煤气化、合成及设备
焦化厂工艺流程及设备
焦化厂工艺流程及设备焦化厂是煤炭加工的重要环节，其工艺流程和设备对于生产效率和产品质量有着重要影响。
本文将对焦化厂的工艺流程及设备进行详细介绍，以便读者对焦化厂有更深入的了解。
一、煤炭预处理。
在焦化厂工艺流程中，煤炭预处理是非常重要的一环。
煤炭经过破碎、筛分、除铁等工序，使其达到适合焦炉炼焦的要求。
在这一过程中，常用的设备有破碎机、振动筛、磁选机等。
二、煤气化。
煤气化是焦化厂的关键环节，通过高温、高压条件下将煤炭转化为一氧化碳和氢气，为后续焦炉提供燃料。
在煤气化过程中，需要使用气化炉、气化反应器等设备。
三、焦炭生产。
在焦化厂工艺流程中，焦炭生产是最核心的环节。
在焦炉中，经过干馏和热解，煤炭中的挥发分和焦油被释放，形成焦炭。
焦炉是焦化厂中最重要的设备，其结构和运行状态对焦炭质量有着直接影响。
四、焦炭处理。
焦炭处理是指对焦炭进行冷却、除尘、筛分等工序，以得到符合要求的焦炭产品。
在这一过程中，需要使用焦炉冷却设备、焦炭筛分机、焦炭除尘设备等。
五、余热回收。
在焦化厂工艺流程中，余热回收是非常重要的环节。
通过余热锅炉等设备，将焦炉产生的余热转化为蒸汽或热水，用于工厂的供热和发电，提高能源利用效率。
六、环保设备。
焦化厂作为重要的能源化工企业，环保设备的安装和运行至关重要。
除尘设备、脱硫设备、脱硝设备等的使用，可以有效减少焦化过程中产生的污染物排放，保护环境。
总结。
焦化厂工艺流程及设备是一个复杂而又精密的系统工程，其中的每一个环节和设备都有着重要的作用。
只有通过科学合理的设计和运行，才能保证焦化厂的生产效率和产品质量，同时做好环保工作，实现可持续发展的目标。
希望本文对焦化厂工艺流程及设备有所帮助，让读者对焦化厂有更清晰的认识。
煤制甲醇工艺流程简述
煤制甲醇是一种通过利用煤作为原料生产甲醇的技术过程。
下面是一个简要的煤制甲醇工艺流程：
1.煤气化：将煤通过高温和缺氧条件下的气化反应转化为合成气（一氧化碳和氢气的混合
气体）。
气化可以采用固定床、流化床或压力气化等不同的设备。
2.合成气净化：合成气中含有杂质如硫化物、氮化物等，需要经过净化处理，以去除这些
杂质，保证后续反应的正常进行。
3.气相变换反应：将净化后的合成气通过催化剂床层，在适宜的温度和压力条件下进行反
应，使一氧化碳和二氧化碳转化为甲醇。
4.分离纯化：将反应产物中的甲醇与未反应的气体进行分离，通常采用升降管塔、精馏塔
等设备进行分离纯化，得到高纯度的甲醇产品。
5.废气处理：工艺过程中产生的废气需要进行处理，以减少对环境的污染。
通常采用脱硫、
除尘等技术处理废气中的有害物质。
需要注意的是，以上流程仅是一个简要的描述，实际的煤制甲醇工艺可能还包括其他步骤和设备，具体工艺流程会根据不同的工艺路线和生产要求进行调整和优化。
此外，煤制甲醇过程中也需要考虑能源消耗、废水处理等环保和经济因素，以确保工艺的可持续性和效益。
气化装置主要设备介绍精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版一、气化炉1、气化炉描述本装置使用3台多元料浆加压气化炉（两开一备）。
气化炉是以氧气为气化剂对多元料浆进行加压气化，制取合成甲醇原料气的关键设备。
该设备的主要功能是制取粗合成气：一氧化碳（CO）和氢气（H2）。
由煤浆制备工序来的水煤浆与空分工序来的氧气在气化炉顶部的特殊喷嘴混合、并在气化炉燃烧室内燃烧（反应温度达~1400℃），产生高温煤气和熔渣。
这些反应物在反应压力的作用下，顺着燃烧室下部的中心管（浸液管）向下到下半部急冷室中的急冷水液面以下一定位置，将气体冷却并顺着急冷室中设置在中心管外的套管（通风管）与中心管的环形流道向上流出，进入急冷室上部的气相空间并由急冷室上部的急冷气出口输送到后续工序。
燃烧室内产生的高温煤气在急冷室中与急冷水直接接触、冷却后，形成了～253℃的饱和水煤气，为变换提供符合要求的反应气；而与此同时，燃烧室产生的高温熔渣在急冷室下部的水中冷却、向下部沉淀，并及时经直联在急冷室下部的破渣机进行破碎、定时由破渣机下部的锁斗排放到渣水处理工序。
气化炉分为上下两个部分，上部为燃烧室，下部为激冷室。
燃烧室由钢壳和耐火衬里两部分组成，钢壳内径φ2800，厚88mm，采用单层卷板结构，球形封头，开孔接管一律采用厚壁管加强。
气化炉燃烧室高温段壳体内衬为总厚约559mm的耐火材料，顶部喷头入口处（封头）的衬层随温度的减弱适当减薄。
耐火衬里由高铬刚玉砖、低铬刚玉砖、低硅刚玉砖、刚玉浇注料、高铝型硅酸铝纤维针刺毯等组成。
配比好的多元料浆和氧气通过顶部烧嘴喷入燃烧室内，在高温高压下发生气化反应，生成合成甲醇所需的高温原料气，在反应压力的作用下，高温原料气和熔渣通过燃烧室的下锥口进入激冷室内，与激冷水充分接触冷却后产生的激冷气通过激冷室上部设置的激冷气出口排出，产生的黑水和炉渣通过激冷室下部设置的排渣口进入锁斗，定期排放。
由于反应后的高温原料气中含有SO2和SO3，在水相中产生SO42-根离子等，在内应力的作用下有较强的腐蚀性，故本设备激冷室的壳体内壁须考虑防腐蚀措施。
煤气化制氢工艺配置与设备选型分析
煤气化制氢工艺配置与设备选型分析煤气化制氢是一种通过煤炭等碳质原料进行气化，生成合成气后，再进行净化纯化，最终得到高纯度氢气的工艺。
煤气化制氢工艺的配置与设备选型是该工艺实施过程中的关键环节，将直接影响到工艺效率和经济效益。
本文将对煤气化制氢工艺配置与设备选型进行详细分析。
一、煤气化制氢工艺配置分析1. 煤气化工艺种类煤气化制氢工艺主要有固定床煤气化、流化床煤气化和喷射床煤气化等不同类型。
固定床煤气化工艺利用高温下煤与氧气的反应生成合成气，具有工艺成熟、设备简单等特点。
而流化床煤气化则采用颗粒状催化剂使煤气化反应发生在流态的床层中，具有反应速度快、产气量大等优势。
喷射床煤气化工艺则是将煤粉与氧气直接混合并喷入可燃烧的床层中，具有投资少、操作简便等特点。
2. 煤气净化工艺煤气化产生的合成气中含有大量的杂质，如硫化氢、氨、苯等。
为了得到高纯度的氢气，需要进行净化处理。
常见的煤气净化工艺包括低温净化、吸附净化和催化净化等不同类型。
低温净化通过调整温度降低硫化氢、氨等杂质的溶解度，从而实现净化目的。
吸附净化则采用吸附剂吸附杂质气体，如活性炭吸附硫化氢。
催化净化是通过催化剂使有害物质在催化剂表面发生反应转化为无害物质。
3. 氢气纯化工艺经过煤气净化后得到的合成气含有一定的氢气，但其中仍然存在氮气、一氧化碳等非氢成分。
为了进一步提高氢气的纯度，需要进行纯化处理。
常见的氢气纯化工艺包括压力摩擦吸附（PSA）和膜分离等。
压力摩擦吸附是通过吸附剂在不同压力下对气体分子的选择性吸附使其分离。
膜分离则是利用不同气体在膜上的渗透速率不同来实现分离纯化。
二、煤气化制氢设备选型分析1. 煤气化设备煤气化设备主要包括煤气化炉、煤粉输送系统和废气净化系统等。
煤气化炉是进行煤气化反应的核心设备，其选型应考虑设备稳定性、煤气化效率等因素。
煤粉输送系统用于将煤粉送入煤气化炉，需要考虑输送速度、输送距离等因素。
废气净化系统用于处理煤气化过程中生成的废气，选型时需要考虑净化效率、能耗等因素。
煤气化工艺流程
煤气化工艺流程一、原料准备煤气化工艺的原料主要是煤炭，需要将原煤进行破碎、筛分、干燥等预处理，以确保原料煤的质量和稳定性。
预处理后的原料煤需经过称量、运输和储存等环节，为后续的煤气化工艺流程做好准备。
二、煤浆制备煤浆制备是将经过预处理的原料煤与水按照一定比例混合，经过球磨机等设备进行研磨和搅拌，制备出一定浓度的煤浆。
制备好的煤浆需经过质量检验，确保其浓度、粒度等指标符合工艺要求。
三、气化炉操作煤气化工艺的核心设备是气化炉，它将经过制备的煤浆与氧气进行高温高压反应，生成合成气。
气化炉的操作需要严格按照工艺参数进行控制，以确保反应的稳定性和安全性。
四、煤气净化从气化炉出来的合成气含有大量的杂质，需要进行净化处理。
通过洗涤、除尘、脱硫等净化环节，将合成气中的杂质去除，得到纯净的煤气。
净化过程中使用的药剂和设备需定期检查和维护，以保证净化效果。
五、尾气处理煤气化工艺的尾气主要指未完全反应的废气和排放的废渣等。
这些废气和废渣需进行妥善处理，以防止对环境和人体健康造成不良影响。
常见的尾气处理方法包括废气燃烧、废渣回收再利用等。
六、煤气储存与运输经过净化和处理的煤气可以储存在专门的储气罐中，以供后续使用。
煤气运输需使用专业的管道或车辆进行，确保安全、高效地将煤气输送到目的地。
七、安全生产措施为了确保煤气化工艺流程的安全生产，需要采取一系列的安全措施。
包括但不限于：严格控制工艺参数、加强设备维护和检修、定期进行安全演练和培训等。
这些措施的实施可以最大限度地减少事故发生的可能性，保障员工和企业安全。
八、环境影响控制煤气化工艺流程对环境有一定的影响，主要体现在废气、废水和废渣的排放上。
为了降低对环境的影响，需要采取有效的环保措施，如废水处理、废气处理和废渣回收再利用等。
此外，还需要加强对环保法规的遵守和环保意识的普及，以实现煤气化工艺流程的可持续发展。
煤气化炉
温克勒炉是立式圆筒形结构（图3）。
• 炉体用钢板制成。煤用螺旋加料器从气化炉沸腾层中部送 入，气化剂从下部通过固定炉栅吹入，在沸腾床上部二次 吹入气化剂，干灰从炉底排出。整个床层温度均匀，但灰 中未转化的碳含量较高。改进的温克勒炉将炉底改为无炉 栅锥形结构，气化剂由多个喷嘴射流喷入沸腾床内，改善 了流态化的排灰工作状况。 • 温克勒炉以高活性煤如褐煤或某些烟煤为原料，生成气的 组成（体积％）为：氢35～46、一氧化碳30～40，二氧 化碳13～25、甲烷1～2。目前多用于制氢、氨原料气和 燃料煤气。 • 正在开发中的改进炉型是高温温克勒炉，它是在常规温克 勒炉的基础上发展起来的加压炉型。另一种加压加氢气化 炉也是从温克勒炉发展起来的,反应压力12MPa，气化温 度900℃，以2mm的煤粒在床层中进行沸腾加氢气化，目 的是生成甲烷以制造人造天然气。
煤气化炉
一、简介 二、分类
一、简介
• 煤气化炉又称煤气发生炉(gas producer)。煤气化的主要 设备。根据煤的性质和对煤气产品的要求有多种气化炉型 式。 • 煤气化炉有两种概念，一种是煤产气炉即煤气发生炉也叫 煤气发生器，是将煤作为气化燃料进行可燃气体制造的炉 子。另外一种概念是一种利用煤气进行燃烧的锅炉或者各 种加热燃烧炉称为煤气化炉。根据煤的性质和对煤气产品 的要求有多种气化炉型式。分为固定床（移动床）、沸腾 床和气流床等形式。
德士古煤气化炉为直立圆筒形结构（图5）
• 主体分两部分，上部为气化室，下部为辐射废热锅炉（或激冷部分）， 下接灰渣锁斗。氧气和水煤浆分别通过压缩机和泵升压后，由气化炉 顶的给料喷嘴进入炉内，在高温下进行气化反应。生成气在废热锅炉 中激冷，初步降温后从中部引出。气化操作温度控制在煤的灰熔点以 上。灰渣通过灰渣锁斗排出。由于采用高温加压操作，因此①气化强 度高；②生成气压力较高，节省后续工序的动力；③原料适应性广， 既可采用不同的煤种，也可使用煤加氢液化后的残渣；④把固体煤制 成水煤浆流体输送，简化了加压进料装置；⑤废水中不含焦油和酚， 环境污染不严重。 • 德士古K-T煤气化炉的气化温度很高,又是并流操作，炉内热效率较低， 同时它以水煤浆进料，生成气中二氧化碳含量高。因此，提高水煤浆 中煤的浓度是这种气化方法的重要环节。水煤浆中煤的浓度同煤的性 质、粒度和粒度分布有直接的关系。加入适宜的添加剂可降低水煤浆 的粘度，从而得到较高浓度的水煤浆。 • 德士古煤气化炉生成气的组成（体积%）为：一氧化碳44～51、氢 35～36、二氧化碳13～18、甲烷 0.1适宜用作合成氨和碳一化学产品 的原料气。
煤气化工艺流程范文
煤气化工艺流程范文煤气化是利用高温和高压条件下将煤炭转化为合成气的过程。
煤气化技术具有高效、清洁和灵活的特点，被广泛应用于能源转换、化工和石化等领域。
下面是煤气化的基本工艺流程：1.煤气化炉煤气化炉是整个煤气化过程的核心设备。
在煤气化炉中，煤炭与空气或氧气在高温（800-1500℃）和高压（3-45MPa）条件下反应，生成合成气，主要包括一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）等气体。
2.煤气净化煤气进入净化系统后，首先通过除尘装置去除炉内产生的灰尘颗粒。
随后，煤气进一步经过脱硫装置去除硫化氢（H2S）和其他有毒气体。
除硫后的煤气会通过一系列净化装置去除其他杂质，如氰化物、氯化物等。
3.气体转换将煤气进行转换，主要是将一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）转化为二氧化碳（CO2）和氢气（H2）。
这个过程称为气体转换或气体增值。
常见的气体转换技术有催化剂变换装置、换热器和新型膜过滤技术等。
4.高压液化经过气体转换的气体进入高压液化环节，通过降低温度和增加压力将气体液化。
液化后的气体称为合成液体燃料，可以用作燃料或化工原料。
5.合成气的利用合成气可以通过合成氨、甲醇、乙醇等化学品的合成反应产生相应的化学品。
合成气也可以用于发电和热能供应等非化学工业领域。
6.尾气回收煤气化过程中会产生大量的尾气，其中含有部分有用成分。
为了实现资源的综合利用，需要对尾气回收和再循环利用。
尾气回收可以通过尾气净化、尾气焚烧和尾气发电等方式进行。
总之，煤气化是一种重要的能源转化工艺，可以将煤炭转化为合成气，进而用于化工和石化生产等应用领域。
随着技术的发展，煤气化技术逐渐成熟，能够更加高效和清洁地将煤炭转化为合成气。
尾气回收和综合利用也是煤气化过程中需要考虑的重要环节。
合成气的生产工艺与设备概论
合成气的生产工艺与设备概论背景介绍合成气是一种由氢气和一氧化碳组成的混合气体，广泛用于化工、石油和能源等行业。
在工业生产中，合成气通常通过合成气生产工艺和设备进行制造。
本文将介绍合成气的生产工艺以及常用的合成气生产设备。
合成气的生产工艺煤炭气化工艺煤炭气化是一种常用的合成气生产工艺，它通过在高温、高压和缺氧的条件下处理煤炭，产生合成气。
煤炭气化工艺主要包括以下步骤：1.煤炭预处理：将煤炭进行粉碎和干燥，以提高气化效率。
2.煤气化反应：在气化炉中，煤炭在高温下与氧气反应，产生合成气。
气化反应可以分为两种类型：固体气化和流化床气化。
3.合成气净化：合成气中含有杂质和有害物质，需要通过净化设备去除。
常见的净化方法包括压力摩擦水洗、低温洗涤和吸附等。
4.合成气的使用：合成气可以用于炼油、化工和发电等行业。
根据不同的需求，合成气可以进一步加工制成甲醇、合成油和合成烯烃等产品。
重油加氢工艺重油加氢是另一种常见的合成气生产工艺，它通过将重油与氢气在催化剂的作用下进行反应，生成合成气。
重油加氢工艺主要包括以下步骤：1.重油预处理：将重油进行加热和脱盐处理，以提高反应效率。
2.加氢反应：将经过预处理的重油与氢气在加氢催化剂的存在下进行反应，产生合成气。
3.合成气净化：类似于煤炭气化工艺中的净化步骤，合成气需要经过净化设备去除杂质和有害物质。
4.合成气的使用：合成气可以用于炼油厂、石化厂和电力厂等行业，用于生产燃料、化工原料和发电等。
生物质气化工艺生物质气化是一种新兴的合成气生产工艺，它通过将生物质材料（如木材、秸秆和农作物废弃物）在高温条件下气化，产生合成气。
生物质气化工艺主要包括以下步骤：1.生物质预处理：将生物质材料进行切碎和干燥处理，以提高气化效率。
2.气化反应：将经过预处理的生物质材料在气化炉中进行高温反应，生成合成气。
生物质气化主要采用固定床气化和热解气化两种方式。
3.合成气净化：合成气需要通过净化设备去除杂质和有害物质，以满足后续加工和利用的需要。
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煤气化、合成及设备1、煤制大型甲醇的典型流程由煤经煤气化制取合成气, 再由合成气在铜基催化剂条件下合成甲醇。
煤与空分的氧气在煤气化炉内制得高CO含量的粗煤气，经高温变换将CO 变换为H2来实现甲醇合成时所需的氢碳比, 再经净化工序将多余的CO2和硫化物脱除后即是甲醇合成气。
由于煤制甲醇碳多氢少，必需从合成弛放气中回收氢来降低煤耗和能耗。
回收的氢气与净化后的甲醇合成气配得甲醇所需的合成气, 即( H2-CO2) /( CO+CO2) ＝2.00~2.05。
甲醇合成的含水粗甲醇最后精制得产品甲醇。
上述八个工序中的气化和合成是两个决定性的工序工艺。
而空分、压缩和氢回收属于成熟的成套工艺包。
其余的如变换、净化及精馏均为常规设计。
2 煤气化技术路线的选择2.1 煤气化的分类煤气化通常是按气化炉的形式来划分，主要有三大类。
2.2 大型装置推荐选用气流床煤气化2.2.1 固定床气化（UGI煤气化炉、鲁奇煤气化炉）对于大型煤制甲醇装置, 虽然常压固定床投资低, 但其必须使用块煤, 碳转化率低、能耗高、气化强度低、污水含焦油和酚, 处理复杂; 而加压鲁奇炉甲烷含量太高, 一般不宜选用。
2.2.2 流化床气化（温克勒煤气化炉、恩德炉）较好的流化床气化炉, 都使炉膛内的物料和飞灰返回炉膛再燃烧。
具有对煤种适应性较强, 燃烧效率较高, 对环保压力较小的优点。
来有较大的发展, 我国也引进了美国能源部开发的U-Gas 炉。
在此基础上还开发了常压的灰熔聚炉和FM1.6 型( 1mm~13mm) 的流化床气化炉。
国内灰熔聚流化床, 有较好的发展前景, 也有试验和一定生产经验。
但仍没有大型使用经验, 且在常压或接近于常压下生产, 生产强度低、能耗高、碳转化率只有88%~90%、气化温度略低, 即使投资较省, 但要在大型甲醇装置中推荐采用, 仍受一定限制。
2.2.3 气流床气化（K-T煤气化炉、德士古煤气化炉、航天炉、壳牌Shell炉）流化床比固定床有较多的优点, 但气化温度不能更高, 要求煤具有高的反应性。
气流床就是针对流化床的不足开发的先进气化技术。
气流床气化具有以下的特点: (1)采用粒度＜0.2mm 的粉煤;(2)气化温度达1 400℃~1 600℃, 对环保很有利, 没有酚、焦油, 有机硫很少, 且硫形态单一;(3)气化压力可达3.5 MPa~6.5MPa, 大大节省合成气的压缩功;(4)碳转化率高, 均大于95%, 能耗低;(5)气化强度大。
但气流床投资均较前两者高得多, 尤其是Shell粉煤气化。
可见, 大型甲醇煤气化应选用气流床气化为宜。
2.3 气流床煤气化选择目前常用的、技术较成熟的气流床主要有干粉和水煤浆两种; 从高温煤气的冷却( 热回收) 流程分，可分为废热锅炉和冷激式流程。
2.3.1 干粉气流床代表性的干粉气流床技术有: Shell、德国未来能源公司的GSP（西门子）和Prenflo（普伦弗洛）技术。
Shell 工艺是将原煤粉碎到0.09mm粒度, 水分干燥2%以下送入常压煤仓和加压煤仓。
然后以氮气为载体用喷嘴输入气化炉, 喷嘴为4个或6个对称布置。
氧气、蒸汽和粉煤在炉内反应温度超过1400℃~1600℃。
熔渣沿水冷壁内衬里注入水溶而固化, 通过锁斗打出, 煤气和炭灰用循环冷煤气激冷到约900℃以免黏性灰渣带入废热锅炉。
煤气冷到约300℃, 在一个特殊的除尘器, 分离炭灰再送入气化炉, 冷煤气(约40℃)送出气化装置。
Shell气化工艺属废热锅炉流程。
GSP 气化流程中, 原煤磨到0.2mm 粒度, 水分干燥到2%以下送入气化炉, 并同烧嘴喷入的氧气在气化室进行燃烧和部分氧化反应。
GSP 是单个烧嘴。
粉煤载气是氮气还是CO2 可根据煤气用途而定。
煤气和熔渣同向由下部出口导出并进入激冷室用水淬冷, 液渣固化为颗粒状排出。
出气化炉的煤气温度为210℃~220℃的饱和煤气。
GSP是冷激式热回收流程。
Prenflo气化流程是K-T 炉的改进技术。
进炉粉煤的粒度0.075mm( 200 目) , 输送载气为氮气, 烧嘴通常为2 个, 对喷嘴和飞灰向上进入废热锅炉, 经冷却后在旋风除尘器和洗涤塔除尘。
该气化冷却流程兼有废热锅炉和水洗流程, 可保证煤气低的含尘量。
干粉气流床气化的共同点: ( 1) 入炉煤是粒度为0.075mm~0.250mm, 水分小于2%的干粉煤; ( 2) 气化压力在3.5MPa~4.0MPa; ( 3) 干粉气流床气化反应式: 2C + CO2 = 2CO + 246.4MJ (1)C + O2 = CO2 + 408.8MJ (2)C + H2O = CO + H2 -118.8MJ (3)气化温度约1500℃。
因此碳的转化率高, 气化反应中( 2) 式和( 3) 式的反应少, 煤气中CO 高, H2 较低。
相比这种煤气的热值较高。
另外气化炉均采用水冷壁而不是耐火砖, 炉衬的使用寿命长。
2.3.2 水煤浆气流床适合于大型化的水煤浆气化有Texaco（德士古）气化和DOW公司的LGTI 气化。
Texaco激冷气化流程。
原煤先经磨煤制成水煤浆,其质量分数为55%~60%。
煤浆与氧经烧嘴内。
炉内温度高于煤的流动温度( FT) 。
Texaco 煤气热回收流程有两种, 即激冷流程与废锅流程。
炉渣经锁斗系统排出并进入熔渣槽。
国内绝大多数为激冷流程。
DOW 公司的LGTI 水煤浆气化在美国路易安娜州煤气化公司使用。
DOW 气化炉是两段炉, 下段是气化段, 上段是利用下段高温煤气来气化从上段喷入的煤浆( 约为总量15%) , 使出气化炉的煤气温度降到约1 000℃, 然后进入热回收和冷却系统。
DOW 气化的热回收是采用废热锅炉流程。
炉渣用水冷激经破碎机破碎, 降压送入常压脱水装置。
水煤浆气化的特点: (1) 煤浆带35%~40%水入炉,因此氧耗比干粉煤气化约高20%; ( 2) 炉衬是耐火砖,磨蚀冲刷严重, 每年要更换1 次; (3) 方程( 2) 式和(3) 式反应量较大, 生成CO2量大, 有效气体成分( CO+H2) 低。
( 4) 对煤有一定要求, 如灰体积分数应＜13%, 灰熔融性温度＜1 300℃, 水质量分数＜8%等。
2.3.3 气流床煤气化技术的选择意见目前国内对气流床气化感兴趣的有Texcao、Shell和GSP气化。
德士古水煤浆气化自陕西渭河厂引进以来, 已有9 个厂使用, 气化压力从2.7MPa~ 6.5MPa, 有丰富的生产经验, 国产设备也占有很高比例。
Shell干粉煤气化从湖南洞氮引进后, 国内蜂拥而上, 也签约数套, 不过仅有一套投产。
最近未来能源公司也积极将其GSP气化在国内推广, 感兴趣的公司也不少。
显然, 德士古是先进的气化技术又有丰富的生产经验, 并不意味已十全十美, 仅是其不足已经被人们接受而矣, 如耐火衬里寿命太短, 气化室的测温, 氧碳化的自调节。
而干粉煤气化又以其本身的先进性如对煤种要求宽, 氧耗低, 水冷壁气化炉寿命长等对用户产生了很大的吸引力。
对气流床煤气化技术的选用, 应视煤气的用途不同而有所选择, 这样可以扬长避短, 更不宜一哄而上。
对于大型甲醇的煤气化, 应从以下几方面来考虑:(1) 从技术的成熟度和稳妥性看, 激冷流程远优于废锅流程。
废锅流程的优势是热利用, 高温段带灰的煤气可以产生4MPa~10MPa 的蒸汽, 但有废锅容易结疤, 气灰分离器价格昂贵的问题。
对于甲醇用气, 必需将体积分数为45%~60%的CO变换为H2, 而调节所需的氢碳比, 产生蒸汽量与补入中压蒸汽量相差不大, 但投资和风险却较大。
对于发电应首选废锅流程,甲醇却不必要。
实际上DOW、Shell、Prenflo 和Texaco的废锅流程都是用于发电的。
(2) 从技术的先进性看, 干粉煤优于水煤浆。
因水煤浆氧耗高, 对甲醇有用气体( CO+H2) 少, 耐火材料寿命短, 原料煤要求较高。
对于甲醇来说, 在气化中的顺序是GSP、Shell、Texaco。
(3) 从投资和国产化程序看, GSP 与Texaco 相近。
GSP 的投资略低于Texaco, 而Shell 投资最高。
(4) 对煤种的适应。
干粉煤气化优于水煤浆气化。
综上所述, 大型甲醇的煤气化的顺序应是: GSP→Texaco( 激冷流程) →Shell。
3、大型甲醇合成流程和合成塔3.1 大型甲醇合成流程以固定床的甲醇合成流程为例(浆态床等甲醇合成新工艺还缺乏大型化的实践) , 合成压力一般为7 MPa~10MPa, 反应温度为210℃~280℃。
由于固定床合成甲醇的转化率低, 必需考虑未反应气体的再循环利用。
对于大型的合成流程可在串塔合成流程和双级合成流程选用。
两个合成塔串联的合成流程可提高单程碳的转化率, 减少循环量, 使合成塔和下游设备都缩小。
两个合成回路串成两级的合成流程, 称双级合成流程, 即第一级合成将甲醇分离后的循环气再进入第二级再合成一次。
在特大型甲醇装置使用较好。
大型甲醇流程的选择是:(1)规模＜1 000t/d 选用单塔流程(或并联合成塔);(2)规模1 000t/d~2 000t/d 选用串塔流程;(3)规模＞3 000t/d 选用串塔流程或双级流程。
3.2 大型甲醇的合成塔选用最近国内外在30 万t 以上装置使用的甲醇合成塔,虽然塔型较多, 归纳起来主要有以下五类。
3.2.1 冷激式合成塔这是最早的低压甲醇合成塔, 是用进塔冷气冷激来带走反应热。
我国在上世纪70 年代引进的ICI 的10 万t/a甲醇的ARC 型和哈煤气引进乌克兰4万t/a 甲醇均是冷激式合成塔。
后ICI 在150万t/a的甲醇装置也采用过。
该塔结构简单, 也适于大型化。
但碳的转化率低, 出塔的甲醇浓度低, 循环量大, 能耗高, 又不能副产蒸汽。
现基本已淘汰。
3.2.2 冷管式合成塔这种合成塔源于氨合成塔,在催化剂内设置足够换热面积的冷气管, 用进塔冷管来移走反应热。
冷管的结构有逆流式、并流式和“U”型管式。
由于逆流式,与合成反应的放热不相适应, 即床层出口处温差最大, 但这时反应放热最小, 而在床层上部反应最快、放热最多, 但温差却又最小, 为克服这种不足, 冷管改为并流或U 形冷管。
如1984 年ICI 公司提出的逆流式冷管型及1993 年提出的并流冷管TCC 型合成塔和国内林达公司的“U”形冷管型。
这种塔型碳转化率较高，但仅能在出塔气中副产0.4MPa 的低压蒸汽。
目前大型装置中很少采用。
3.2.3 水管式合成塔将床层内的传热管由管内走冷气改为走沸腾水。
这样可较大地提高传热系数, 更好地移走反应热, 缩小传热面积, 多装催化剂, 同时可副产 2.5MPa~4.0MPa 的中压蒸汽, 是大型化较理想的塔型, 最近在国外60万t 以上大型装置大为推广。