艺流程是将煤炭进行加工转化的具体步骤。

在培训中,我学到了一些常见的煤化工工艺流程,如煤气化、煤直接液化、煤间接液化等。

通过了解这些工艺流程,我对煤化工的生产过程有了更加清晰的认识。

其中,煤气化是一种重要的煤化工工艺,它可以将煤炭转化为煤气,其中含有一氧化碳、氢气等。

这些气体可以用作燃料或用于合成化工原料。

另外,煤液化可以将煤炭转化为液体燃料,如煤油和煤焦油。

通过煤液化工艺,可以有效利用煤炭资源,减少对石油等化石燃料的依赖。

4. 煤化工行业发展趋势在培训中,我了解到煤化工是一个不断发展的行业,具有广阔的市场前景。

随着清洁能源和可持续发展的要求,煤化工行业的技术和工艺正在不断创新和改进。

下面是一些煤化工行业的发展趋势:- 煤炭资源的高效利用:随着煤炭资源的日益紧缺,煤化工技术可以更好地利用煤炭资源,提高资源利用效率。

- 低碳经济的推动:煤化工行业正致力于降低碳排放,发展低碳煤化工技术,以应对环境压力和全球气候变化的挑战。

- 生物质能源与煤化工的结合:将生物质能源与煤炭结合利用,可以提高能源的可持续性,并减少对传统石油等化石燃料的依赖。

5. 学习心得和感受通过这次煤化工个人培训,我对煤化工的基本原理和工艺流程有了更深入的了解。

同时,我也了解了煤化工行业的发展趋势,对煤化工的前景和挑战有了更清晰的认识。

煤化工生产技术知识全解

煤化工生产技术知识全解

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)均相气化反应速率
均相气化反应的速率取决于反应物的浓度、温度、压力及其 他条件。均相气化反应速率可用下述通式表示: r=kC mACnB 式中 k-反应速率常数; CA 、CB-反应物浓度; m 、n-反应物浓度的幂次。 由此可知,反应速率常数越大,则反应进行的越快;反应 物的浓度越高,反应进行的也越快。因此,在接近反应末期,反 应物浓度已很低,反应进行比较缓慢。 对于一定的反应,在一定的条件下k为定值。当外界条件改 变特别是温度改变时,将使k值发生变化。
3)几个主要的化学反应

煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析

煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析

煤化工过程基本原理,污染特征与效能分析煤化工是利用煤制取各种能源以及基本有机化学品的过程,包括热煤气化、热裂解、电煤气化、催化裂化等等。

不同的煤化工过程依据具体的化工装置进行分类,其基本原理可概括为:通过改变煤在压力、温度条件下的形态,使煤转变成其他形态的可利用物质;当煤发生热裂解作用时,温度越高发生的反应越多,其对环境会造成污染。

煤气化过程中,有效改变煤种温度和压力,可以产生大量的气态碳氢化合物,同时也会产生大量的固体碳的微粒,因而常常会污染大气,影响环境。

热裂解过程也会造成空气污染,在此过程中,将催化剂和煤一起置于高温的容器中,当温度维持在一定的条件时,煤中的深层碳氢化合物便可以被释放出来,但高温温度条件还会使空气中有毒且粘性的物质,如硫氧化物、碳氢化物等,影响大气环境,而且细小的碳颗粒会引起挥发性有机物污染。

煤化工过程的污染特征也是不容忽视的,煤气化过程中会产生大量的氮氧化物、硫氧化物、氯化物、二氧化硫等有毒有害物质,使大气环境中受到严重污染,而热裂解过程中排放出的烟雾微细悬浮物、有机物也会影响大气质量;电煤气化过程中,由于负责加热的系统较为封闭,可以减少对大气环境的污染,但是也会排放出苯等有毒物质。

不论煤化工过程中排放出的物质如何,为了提高其对环境的效能,需要采取有效的控制技术。

煤气化过程中,可以通过确定合理的反应温度、催化剂种类以及过程条件,减少碳、氮、硫的排放;热裂解过程中,可以采用替代能源或内燃机,减少对空气的污染;电煤气化过程中,可以采用不同的控制系统,比如脱硫技术、微细控制技术等,以加强对有毒有害物质的控制。

综上所述,煤化工过程的基本原理是通过改变煤在压力、温度条件下的形态转变为其他可用物质;煤化工过程污染特征主要是排放大量有毒有害物质,影响大气质量;而煤化工过程的效能可以通过使用不同的控制技术,来有效改善环境问题。

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1、简述以煤为原料制取基本有机化工原料的方法;针对传统煤化工的缺陷,说明当代煤化工完善的途径和方法。

答:煤为原料制取基本有机化工原料的方法有以下几种:①煤的干溜:将煤隔绝空气加热,随温度的升高,有机物逐渐开始分解,挥发性物质呈气态析出,残留不挥发物质是焦炭或者半焦。

按加热的终点温度不同,分为高温干馏(900~1100℃),中温干馏(700~900℃),低温干馏(500~600℃)。

②煤的气化:煤,焦,半焦在在高温常压或加压条件下,与气化剂(主要是水蒸气,空气或者他们混合气)反应转化为一氧化碳,氢等可燃性气体。

工业上应用较广的有固定床气化和沸腾床气化两种,气化中产生的二氧化碳通过高压水吸收方法除去,合成气中氢气与一氧化碳摩尔比可通过350到400度高温在四氧化三铁催化下,一氧化碳与水反应生成二氧化碳和氢气的可逆反应调节。

③煤与石灰熔融生产电石:工业电石是由生石灰与焦炭或无烟煤在电炉中2200度反应而制得。

电石是生产乙炔的重要原料,将电石水解即可得到乙炔。

④煤液化:煤直接加氢液化采用个高温高压氢气,在催化剂和溶剂作用下进行裂解、加氢等反应,将煤直接转化成相对分子质量较小的燃料油和化学原料的过程,煤的间接液化是先将煤气化得到的原料气经催化合成石油及其他化学产品的过程。

传统煤化工中煤焦化、煤电石、合成氨、煤制甲醇等领域存在着高能耗、高排放、高污染、资源利用率低、产品技术含量低等弊端。

在环保日益成为行业壁垒,发展循环经济为共识的大环境下,传统煤化工面临着技术升级、产业结构调整等问题。

现代煤化工的途径和方法:(1)洁净煤技术:在19世纪80年代初期,作为解决煤炭利用中环境、社会等难题的途径而提出该项技术。

洁净煤技术是对煤炭加工、利用、高效、洁净煤转化技术的总称。

其中涉及的煤转化技术包括:a.燃烧——获取能源b.煤炭气化——现代煤化工的龙头c.煤炭焦化——制取还原剂及燃烧;化学产品的回收与加工d.煤炭液化——制取液体燃料e.煤加工产品的综合利用(2)建设能源化工园:为了更大尺度范围内解决煤炭利用的效率,而提出了改口号。

建设能源化工园的基础需要大量的新技术、新设备以及高效率催化剂的开发成功,还需要煤气化、煤液化、煤焦化、煤制烯烃、煤制碳素材料新技术的重大突破。

(3)新能源技术:主要包括氢能源、甲醇经济—碳中性循环等物质基础。

2简述煤气化的原理。

从多相反应的原理出发,分析煤气化过程强化的途径和方法。

答:煤气化是指在气化炉内的高温下煤与气化剂生成煤气的过程。

煤气化过程的基本条件是:气化炉、气化原料和气化剂。

气化炉是煤炭气化的核心设备;气化剂为氧气或其他含氧物质如空气,水蒸气和二氧化碳等;气化原料为各种煤和焦炭。

煤气化的主要反应:①碳的氧化反应C+O2=CO2②碳的部分氧化反应2C+O2=2CO③二氧化碳还原反应C+CO2=CO+H2④水蒸气分解反应C+H2O(g)=CO+H2C+H2O(g)=CO2+2H2⑤一氧化碳变换反应CO+H2O(g)=CO2+H2⑥碳的加氢反应C+2H2=CH4⑦甲烷化反应CO+3H2=CH4+H2O煤气化气固反应原理:反应物从气体主体穿过静止气膜,传到固体颗粒表面(外扩散过程);反应物在固体颗粒内孔的传递(内扩散过程);反应物在固体表面活性位上被吸附,形成中间络合物(吸附过程);吸附的中间络合物之间或中间络合物和气体分子之间的表面化学反应(表面反应过程);产物从固体表面上脱附下来;产物通过固体颗粒内径传递到颗粒外表面处(内扩散过程);产物从颗粒外表面传递到气流主体中被带走(外扩散过程)。

对于外扩散控制的过程,气化过程进行的速率取决于气体向反应表面的质量传递速度,增加单位体积的反应表面,可达到强化过程的目的。

对于内扩散控制的过程,颗粒外表面和部分内表面参加反应,这是减少颗粒尺寸和提高反应温度是强化反应过程的关键。

对于动力学控制的的过程,反应物向颗粒表面的扩散阻力较小,反应在燃料的内表面和外表面都激烈的进行,在其他条件相同时,可提高温度来强化反应过程。

综上气化过程的强化途径有以下几种方式(1)提高气化反应的温度——气化反应的基本原理(2)减小原料煤粒度——提高固体颗粒与气相物质的接触面积。

(3)增大气化剂与煤粒的相对运动。

(4)提高气化剂中含氧量。

(5)增大压力——提高单位体积内气体物质的分子数。

(6)使用催化剂——改变反应的路径。

3结合煤分子结构的现代知识,说明烟煤炼焦的原理;讨论炼焦工艺参数对结焦过程的影响,并分析改善炼焦过程,提高焦炭质量的途径。

答:根据实验研究,煤的分子结构通常是指煤中大分子芳香族化合物结构即煤的大分子是由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环(含氮氧硫等元素)缩聚而成的基本结构单元核和连接在核周围的烷基侧链和各种官能团组成的基本结构单元通过化学键连接而成的三维结构,结构单元间通过桥键连接,烟煤是复杂的高分子有机化合物的混合物,它的基本单元结构是联合的芳核,在芳核周边带有侧链,年轻的烟煤芳核小,侧链多,年老烟煤则相反,煤在炼焦过程中,随温度的提高,连在芳核上的侧链不断脱落分解,芳核本身则缩合并稠环化,反应最终形成胶质体,化学产品和焦炭。

从室温到300℃,煤的基本性质不会发生变化,每种吸附的水分和气体在此阶段脱除,300到550℃是煤的分解、热聚为主,粘结性烟煤形成以液体为主的胶质体,阶段末期,胶质体固化形成半焦,其中,300到450℃,煤发生激烈的分解、热聚,生成大量的相对分子质量较小的气象组分和相对分子质量较大的粘稠液相组分,煤热解产生的焦油主要在该阶段析出,大约在450℃时候焦油的析出量最大,该阶段形成气液固三相混合物,称为胶质体,胶质体的特性对煤的粘结,成焦性有决定性作用,450到550℃,胶质体分解加速,开始缩聚,生成相对分子质量很大的物质,胶质体固化成为半焦;550到1000℃是成焦阶段,该阶段以缩聚反应为主,由半焦转化为焦炭,其中,550到750℃,半焦分解析出大量的气体,主要是氢气和少量的甲烷,称为热解的二次气体,体积收缩产生裂纹,次阶段不产生焦油,750到1000℃,半焦进一步分解,继续析出少量的气体,主要是氢气,同时半焦发生缩聚,使芳香碳网不断增大,结构单元的排列有序化进一步增强,最后半焦转化成为焦炭。

工艺条件对结焦过程的影响:①加热速度低温阶段:提高加热速度使煤样的胶质体温度范围加宽,流动性增加,从而改善煤样的黏结性,使焦块致密。

高温阶段:在较低的升温温度下,可以防止焦炭开裂。

局限性:现代焦炉炭化室内的结焦过程无法调节各阶段的加热,且实际上湿煤干燥,胶质体由于导热性能差,结焦速度慢,半焦和焦炭反而加热快,这是现代炭化室的根本缺点。

改进途径:可以提前进行预热。

②煤样粒度煤料粉碎后小于3mm的煤料质量与总质量的百分比,常规炼焦条件要求细度在80%左右,捣固炼焦细度一般大于95%。

③堆密度提高装炉煤的堆密度,有利于提高焦炭的质量,同时可以提高焦炉的生产能力,采用煤捣固,煤干燥预热,配型煤等方法,都在不同程度上提高了堆密度,增加焦炭强度的目的④添加物:可以加入粘结剂、瘦化剂等。

现行焦炉生产的主要缺点是炭化室炼焦,煤料的加热速度不匀,煤料堆密度在炭化室的上下方向上有差别,所得的焦炭块度、强度,气孔率和反应性都不均匀,为生产高强度的焦炭,需要在配煤中加入配入大量的炼焦煤。

合理配煤和选择破碎煤可以扩大炼焦资源,提高焦炭的物理和化学性质,提高装炉煤的堆密度是改善焦炭质量的主要途径,可以用不同方法增加弱黏结性煤用量,其中包括捣固装煤,部分配煤成型和团球,配煤中配有机液体和选择性破碎等,这些方法不仅改善焦炭质量,还提高了焦炉生产能力。

4、简述煤炭间接液化的工艺构成,讨论F-T合成的原理。

答:间接液化是先把煤炭在高温下与氧气和水蒸气反应,使煤炭全部气化、转化成合成气(一氧化碳和氢气的混合物),然后再在催化剂的作用下合成为液体燃料的工艺技术。

间接液化首先将原料煤与氧气、水蒸汽反应将煤全部气化,制得的粗煤气经变换、脱硫、脱碳制成洁净的合成气(CO+H2),合成气在催化剂作用下发生合成反应生成烃类,烃类经进一步加工可以生产汽油、柴油和LPG等产品。

F-T合成总的工艺流程主要包括煤气化、气体净化、变换和重整、合成和产品精制改质等部分。

合成气中的氢气与一氧化碳的摩尔比要求在2~2.5。

反应器采用固定床或流化床两种形式。

如以生产柴油为主,宜采用固定床反应器;如以生产汽油为主,则用流化床反应器较好。

此外,近年来正在开发的浆态反应器,则适宜于直接利用德士古煤气化炉或鲁奇熔渣气化炉生产的氢气与一氧化碳之摩尔比为0.58~0.7的合成气。

铁系化合物是费托合成催化剂较好的活性组分。

F-T合成的主要化学反应F-T合成的主反应:生成烷烃:nCO+(2n+1)H2 = CnH2n+2+nH2O生成烯烃:nCO+(2n)H2 = C n H2n+nH2O另外还有一些副反应,如:生成甲烷:CO+3H2 = CH4+H2O生成甲醇:CO+2H2 = CH3OH生成乙醇:2CO+4H2 = C2H5OH+ H2O结炭反应:2CO = C+CO2除了以上6个反应以外,还有生成更高碳数的醇以及醛、酮、酸、酯等含氧化合物的副反应。

F-T合成分成以下步骤:反应物吸附,链引发,链增长,链终止,产物脱附,产物再吸附和再进一步反应。

在一个工作状态下多相费托催化剂表面上,这些步骤的不同组合反应都有可能发生,造成许多物种在催化剂表面共存,包括反应物,含氧中间体和烃类中间体。

其反应原理:①碳化物机理:一氧化碳解离,金属碳化物和氧化物形成,接着金属碳化物加氢。

②含氧化合物机理:包括一氧化碳的化学吸附并和吸附氢反应生成烯醇类物种,利用相邻的基团通过缩合和脱水实现烯烃的增长,控制步骤是吸附态C o加氢。

CO插入机理:CO插入一个金属-甲烷基或金属-亚甲烷级碳健,接着加氢生成醇类或链烯烃类,控制步骤为C o加氢和脱水。

③CH2插入的表面碳化物(炭烯)机理:CO首先化学吸附并解离为吸附态的C和O,接着吸附的O快速加氢形成水,吸附碳加氢形成亚甲基的速度要慢得多,碳化物的形成仅限于表面或近表面层,控制步骤为表面碳加氢。

5、简述下列煤化工技术的进展(任选一)煤制甲醇、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇答:煤制天然气的主要工艺流程为:煤气化生产合成气,合成气通过一氧化碳变换和净化后,经过甲烷化反应生产天然气。

整个工艺在技术上是成熟的,现在国内外有关学者和公司将研发重心放到了气化技术的革新上。

煤制天然气的气化工艺可分为蒸汽-纯氧气化,加氢气化和催化蒸汽气化三种工艺。

蒸汽-纯氧气化工艺如图1所示,是传统的煤气化工艺,煤伴随着蒸汽和氧气进入气化炉内发生气化反应,生成的气化气中含有CO、H2、CO2、CH4和高级烃类如乙烷和丙烷。

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