煤炭加压气化技术的研究及开发_步学朋
煤炭气化技术的发展与应用潜力
煤炭气化技术的发展与应用潜力煤炭是我国主要的能源资源之一，然而，传统的燃煤方式不仅对环境造成了严重的污染，还浪费了煤炭资源。
为了解决这一问题，煤炭气化技术应运而生。
煤炭气化技术是将煤炭转化为合成气的一种技术，它具有广泛的应用潜力和巨大的经济效益。
首先，煤炭气化技术可以有效减少煤炭资源的浪费。
煤炭气化技术可以将煤炭中的有机物质转化为合成气，而合成气可以用于发电、炼油和化工等领域。
通过煤炭气化技术，我们可以更加充分地利用煤炭资源，减少煤炭的浪费，提高能源利用效率。
其次，煤炭气化技术可以减少环境污染。
相比于传统的燃煤方式，煤炭气化技术可以将煤炭中的硫、氮等有害物质转化为气体，减少了大气污染的产生。
同时，煤炭气化技术还可以通过合成气中的一系列净化工艺，将合成气中的颗粒物、重金属等有害物质去除，达到净化环境的目的。
因此，煤炭气化技术在改善空气质量、保护环境方面具有重要作用。
此外，煤炭气化技术还可以推动能源结构的转型。
目前，我国能源结构仍然以煤炭为主，而煤炭气化技术可以将煤炭转化为合成气，进而用于发电、炼油和化工等领域，实现能源的多元化利用。
通过推广煤炭气化技术，我们可以减少对传统燃煤发电的依赖，提高能源的清洁利用水平，推动能源结构的转型。
此外，煤炭气化技术还可以促进经济发展。
煤炭气化技术的应用可以带动相关产业的发展，创造就业机会，促进经济增长。
同时，煤炭气化技术还可以提高能源利用效率，降低能源成本，提高企业竞争力。
因此，煤炭气化技术的发展与应用潜力巨大。
然而，煤炭气化技术也面临一些挑战。
首先，煤炭气化技术的投资成本较高，需要大量的资金支持。
其次，煤炭气化技术的运行过程中会产生大量的二氧化碳，对气候变化产生负面影响。
因此，如何降低煤炭气化技术的投资成本，同时减少二氧化碳排放，是当前亟待解决的问题。
总之，煤炭气化技术的发展与应用潜力巨大。
通过煤炭气化技术，我们可以更加充分地利用煤炭资源，减少煤炭的浪费，提高能源利用效率。
煤气化技术的研究和应用现状分析
煤气化技术的研究和应用现状分析一、引言煤气化技术是指将煤作为原料，在高温、高压和缺氧的条件下进行化学反应，生成合成气的一种技术。
自20世纪初期开始，煤气化技术就一直受到了人们的关注，成为了产生合成气和一系列化工产品的重要途径之一。
煤气化技术的研究和应用现状分析，对于推动我国能源结构优化升级和经济发展具有重要意义。
二、煤气化技术的研究现状煤气化技术的研究涉及到多个领域，主要包括煤气化反应机理的研究、反应器工程技术的研究、煤气化过程中产生的煤气中的污染物的处理技术等方面。
（一）煤气化反应机理的研究煤气化反应机理是指在化学反应中煤本身所发生的变化，这是研究煤气化技术的重要基础。
目前，关于煤气化反应机理的研究主要包括以下几个方面：煤的结构特征、煤的裂解反应、煤的气化反应以及煤的灰熔化行为等。
（二）反应器工程技术的研究反应器是煤气化技术的核心设备，也是保证煤气化反应能够高效进行的关键。
目前，煤气化反应器主要分为实验室规模反应器和工业规模反应器，其中以工业规模反应器为主。
近年来，随着科技的不断发展，工业规模反应器的使用范围不断扩大，尺寸和反应处理量均有较大增长。
（三）煤气化过程中产生污染物的处理技术煤气化反应中产生大量的废水、废气和固体废弃物，其中含有大量的污染物，严重影响了环境和人类健康。
因此，煤气化后的污染物的处理技术也成为了煤气化技术必须重视的一个方面。
三、煤气化技术的应用现状分析煤气化技术的应用现状主要涉及到煤气化技术在能源、化工、燃料等领域的应用情况。
（一）煤气化技术在能源领域的应用随着能源需求不断增加，煤气化技术在能源领域的应用也日益广泛。
目前，煤气化技术在燃气发电、城市煤气和煤化工领域中得到了广泛应用。
（二）煤气化技术在化工领域的应用煤气化技术是生产合成氨、合成甲醇、合成油、二甲醚、苯乙烯等重要化工产品的重要途径之一。
目前，煤气化技术在化工领域的应用已经取得了很大的成功，且应用领域也在不断扩大。
煤炭气化技术研究与应用
煤炭气化技术研究与应用煤炭作为世界上最主要的化石能源之一，在人类经济发展中起到至关重要的作用。
然而，煤炭的传统燃烧方式不仅对环境造成极大的污染，还有限的化石燃料资源也使人们转向寻找更加清洁、高效利用煤炭资源的方法。
煤炭气化技术应运而生，为煤炭的可持续利用提供了新的机会。
本文将通过对煤炭气化技术的研究与应用进行探讨，以展示其在能源转型和环境保护方面的重要性。
煤炭气化是一种将煤炭转化为燃气或化学品的过程。
它通过高温下将煤炭与一定量的氧气或蒸汽反应，生成合成气（合成气主要由一氧化碳和氢气组成）。
合成气可以用作化学原料，用于生产合成油、合成天然气和合成燃料等。
与传统煤炭燃烧方式相比，煤炭气化具有以下几个重要的优点：首先，煤炭气化可以高效利用煤炭资源。
传统的煤炭燃烧方式在燃烧过程中会产生大量废气和固体废弃物，导致煤炭资源的浪费。
通过气化技术，可以将煤炭的能量有效转化为合成气，实现了能源的高效利用。
其次，煤炭气化可以减少环境污染。
煤炭燃烧产生的废气中含有大量的二氧化碳、硫化物和氮氧化物等有害物质，对大气环境和人体健康造成严重影响。
而煤炭气化过程中，废气会经过处理，二氧化碳可以被捕获和储存，减少二氧化碳排放。
此外，气化产生的合成气可以进一步用于替代高碳热能，减少传统燃煤电厂的污染排放。
再次，煤炭气化可以实现能源转型和经济转型。
随着全球对可再生能源的需求增加，煤炭气化技术可以为能源行业提供一种过渡解决方案，使煤炭得到清洁利用。
合成气可以用于生产更清洁的燃料，如合成天然气和合成柴油，以替代传统的石油燃料。
此外，合成气还可以用于化工行业，生产各种化学品，如合成甲醇、合成氨等。
与此同时，煤炭气化技术也存在一些挑战和限制。
首先，煤炭气化过程需要高温、高压和复杂的设备，需要大量的投资。
这对于一些发展中国家来说可能是一个限制因素，阻碍其推广和应用。
其次，气化过程中会产生大量的废弃物，如气化渣、焦炭等，对环境造成二次污染。
为了解决这个问题，研究者需要在气化技术中加入废弃物处理和利用的方法，实现资源的最大化利用。
煤炭地下气化技术研究与应用课件 (一)
煤炭地下气化技术研究与应用课件 (一)煤炭地下气化技术研究与应用课件煤炭地下气化技术是一种利用煤炭直接转化为燃料气的新型技术。
通过对高温高压下的煤炭进行间接气化，将煤炭中的化学能转化为燃料气，解决了传统煤炭开采方式中的环境污染和安全问题，是一种非常有前景的煤炭开采方式。
一、煤炭地下气化技术原理(一) 煤炭地下气化过程煤炭地下气化采用一种新的气化方式，通过利用煤炭内在气化反应，将煤炭内部的化学能转化为燃料气。
在地下工作面将氧、水蒸气、二氧化碳等气体送入地下煤炭中，通过煤与气混合反应，产生高温高压气体，将煤炭内部的化学能通过化学反应转化为燃料气，燃料气经过地上工厂加工处理后可作为燃料供应市场。
(二) 煤炭地下气化的优缺点优点：煤炭地下气化可以将深层煤层中的煤炭资源进行全面开采，储量大，上部地质条件无限制。
地下气化过程中产生的废弃物可以封存回填到井下，不仅减少了地面安全隐患，而且能够减少环境污染和二氧化碳排放。
缺点：由于煤炭地下气化是一种间接气化方式，反应过程较为复杂，容易产生煤炭留渣和渗透水等问题。
大型的地下气化项目需要消耗大量的资金和技术投入，从而存在一定的经济风险。
二、煤炭地下气化技术研究和应用现状近年来，在国内外开展了一系列的煤炭地下气化技术研究和应用探索。
国际上的代表性地下气化项目有美国的地下气化试验项目、苏联和德国等的工业化地下气化项目；国内的典型地下气化项目有宝山、新河、云南三条工业生产线。
目前，煤炭地下气化技术已经成为国家能源政策的重要组成部分。
新型煤化工产业已经成为我国经济发展的新动力，政府也对煤炭地下气化技术进行了大力支持。
三、煤炭地下气化技术发展趋势(一) 技术集成化趋势目前我国的煤炭地下气化技术主要是以气化、加工、储存、输送四个方面进行独立开发。
随着技术的不断发展，未来的趋势是更多地将协同处理、内在相容性以及多重功能草案融合在一起，实现技术的集成化。
(二) 高效、低成本等技术趋势煤炭地下气化技术虽然在实际应用中已经具有开采效率高、资源利用充分等显著优势，但是高成本、复杂设备等问题也对其发展带来了困境。
刍论煤加压气化技术的发展
刍论煤加压气化技术的发展摘要：作为现代煤炭利用的新型途径，煤加压气化技术的发展得到了长足的发展。
本文阐述了煤加压气化技术所具有的优势和流程。
同时此种成熟可靠的技术可以适用于各种煤炭种类，是众多大型氮肥企业可选用的气化技术之一。
关键词：煤加压气化技术发展在现如今国内外以煤为原料的化工产品生产中，大多采取了多种样式的煤气化工艺，如粉煤流化床气化、常压固定床间歇气化、粉煤气流床气化、碎煤加压气化，包括GSP炉、Shell炉、Texaco炉等，各样式的气化方法都会有自身的优缺点，对原料煤品质的要求也不尽相同。
同时，在技术成熟程度、工艺的先进性方面也有着差异。
所以，在实际中我们要根据采用的煤种类、产品结构、技术成熟可靠性及投资来选择气化方法。
一、煤加压气化技术概述鲁奇气化炉是当前世界上在众多加压煤气化工艺中再运装置和业绩最多的炉型，当前世界上最成功也是唯一的大型煤制油化工联合体是坐落于南非的SA-SOL公司，其所应用的煤气化技术就是来自德国的鲁奇加压气化技术。
该公司现有气化炉97台，其中SASOLⅠ厂有17台（13台MKⅢ型、3台MK Ⅳ型和1台能力为66000m3/h的MKⅤ型），SASOLⅡ厂和SASOLⅢ厂各有40台内径为3.8m、能力为41000m3/h的MKⅣ型气化炉，SASOL鲁奇气化炉设备的利用率能够达到94%。
在国内，鲁奇煤气化炉也有一些成功的应用范例：山西化肥厂改造工程，增建1台气化炉；哈尔滨依兰气化厂，5台气化炉；山西化肥厂一期工程，4台气化炉；河南省义马气化厂一期，3台气化炉；云南解化煤制氨，共14台气化炉；山西潞安煤基16万t合成油示范工程，4台气化炉；河南省义马气化厂二期工程，2台气化炉。
目前在建的大唐国际SNG的化工厂、新疆广汇80万t二甲醚一期工程，均采用该气化工艺。
鲁奇煤气化技术所具有优点包括：1、在融合了术高效的熔渣气化技术和成熟的移动床加压气化技所具有的优点后，可以充分的气化劣质煤；2、煤炉逆向气化，煤在炉内停留时间高达1h，反应炉操作温度和炉出口煤气温度低；3、较低的氧耗量，在目前三类气化方法中氧耗量是最低的；4、该技术的热效率高于流化床气化技术的效率；5、最终所得到的总体工艺效率要比其它气化技术要高；6、在经过之前大量工业化应用验证的基础上，该技术安全可靠；7、几乎全部能够利用原料煤中的碳，碳转化率在99.5%以上，不会有无资源的浪费；8、在分离粗气中的焦油后直接可加工成副产品，也可在气化炉中进行气化；9、较小的废水处理装置，气化炉排渣可筑路、无污染；10、投资低，性价比高。
煤炭加压气化技术的研究及开发_步学朋
收稿日期:2001Ο02Ο15作者简介:步学朋(1962-),男,山东济南人,硕士,高级工程师,从事煤炭气化的研究工作。
特约专稿煤炭加压气化技术的研究及开发步学朋,彭万旺(煤炭科学研究总院北京煤化学研究所,北京 100013)摘 要:简要介绍了北京煤化学研究所在加压固定床气化———包括D 650mm 中试和D 100mm 小试气化技术,D 300mm 和D 100mm 加压流化床气化技术,加压气流床气化数学模拟等方面的研究和开发情况,给出了典型煤种在不同气化炉、不同操作条件下的试验数据,讨论了我国煤炭气化技术的发展前景。
关键词:固定床气化;流化床气化;加压气化;气流床气化中图分类号:TQ546 文献标识码:A 文章编号:1005Ο2798(2001)03Ο0014Ο05 煤炭气化是将固体煤炭转变为煤气,它广泛应用于生产化工合成气(如合成氨、甲醇等)、工业燃料气、城市煤气等领域,是洁净煤技术的重要组成部分。
随着煤炭液化技术的发展和商业化以及先进的整体煤气化联合循环发电技术(IGCC )、第二代PF 2BC 及燃料电池(IGFC )的开发应用,煤炭气化技术将起到越来越重要的作用。
煤炭科学研究总院北京煤化学研究所从50年代开始,先后开展了煤炭地下气化、常压移动床发生炉气化试验研究、D 200mm 文氏管排灰流化床气化炉试验、单双筒熔渣池气化炉研究,开发了D 116m 水煤气两段炉和D 0185m 、D 2m 一段、两段发生炉及上下鼓风反火炉并用于矿区气化、制备工业燃料气等。
80年代以来,又开展了煤炭加压气化技术研究,下面将简要介绍这方面的研究及开发情况。
1 加压固定床气化技术研究开发111 D 650mm 中试气化技术70年代末,北京煤化所承担国家科委建立中试气化试验装置的任务,1983年进行设备安装,中试装置的气化炉内径为650mm ,燃料层高度为2m ,运行压力为2～215MPa (最高3MPa ),气化强度(煤气)为850～1500Nm 3/h ・m 2,耗煤量为200～500kg/h ,炉出口温度上限为560℃。
煤炭气化技术的发展与应用前景展望
煤炭气化技术的发展与应用前景展望随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，寻找替代传统能源的技术和资源已成为当务之急。
在这一背景下，煤炭气化技术作为一种高效、清洁的能源转化方式，引起了广泛关注。
本文将探讨煤炭气化技术的发展历程、应用领域以及未来的前景展望。
煤炭气化技术是将煤炭转化为合成气（一种由一氧化碳和氢气组成的气体）的过程。
这种技术最早在19世纪末开始发展，并在20世纪初实现了工业化应用。
然而，由于当时的技术限制和能源市场的变化，煤炭气化技术并没有得到广泛应用。
随着科技的进步和环境问题的日益突出，煤炭气化技术再次受到重视。
与传统的煤炭燃烧相比，煤炭气化技术具有诸多优势。
首先，煤炭气化可以将煤炭中的有害物质如硫、氮等进行有效去除，减少了大气污染物的排放。
其次，煤炭气化产生的合成气可用作燃料，取代传统的煤炭燃烧，减少了温室气体的排放，对缓解气候变化具有积极意义。
此外，煤炭气化还可以生产化学品和液体燃料，提高能源利用效率。
煤炭气化技术的应用领域广泛，涵盖了能源、化工、冶金等多个领域。
在能源领域，煤炭气化可以用于发电、供热和城市燃气等方面。
煤炭气化发电可以提高煤炭利用效率，减少能源消耗和环境污染。
在化工领域，煤炭气化可以生产合成氨、甲醇、乙二醇等化学品，满足工业生产的需求。
此外，煤炭气化还可以用于冶金行业，生产高纯度的一氧化碳和氢气，用于金属冶炼和合金制备。
然而，煤炭气化技术在实际应用中仍面临一些挑战。
首先，煤炭气化过程需要大量的能源投入，导致能源消耗增加。
其次，煤炭气化废水和废气的处理成本较高，需要进一步研究和改进。
此外，煤炭气化技术的推广和应用还面临技术标准和政策法规等方面的制约。
未来，煤炭气化技术的发展前景仍然广阔。
随着科技的不断进步，煤炭气化技术将更加高效、环保和经济。
煤炭气化技术与可再生能源如风能、太阳能等的结合，可以实现能源的互补和平衡，提供可持续的能源供应。
此外，煤炭气化技术的应用还可以促进区域经济发展和能源结构优化，提高能源安全和国家竞争力。
加压粉煤流化床气化技术试验研究_彭万旺
第21卷 第4期煤 炭 转 化V o l.21 No.4 1998年10月CO A L CO NV ERSION Oct.1998加压粉煤流化床气化技术试验研究彭万旺1) 步学朋1) 王乃计2) 谢可玉3) 逄 进3)吴海福1) 陈 庆2) 邓一英2) 张建敏2) 文 芳2)摘 要 一套日处理5t煤的加压流化床粉煤气化技术试验装置建成并投入试验运行。
进行了5种原料的气化试验。
试验采用螺旋和喷嘴两种加料方式。
气化炉内的灰团聚与灰选择性分离技术相结合使气化灰渣含灰达90%,煤气冷凝液中无焦油类物质。
气化炉产生的煤气供低热值煤气燃烧试验和燃气轮机叶片磨蚀试验之用。
介绍了加压流化床气化的工艺试验内容,煤种试验结果及环境特性数据。
连续运行试验基本验证了该加压流化床气化系统的工艺可行性、装置可操作性、运行稳定性和操作安全性。
关键词 加压,流化床,煤气化中图分类号 TQ541,TQ5340 引 言60年代,在国家科委的支持下,煤炭科学研究总院北京煤化学研究所开始进行了流化床灰团聚气化技术的研究,从“六五”起,煤化所又持续承担国家科技攻关项目,进行加压固定床和加压流化床气化技术的研究。
根据国家科委科技“攻关”的安排,“八五”期间开展第二代PFBC的研究工作,由煤炭科学研究总院北京煤化学研究所与上海发电设备成套研究所联合攻关,北京煤化所在进行煤炭加压流化床气化工艺试验和煤种试验的同时,为低热值煤气补燃试验和燃气轮机叶片磨蚀试验研究提供所需燃气。
1 流化床气化系统工艺流程及试验条件1.1 试验装置工艺流程 加压流化床煤气化系统由煤制备单元、蒸汽锅炉、空气压缩机、加料、出灰系统,流化床气化炉、煤气处理单元、过程控制与数据采集系统和分析单元等主要部分组成,试验系统工艺流程见第68页图1.除空气压缩机为上海发电设备成套研究所原有设备外,其它均为新建系统。
流化床气化炉为试验系统的中心设备,设计压力为2.5M Pa,设计温度为1150℃,耐压筒体的外径为1m,其内衬耐火和保温材料,主反应段内径为300mm,炉体高度为5.5 m. 原料煤制备单元为气化炉准备0m m～6mm 的原料煤,气化炉工艺蒸汽由一台自动化操作的柴油锅炉提供,蒸汽压力为 1.6M Pa,空气气源则是来自于额定压力为1.2M Pa的空气压缩机。
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收稿日期:2001Ο02Ο15作者简介:步学朋(1962-),男,山东济南人,硕士,高级工程师,从事煤炭气化的研究工作。
特约专稿煤炭加压气化技术的研究及开发步学朋,彭万旺(煤炭科学研究总院北京煤化学研究所,北京 100013)摘 要:简要介绍了北京煤化学研究所在加压固定床气化———包括D 650mm 中试和D 100mm 小试气化技术,D 300mm 和D 100mm 加压流化床气化技术,加压气流床气化数学模拟等方面的研究和开发情况,给出了典型煤种在不同气化炉、不同操作条件下的试验数据,讨论了我国煤炭气化技术的发展前景。
关键词:固定床气化;流化床气化;加压气化;气流床气化中图分类号:TQ546 文献标识码:A 文章编号:1005Ο2798(2001)03Ο0014Ο05 煤炭气化是将固体煤炭转变为煤气,它广泛应用于生产化工合成气(如合成氨、甲醇等)、工业燃料气、城市煤气等领域,是洁净煤技术的重要组成部分。
随着煤炭液化技术的发展和商业化以及先进的整体煤气化联合循环发电技术(IGCC )、第二代PF 2BC 及燃料电池(IGFC )的开发应用,煤炭气化技术将起到越来越重要的作用。
煤炭科学研究总院北京煤化学研究所从50年代开始,先后开展了煤炭地下气化、常压移动床发生炉气化试验研究、D 200mm 文氏管排灰流化床气化炉试验、单双筒熔渣池气化炉研究,开发了D 116m 水煤气两段炉和D 0185m 、D 2m 一段、两段发生炉及上下鼓风反火炉并用于矿区气化、制备工业燃料气等。
80年代以来,又开展了煤炭加压气化技术研究,下面将简要介绍这方面的研究及开发情况。
1 加压固定床气化技术研究开发111 D 650mm 中试气化技术70年代末,北京煤化所承担国家科委建立中试气化试验装置的任务,1983年进行设备安装,中试装置的气化炉内径为650mm ,燃料层高度为2m ,运行压力为2～215MPa (最高3MPa ),气化强度(煤气)为850～1500Nm 3/h ・m 2,耗煤量为200～500kg/h ,炉出口温度上限为560℃。
1984年5月开始煤种试验,先后成功地进行了沈北、蔚县、黄县、依兰、窑街等五个典型中国煤种的半工业性试验,累计运行1000多小时。
D 650mm 气化炉试验操作稳定,结果重现性好,取得的数据完整可靠。
其中龙口褐煤、蔚县长焰煤和依兰煤的气化试验结果分别为相应的三个城市煤气化工程项目的可行性研究报告所采用,窑街长焰煤的试验结果则直接被国外设计单位所采用,作为兰州城市煤气工程设计的依据。
表1为典型试验结果及依兰煤与东德的D 316m 气化炉上进行的工业性试验结果对比。
可见D 650mm 加压中试装置操作比较稳定,结果波动较少。
对照依兰煤中试和工业装置两个试验结果,可见在近似的操作条件下,其一致性很好,粗煤气中主要组分差异小于3%。
在中试装置上进行不同工艺条件对比试验所得出的最佳汽氧比(510kg/Nm 3)及不需要搅拌装置等结论完全被P KM316m 炉试验结果所证实,主要消耗指标十分接近。
由此可以认为,D 650mm 中试结果用于工业设计是可靠的。
112 D 100mm 加压小试气化及煤炭加压气化基础特性研究由于中试费用较高,为进行大量煤种试验,有必要开发小型试验装置。
为此北京煤化所牵头承担“七五”“中国煤种资源数据库”的攻关工作,作为其中一部分,北京煤化所开展了“煤炭加压气化基础特性研究”,开发了D 100mm 固定床气化小型试验装置。
气化炉设计压力为510MPa ,运行压力为310MPa ,气化炉高度为315m ,气化炉配置操作参数、气体组成等在线检测分析系统,可采集完整的试验数据。
在该装置上先后进行了从云南先锋、龙口褐煤到焦作、晋城无烟煤等40余种典型不同变质程度中国煤种的气化试验,积累了丰富的试验经验和取得大量试验结果。
气化炉操作参数指标及同期进行的煤炭加压低温干馏、加压活性和加压结渣性、煤加氢气化等多项基础理论研究成果已输入国家煤种资源数据库中。
表1 D650mm加压中试气化炉试验结果及与D316m气化炉数据对比项 目蔚县煤龙口煤沈北煤窑街煤依兰煤D650mm PKM D316m 入炉煤粒度/mm10～4010～4010～406～4010～4010～40操作压力/MPa210210210～215210210～215215汽/氧/(kg・Nm-3)618715～718615～618610～711416～510416～510 CO228138～2913332.58～34.0031.92～32.3531.6～33.7327.6426～29粗 O20.31～0.320.30.4～0.50.30.370.2～0.4煤 CO19.56～20.6113.98～14.6815.45～15.6515.37～18.3620.2318～21气 H237.44～38.9338.11～38.6339.13～41.4539.0～39.6839.7241～42组 CH49.57～11.3911.71～12.09.93～11.019.80～10.3110.339.0～10.0成 N20.25～0.390.52～0.590.13～0.640.1～0.30.51 1.0～1.2 /% C n H m0.64～0.990.65～0.990.50～0.750.48～0.61 1.12 1.0～1.5 H2S0.34～0.380.30～0.310.25～0.400.14～0.17 1.21 1.8～2.3煤气热值/(MJ・Nm-3)10.91～11.0710.45～10.7010.30～10.7010.17～10.4111.38—氧耗/(Nm3・kg-1)0.30～0.310.18～0.200.13～0.140.204～0.2340.220.22汽耗/(kg・kg-1) 2.03～2.10 1.37～1.520.83～0.94 1.36～1.60 1.11 1.14粗煤气产率/(Nm3・kg-1) 1.96～1.99 1.25～1.26 1.98～1.01 1.35～1.45 2.093 1.953焦油产率/(kg・kg-1) 2.90 3.53 4.0～5.62 3.95～4.067.17轻油产率/(kg・kg-1)0.19 1.060.66～0.730.66～0.83 1.44冷煤气效率/%85.979.3～81.974～79.576.97～80.5977.7 3 无水无灰基煤表2 D100mm气化炉典型试验结果及与中试装置对比项 目龙口煤窑街煤义马煤大同煤阜新煤鹤壁煤官地煤晋城煤气化炉直径/mm100650100650100100100100100100操作压力/MPa 2.1 2.1 2.1 2.1 2.2 2.1 2.1 2.1 2.2 2.1较佳汽氧比/(kg・m-3) 5.47.5 4.56 5.1 5.1 5.4 5.7 4.97 5.6 H236.738.4238.1239.2839.4735.5336.2840.3341.2336.96粗 CO15.3714.3420.3616.8516.9322.7117.2021.1723.0923.47煤 CH48.311.867.8710.058.927.937.05 4.89 6.74 4.75气 CO237.933.432.3632.6233.2532.9738.6032.1226.8133.96组 O20.530.300.080.300.120.040.070.100.110.04成 N20.450.550.460.200.310.74/% C n H m0.620.820.560.550.560.30 H2S0.130.310.190.150.440.040.290.920.980.07煤气产率/(m3・kg-1)3 1.95 1.98 2.01 2.02 1.93 2.26 2.13 2.45 2.80 2.70焦油产率/(g・kg-1) 3.57 3.53 4.90 4.00 3.40 3.12 4.02 1.160.650.21汽耗/(kg・m-3) 1.70 1.82 1.54 1.53 1.38 1.834 2.083 1.8420.178 2.219氧耗/(m3・m-3)0.290.240.280.230.1870.360.3860.3230.8870.396 3 无水无灰基 表2给出部分煤种的典型试验结果及两种煤与中试试验结果的对照。
可见一般随着变质程度提高,气化强度下降,煤气中CH4含量下降,产气率增加,焦油产率下降,汽氧比下降,煤气中CO含量增加,CO2含量下降,煤气热值提高。
对比小试和中试结果可见,小试操作所用汽氧比比中试的要低,这是由于小规模气化炉散热量较大的原因。
在煤气组成中,小试所得的甲烷含量较中试的数据低,这与小试气化炉中料层厚度较薄有关。
也是由于小炉体散热损失较大,在蒸汽消耗的同时,单位煤气氧耗小试结果比中试的高。
经过对比,认为利用D100mm气化装置,结合加压干馏、加压活性等测试试验,试验结果经过数学模型的适当修正,可为加压气化工程的可行性研究提供基础参考数据。
义马煤试烧结果用于加压气化厂的可行性研究;官地煤试烧目的是为太原化肥厂规划中的技改项目之用,在其试烧过程中,德国P KM专家跟踪了试验全过程,试验结果令外方专家非常满意。
淮北天然焦试烧结果用于濉溪县化工工业公司D2400mm造气炉生产,前岭煤、鹤壁煤、新汶煤煤种试烧用于地下气化可行性研究及煤气利用途径选择。
2 加压流化床气化技术研究211 D100mm小试气化技术机械化采煤技术的应用导致粉煤比例越来越大,因此粉煤流化床气化技术受到重视。
早在60年代,煤化所曾建立D200mm流化床气化炉,进行过流化床灰熔聚气化研究[1]。
“七五”期间,在加压固定床小型气化炉建立的同时,开发了D100mm加压粉煤流化床小型气化试验炉。
气化炉设计压力为310MPa,高度为4m,可非常灵活地进行空气气化、富氧气化和纯氧气化等多条件长时间连续操作试验。
先后进行了扎赉诺尔、蔚县、神木、东山、晋城、华亭、大同、淄博、淮北等煤种的气化试验[2]。
表3为部分煤种典型试验数据。
可见,随着压力提高,煤气中甲烷含量增加,煤气热值增高,气化效率提高。
年轻煤气化所得煤气热值较高,但煤气产率低于变质程度高的煤。
提高气化剂中氧气浓度,煤气中有效成分增加,一般在富氧浓度为55%～60%时,加压流化床气化制得的煤气正好适合于合成氨生产要求。
表3 D100mm加压粉煤流化床小型气化炉典型试验结果项 目扎赉诺尔蔚 县华亭东山晋城试验压力/MPa 1.50.75 1.45 1.50.75 1.050.500.50 1.50.52 1.5 1.1汽氧比/(kg・m-3)0.850.82 1.92 1.140.94 1.19 1.32 1.82 1.19 1.640.86 1.54氧气浓度/%2160纯氧2160纯氧54.599.021纯氧21纯氧反应温度/℃920905880920900960——980104010301050煤 H214.0726.4839.5615.2028.7935.9229.8736.4314.8726.1212.5737.11气 CO16.6928.0827.2214.3024.6729.1118.8824.1913.4935.8315.9030.61组 CH4 2.29 4.20 6.57 2.70 4.32 5.66 1.75 1.98 1.96 2.700.55 1.71成 CO211.9423.0125.7114.6125.1427.8126.036.2113.6034.1511.9129.83 /% N254.8317.980.7252.2615.780.3621.620.355.690.6558.870.50煤气热值/(M J・m-3) 4.8248.63211.133 5.2678.99911.016 6.237.69 4.438.92 3.8379.28煤气产率/(m3・kg-1) 2.10 1.12 1.22 2.90 1.74 1.58 3.23 2.41 4.78 1.90 3.60 1.78气化效率/%50.048.0467.3861.6263.1870.1469.6571.4063.2350.8448.8258.50212 D300mm加压流化床中试气化试验“八五”期间,为开展我国的第二代PFBC和IGCC技术的研究工作,北京煤化学研究所与上海发电设备成套研究所联合承担了“联合循环发电关键技术研究”的国家攻关项目。