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1、煤气化技术介绍 化工冶金事业部 2013.11 28,煤炭的特性 煤气化原理 现代煤气化技术发展,介绍内容,一.煤炭的组成和用途,煤炭：复杂的有机含碳矿物（从褐煤到无烟煤），以碳为主，主要成份为C，H，O，N，S；高度芳香化；多少不等的 无机矿物，Ash：150%，Water:X60%，Volatile：345%,用途,能源,燃烧发电,（1035MJ/kg）,能源,制合成气 CO+H2，H2制燃料气CH4,CO,H2制还原剂（冶金焦，铁合金焦）制吸附剂（活性炭，活性焦）,部分试验煤种分析数据,部分试验煤种分析数据,煤化工,煤气化定义,定义：汽化剂通过炽热的炭层对固体燃料（煤）进行热加工获得煤气
2、的过程。气化剂：氧气（空气、富氧空气和纯氧气）水蒸气氢气,煤气化的用途：,煤,气化,净化,（=80%),CO2,变换,H2S,NH3,粉尘，K，Na,Hg,H2,Fuel cell,（=80%),电力,64%,IGCC,（=60%),电力,48%,合成气,H2,炼油厂,汽油柴油,直接液化,油品,合成氨,NH3,合成气,合成,甲醇合成油,甲醇,DMEMTOMTPMTG,煤气化：,CnHmOxNySz=C+CO+CO2+H2+NH3+HCN+H2S+COS+,Coal,Oxygen,Steam,Gasifier Gas Composition(Vol%)H2 25-30CO 30-60CO2 5-
3、15H2O 2-30CH4 0-5H2S 0.2-1COS 0-0.1N2 0.5-4Ar 0.2-1NH3+HCN 0-0.3Ash/Slag/PM,煤气化时S和N的基本反应,S+O2 SO2 SO2+3 H2 H2S+2H2O SO2+2CO S+2 CO2 2H2S+SO2 3S+2H2O C+2S CS2 CO+S COS N2+3 H2 NH3 N2+H2O+2CO 2HCN+1.5 O2 N2+xO2 2NOx,S,N,煤燃烧：,Coal,Air,Flue gas,煤气化过程的简单分析：,国内外煤气化工艺,已商业化和正商业化的工艺：,气流床气化 GE-Texaco,Shell,GS
4、P,E-Gas,K-T,流化床气化 HTW，Winkler，AFB,固定床气化 Lurgi,Lurgi,HTWKRWAFB,TexacoE-GasShellGSP,移动床,流化床,气流床,典型的气化技术,Lurgi 氧气鼓风气化炉的典型操作结果,壳牌气化炉的典型数据,AFB典型的气化结果,试验煤种特性煤种：褐煤烟煤无烟煤石油焦 灰含量：1%37.88%灰熔点：1160 C1500 C+挥发份：6.15%32.15%所有试验煤种均能连续稳定操作，气化指标、消耗指标、处理能力等依煤质 优劣而不同,气化过程的分析和选择,不同气化炉工艺冷煤气效率和气化过程效率比较,*10%残炭回收并进一步折算为5%的
5、功,煤气化综合考虑,煤气化为特定组成气体时必须经气化，变换，甚至合成等步骤 煤气化时常根据气化工艺选择合适煤种，为降低运输成本，则 应根据源煤性质选择气化工艺 固定床气化工艺是工艺最成熟的技术，可制得中热值煤气，特 别适合城市和工业燃料气利用，缺点是：1)块煤，2)焦油酚产 出难于净化，3)CH4等轻烃含量高不适合于做化工合成气，4)蒸汽消耗高，5)气体分布要求使固定床气化炉放大困难 流化床气化炉可气化制取合成气和燃料气，使用碎煤，无焦油酚 等污染物，结构简单，投资低，氧耗低，成本低；加压流化床 HTW可用于大型气化系统；灰熔聚流化床气化技术AFB可用于多种 煤，特别是由于温度温和，因而对灰分
6、，灰含量较不敏感，缺点 是：转化率较低 90-95%，灰渣带出量大，需完善再燃技术，工 程放大尚待完成，特别是压力的提高以减少压缩能耗,气流床气化是当前最先进成熟的大型商业化气化工艺，以Texaco 技术商业业绩最多；Shell氧耗较低，有效气成份较高；E-Gas能 耗较低；GSP较经济。对气流床水煤浆进料系统特别应强调降低灰熔点灰含量以减少故 障，增加浓度以提高效率 对气流床干粉系统则应注意低灰低灰熔点煤的使用，降低备煤能耗 Shell气源的合理利用已减少变换能耗，或用急冷的GSP以降低废热 锅炉投资 应加强混合系统（Hybrid)的研究，使流化床气化最大发挥投资低 的优点和克服转化率低的缺点 多联产系统的发挥,Thank you!,
