气流床气化法
煤气化工艺节能减排技术及应用
煤气化工艺节能减排技术及应用摘要近几年在可持续发展理念逐渐深入下，节能减排技术逐渐得到各界广泛关注，煤化工领域作为我国一个重要生产领域，若想要保证煤化工企业稳定发展，则需要加强节能减排技术应用，以实现煤炭最大限度利用，为企业发展提供良好前景。
基于此，下文主要分析煤化工领域节能减排技术，并探讨技术应用加强对策。
关键词煤气化工艺；节能减排技术；应用引言煤气化工艺是煤清洁高效处理的关键方式，是煤化工产品生产过程中必要的步骤。
目前，主流应用的煤气化工艺技术为高温高压的气流床气化技术，在气化技术的应用过程中，物料类型会对气化能耗产生一定的影响。
为了降低煤气化工艺的能耗，需要对不同原料煤质下煤气化工艺的能耗情况进行分析。
一、煤化工工艺节能减排技术1、二甲醛合成技术二甲醛能够替代作燃气和柴油进行运用，目前在技术上取得良好效果，应用潜力较大，而且随着二甲醛持续开发，现阶段市场需求也越来越大。
当前二甲醛合成技术主要采用一步法或者二步法方式合成，尽管还没有完全投入到煤化工生产之中，但是经过试验已经证明可行性，能够确保催化反应正常进行，可对操作成本进行科学控制，因此二甲醛合成技术逐渐当作现阶段节能减排技术主流趋势。
2、煤化工联产技术煤化工联产技术是指在煤炭工业生产过程中，将各种关键技术结合起来，实现综合发展。
煤化工联合发电是指在煤炭气化、液化技术的基础上，通过对各种工艺技术的综合优化，达到各种产品的综合利用，从而使工艺能源得到最大程度的发挥。
该技术主要表现出安全稳定以及清洁等特点，由于煤炭成分极为复杂，生产过程比较繁琐，所以联产技术在我国有着广阔的应用前景。
3、甲醛合成技术甲醛主要是无色且带有刺激性气味的一种气体，众所周知甲醛是一种有毒物质，当人体吸入的甲醛气体过量，则会给身体带来较大危害，属于致癌物质。
但是现在，在化学化工行业，甲醛是一种非常普遍的物质，我们可以用它来制造很多常用的产品，比如：多聚甲醛，聚甲醛，氨基树脂等。
粗原料气的制取—固体燃料气化法(合成氨生产)
CONTENTS
气化过程的工艺条件，往往随着燃料的性能，例如燃料反应活性、粒 度、灰熔点、机械强度、热稳定性而有很大的差异。加之，间歇式制气过 程中燃料层温度与气体组成呈周期性变化，影响工艺过程因素过多。衡量 气化过程的好坏，通常主要依据：
01 半水煤气 的质量
主要指标是有效气体组成 （H2+CO)，以及（H2+CO)/N2 和微量氧等
(5)气体成分
主要是要求半水煤气中(H2+CO)／N2=3.1～3.2。通常是采用调节空气 吹净及回收时间的方法来控制，改变加氮空气量也是方法之一。由于加氮 空气量的多少对燃料层温度影响较大，加氮空气量一经确定，就不宜改变。 此外还应尽量降低半水煤气中甲烷、二氧化碳和氧气的含量，特别要求氧 气含量小于0.5%。若氧气含量过高，不仅有爆炸的危险，而且还会给变换 催化剂带来严重的危害。
煤在气化炉中干燥， 热解生成C
C + 气化剂
CO、H2、CH4
CO2、N2、H2O
焦油、COS、 H2S、NH3
可燃气体 不可燃物质
有害物质
CONTENTS
煤系由多种聚合高分子和矿物晶体组成的物质。煤中水分包括三类：游离水、吸附态水、化学键态水。
游离 水
吸附 态水
煤
系
化学 键态 水
游离水
1
附着于煤表面的外表水
03
空气吹净时
气体依次经发生炉、 燃烧室、 废 热锅炉、 洗气箱、 洗涤塔而入气 柜, 此时燃烧室无须加二次空气。
Hale Waihona Puke 04蒸汽上吹和下吹制气时,
如欲配人加氮空气, 为确保安全 起见, 加氮空气应在水蒸气通人 稍后加人,并应先于水蒸气停送以 前切断。 灰渣最后落于旋转炉篦,由刮刀刮 人灰箱,定期排出炉外
湿法气流床气化系统中氯离子对装置选材的影响
收 稿 日期 ：０ ９ １— ３ ２ ０ — ２ ０
元 素分析表 明 ，氯是煤 中普遍存 在的一种元 素 ， 但 不同地 区煤种 的氯含量高低差异较 大。 姜英 和袁三
畏 曾对 我国煤 中的氯进 行过 统计 ， 结果 表 明 ， 国 的 我
作者 简 介 ： 根 良（ ９ ８ ） 男 ，９ ２年 毕业 于 华 东理 工 贺 １６ 一 ， １９ 大学 能源 化 工 系煤化 工 专业 ， 高级 工 程师 ， 现从 事 煤 的湿 法、 干法气 流床气 化技术 的开发 和管理工 作 。
摘 要 分析 了湿法 气流床 气化 系统 中氯离子 的来源 、 质量浓 度及氯 离子 的腐蚀 机理 、 害 。针 对高硫 低 危
氯 、 硫高氯 ’ 高 、 低硫 高氯 ３种 氯离 子腐蚀 情况 进行 探讨 ， 出湿法气 流床 气化 装置 应对 氯离 子腐蚀 的选 材原 则 提 及采取 的相应 措施 ： 增加 废水排放 量 ， 降低 系统氯 离子浓 度 ； 理选材 ； 加 内衬 ， 合 增 提高设 备及 管道 的防腐能 力 。
使用 ， 决氯离子在气 化装置 中的腐 蚀 问题成 了一大 解
质量 浓度 ≤ ｌＯ ｇ Ｌ Ｏｍ ／ 。国家 《 地表 水环 境 质量 标准 》
（Ｂ ８ ８ ２０ ） ， 于含 氯 （ Ｇ ３３ －０ ２ 口中 对 以氯 离子 计 ） 水质 标
难题 。本 文以煤 为原料 的湿法气流床 气化为例 ， 就气
有 大量 的工业化装 置在运行 。 系统 中氯 离子 的 来 源
预防氯离子腐蚀 ， 首先要分析 系统 中氯离 子的来 源， 从源头上 消除或削弱氯离子 的影响 。湿法气 流床
气化系 统的物料 是原水 、 料煤 、 种助剂 及后续 系 原 各 统返 回的冷凝 液 。它们都 是 系统 中氯离子 的可 能来 源， 下面对这些来 源进行逐一分析 。
气流床气化工艺水煤浆和煤粉两种进料方式比较
气流床气化工艺水煤浆和煤粉两种进料方式比较范玮【摘要】气流床气化工艺根据进料方式不同可分为水煤浆气流床气化技术和干煤粉气流床气化技术两种.为了更好地降低生产成本,合理利用资源,比较特定煤种水煤浆和干煤粉两种不同进料方式的气化单位能耗,并通过热力学模型计算,评价了现有典型气流床气化工艺分别采用水煤浆和煤粉进料方式时在能耗、合成气品质、效率等方面的优劣.结果表明:对于煤气化做工业燃气,煤粉进料具有明显优势,而当煤气化做合成气时,则采用水煤浆进料较为适宜.【期刊名称】《洁净煤技术》【年(卷),期】2013(019)003【总页数】3页(P65-67)【关键词】气流床气化;水煤浆;煤粉【作者】范玮【作者单位】煤炭科学研究总院节能工程技术研究分院,北京100013【正文语种】中文【中图分类】TQ54;TD849煤气化技术是洁净煤技术之一,在国际油价高位震荡、国内天然气资源日趋紧张及环保要求越来越高的背景下,国内许多工业燃气用户迫切需要高效清洁的煤气化技术。
气流床气化技术具有效率高,灰渣残炭量少,不产生酚类和焦油等有害物质,通过简单处理即可实现硫的零排放等优点,可有效减少采用固定床气化炉带来的污染物排放。
目前陶瓷窑炉、玻璃窑炉、小化肥行业等消耗的燃料主要是燃料油、发生炉煤气或水煤气。
以煤气代替以上燃料不仅消除了对环境的污染,而且将大幅降低生产成本,对于发展循环经济,有效合理利用资源,构造资源节约型、环境友好型社会具有现实意义[1-2]。
气流床气化技术包括水煤浆气流床气化技术和干煤粉气流床气化技术。
水煤浆气流床气化又称湿法进料气流床气化,其中Texaco炉是一种率先实现工业化的水煤浆气流床气化技术。
水煤浆气流床气化是煤以水煤浆形式加料,利用喷嘴、气化剂高速喷出与料浆并流混合雾化,在气化炉内进行火焰型非催化部分氧化反应的工艺过程。
干煤粉气流床气化技术相对湿法进料具有氧耗低,煤种适应广和冷煤气效率高等优点,其代表技术有Shell,Prenflo,GSP气流床等[2-4]。
半水煤气的生产方法
半水煤气的生产方法半水煤气呢，它可不是随随便便就能生产出来的。
一种常见的方法是固定床间歇式气化法。
想象一下，有个大炉子，就像个超级大的锅一样。
把煤啊，就像往锅里放食材似的，放进这个炉子里。
然后呢，从底部往里面送空气和水蒸气。
这空气就像个急性子的小助手，冲进去就和煤发生反应，让煤燃烧起来，释放出热量。
这时候温度就蹭蹭往上升啦。
接着，水蒸气这个慢悠悠的家伙也开始发挥作用了。
它和煤反应，就会产生氢气、一氧化碳这些有用的气体，还有二氧化碳等其他气体呢。
不过这过程就像一场精心编排的舞蹈，要控制好各种条件哦。
比如说温度得合适，要是温度太高或者太低，这反应出来的气体比例就不对啦。
还有一种方法呢，是流化床气化法。
这就更有趣啦。
把煤弄成那种像沙子一样的小颗粒，然后让空气或者氧气像一阵风似的，从底部吹起来。
这时候煤颗粒就像一群调皮的小精灵，在风中欢快地跳动着。
再把水蒸气加进去，就像给小精灵们洒点魔法水一样。
它们就开始反应，生成半水煤气啦。
这种方法的好处就是反应速度比较快，就像开了加速器似的。
另外呀，气流床气化法也能生产半水煤气呢。
这时候煤会被磨得超级细，细到像面粉一样。
然后让氧气和水蒸气跟这些煤粉一起快速地混合、反应。
这个过程就像是一场超级刺激的赛车比赛，大家都在高速地奔跑、碰撞，然后就产生了半水煤气。
不过不管是哪种生产方法，都得小心翼翼地控制各种参数。
就像照顾小宠物一样，要给它合适的食物、合适的环境。
比如说压力啦、气体的流量啦，这些都得控制得刚刚好。
要是没控制好，可能生产出来的半水煤气就不符合要求啦。
第7章 煤的气化
（1）理想发生炉煤气 C + 0.5O2 === CO
C + H2O === CO + H2 假设气化过程在下述理想情况下进行：
在t＜1200℃下进行时，CO与CO2两种产物分子数量相等， 首先是二个溶解的氧分子渗入石墨晶格中并使之活化。
其次是由气相空间来的第三个氧分子与碳氧配合物进行 如下反应：
4C+ 3O2 --→ 2CO2 + 2CO 上述反应为一级反应。
t＞1600℃下，氧分子仅与碳周围的原子进行反应。而 所形成的碳氧配合物在高温下直接发生热分解，所得氧 化产物之比为CO2 /CO=0.5,且反应速度具有零级特征， 反应按下式进行:
（2）外热式煤的水蒸汽气化 使煤仅与水蒸汽反应，从气化炉外部供
给热量。
图7.3外热式煤的水蒸汽气化原理
（3）煤的加氢气化 煤与氢气在800~1800℃温度范围内和加压下 反应生成CH4，该煤气可称作代用天然气。
图7.4煤的加氢气化原理
（4）煤的水蒸汽气化和加氢气化相结合 煤先进行加氢气化，残余焦炭再与水蒸汽
温度对平衡常数的影响，可用下式表示：
表7.1不同温度下的平衡组成
7.1.2.2 压力的影响 如反应的进行伴随着气相体积的增加或
减少，则升高总压力时，反应向减少总压力 的方向（即减少体积的方向）进行。反之， 降低总压力时，将使反应向增加总压力的方 向（即增加体积的方向）进行。
式中QP为等压下的反应热效应。
7.2.1 气固相反应器类型
图7.8气一固反应器的主要类型图 1-反应物；2-产物气
粉煤气化机理
粉煤气化机理一、气化反应热力学粉煤加压气化炉是气流床反应器，也称之为自热式反应器，在加压无催化剂条件下，煤和氧气发生部分氧化反应，生成以CO 和H 2为有效组分的粗合成气，部分氧化反应一词是相对完全氧化而言的。
整个部分氧化反应是一个复杂的多种化学反应过程。
此反应的机理目前尚不能完全作以分析。
我们只可以大致把它分为三步进行。
第一步：裂解及挥发分燃烧。
当粉煤和氧气喷入气化炉内后，迅速被加热到高温，粉煤发生干储及热裂解，释放出焦油、酚、甲醇、树脂、甲烷等挥发分，水分变成水蒸气，粉煤变成煤焦。
由于这一区域氧气浓度高，在高温下挥发分完全燃烧，同时放出大量热量。
因此，煤气中不含有焦油、酚、高级姓:等可凝聚物。
第二步：燃烧及气化。
在这一步，煤焦一方面与剩余的氧气发生燃烧反应，生成CO 2和CO 等气体，放出热量。
另一方面，煤焦和水蒸气和CO 2发生气化反应，生成H 2和CO 。
在气相中，H 2和CO 又与残余的氧气发生燃烧反应，放出更多的热量。
第三步：气化。
此时，反应物中几乎不含有。
2。
主要是煤焦、甲烷等和水蒸气、CO 2发生气化反应，生成H 2和CO 。
其总反应可写为：C n H m +(n/2)O 2-nCO+(m/2)H 2+Q 气化炉中发生的主要反应可分为：CO+H 2O-CO 2+H 2+Q CO+3H 2-H 2O+CO 2+Q C+2H 2-CH 4+Q C+1/2O 2-CO+QC+O 2-CO 2+Q C+CO 2-2CO-Q C n H m -(n/4)CH 4+[(4m-n)/4]C-Q 气化炉内的反应相当复杂，既有气相反应，又有气-周双相反应，对于复杂物系的平衡，我们引入独立反应数的概念，只要讨论独立反应即可。
因为其他反应可通过独立反应的组合而替代。
所谓独立反应数，就是构成物系的物质数与构成物质的元素种数之差。
假定煤气化反应在气化炉出口组成达到平衡，气体中含有CO 2、CO 、H 2、。
IGCC气化炉气化法分类及比较
为 气 化 剂 ， 炉 内 气 化 反 应 区 温 度 可 高 达 在 ２０ ０℃ ， ０ 出炉煤 气 温 度 都在 １４ ０℃ 左 右 ， ０ 同时
效率 和粗煤 气 的组 成 。
ｌ Ｉ Ｃ气 化 炉 分 类 ＧＣ
Ｉ Ｃ电站 系统 中采用 的气 化 炉 以煤 在 反应 ＧＣ
收稿 日期 ： ０ ９０ — ９ ２ ０ — ８ １
发 电设 备 （０ ０Ｎ ． ） ２ １ ｏ ３
ＩＣ Ｇ Ｃ气化炉气化法分类Ｖｖ
Ｉ Ｃ气 化 炉气 化 法分 类及 比较 ＧＣ
周 大坤 ， 郜 愿锋 ， 曾庆 才 （ 尔滨锅 炉厂有 限责任公 司， 尔滨 ｌ ０ ４ ） 哈 哈 ５ ０ ６
的 Ｉ Ｃ 电 站 都 配 备 气 流 床 气 化 炉 口 ］ ＧＣ 。。 １ １ 气 流 床 气 化 炉 及 其 典 型 炉 型 ．
气 化煤 气 中 的 灰 和 含 硫 物 质 等 杂 质 ， 得 到 清 以 洁、 易输送 的气 体燃 料 的过 程 。在 整个 煤 炭 气化 系统 中 ， 核心设 备是 气 化炉 。气 化 炉是 进 行 煤气 化 过程 的场所 ， 同的气 化 方法 往 往对 应 不 同 的 不 气 化炉设计 和操 作条 件 ， 而直 接 影 响煤 的 气化 从