煤炭的综合利用邢台职业技术学院资环系运用化工专.ppt

第七章 煤炭的综合利用;第一节 煤的气化;;一、煤炭气化的意义;二、煤的气化方法与煤气的种类 ; 1、气化炉：进行煤炭气化的设备叫气化炉。 2、气化炉分类 ;;空气煤气 ;;(1) 水煤气和发生炉煤气;(2)合成气与还原气;(3)城市煤气;三、煤气化的化学反应;5.碳加氢反应 C+2H2→CH4＋39.4kJ/mol 6.热解或脱挥发分反应 CmHn→n/4CH4+（m－n）/4 C 或CmHn＋（4m－n）/2H2→mCH4 ;3 气化过程热平衡;煤气化炉原理和分类;块状原料煤一般用固定床气化炉。在上部加料，随气化过程进行料层慢慢下降，同时气化剂由下向上逆流通过。 优点：操作费用低、炉总效率高。 缺点：热煤气流经煤层时容易将煤加热使其干燥，产生焦油和酚混在煤气中，使净化困难；对于有粘性的煤，还需设置破粘装置；需设置转动炉箅；操作周期短、维修费用大。 ;固定床气化法;加压气化优点：能耗低、煤气热值高。 过程：粒度5~30mm的煤间歇加入炉内，但炉内布料器上存煤多，煤进入炉膛燃烧区是连续的。炉内设有破粘装置。 煤气化压力约3MPa,水蒸气和氧气由转动炉箅进入气化炉，生成的煤气由上部引出，灰渣经下部灰箱排出。煤粒在炉内从上到下移动经过干燥层、热解层、气化层、燃烧层。 鲁奇加压气化炉及鲁奇加压气化流程如下图： ;图 9.4;;加压气化主要操作过程;图 9.6; 煤反应能力;鲁奇加压气化法特点;3. 液态排渣加压气化法;9.9;4. 鲁尔100加压气化炉;2. 沸腾床气化炉;9.2.5 沸腾床气化法;图 9.12;(3)气流床气化炉;9.2.6 气流床气化法;图 9.13;;特点：;;;2. 德士古气化法;废热锅炉(waste heat boiler ); ? ?? ? 又称余热锅炉，利用生产过程中的高温物流作为热源来生产蒸汽的换热器，它既是工艺流程中高温物流的冷却器,又是利用余热提供蒸汽的动力装置。 如在乙烯装置中，将从管式炉出来的裂解气(温度高达800～900℃)直接送入急冷废热锅炉，在0.1s内温度降到350～600℃，这样既可以防止因过度裂解而降低乙烯收率，又可生产10MPa以上的高压蒸汽,对提高整个工厂的热效率和经济效益起着重要作用。目前，在硝酸、硫酸、合成氨及石油炼制工业等许多生产过程中都普遍使用废热锅炉，使生产??程所需的动力和热能得以全部或部分自给。 ;;2. 原料煤的组成和性质对气化的影响;粘结性：粘结性煤在加热到350~450oC时就形成胶质体，发生软化、熔融，有液相产物与煤粘在一起，析出挥发物固化后形成块状焦炭。这种煤气化时需要破粘措施。由于有粘结性，所以用它作焦化原料特别好，一般不用于气化。 粒度:煤的粒度可分为小于6mm的粉煤、小块和中块，机械化采煤粉煤含量高。褐煤易风化裂碎,粉煤量较大。 气流床用细粉煤；流化床气化可用粒度小于6mm的煤；固定床用块煤。 ;（一）移动床气化法对煤质的要求;2.移动床加压气化对煤质的要求;（二）沸腾床气化法及其煤质的要求;（三）气流床气化法及其对煤质的要求;（四）熔融床气化法及其对煤质的要求;两个关键： 1、煤的气化反应性差异 －褐煤、烟煤、无烟煤；或不同烟煤的差异 2、不同气化炉的运行条件 －不同气化炉的差别很大，对“煤”反应速率影响最大的操作条件是什么？ －从不同温度下反应速率的差别来分析 －反应温度越高，反应物性质的差异越小（与传质/传热对比）;2、为什么实验室的煤气化研究均采用焦炭，而不是煤？;地下气化;建地下气化炉的两种技术途径;建地下气化炉的两种技术途径;煤???地下气化原理;煤气化联合循环发电;特点：在煤气化过程中加入石灰脱硫，脱硫率高，且煤气在高温下送去燃气轮机，提高了能量利用率。用余焦燃烧的烟气产生蒸汽驱动蒸汽机发电。;第二节 煤的液化;一、煤炭液化的意义;二、煤炭液化的方法及对煤质的要求（一）煤炭液化的方法：;（二）煤直接加氢液化法及对煤质的要求;（三）煤的间接液化及对煤质的要求;（四）煤的部分液化及对煤质的要求;第三节 煤的燃烧;一、煤的燃烧过程;二、煤燃烧的基本化学反应;三、煤炭完全燃烧的条件;第四节 石煤和煤矸石的利用;（一）石煤的性质;（二）石煤的主要利用途径;二、煤矸石;（一）煤矸石的组成和性质;（二）煤矸石的利用途径