煤制甲醇合成工艺设备的选型分析

我国煤炭资源丰富,煤制甲醇是甲醇合成较为经济的一种途径,煤气化和甲醇合成过程中工艺与设备的选用直接影响到甲醇产品的质量。通过对比固定床、流化床和气流床3种气化工艺,阐述煤制甲醇装置中煤气化和甲醇合成的工艺路线选择,得出大型煤制甲醇的煤气化宜选气流床气化技术;对比干粉煤气化和水煤浆气化2种流化床工艺,前者优于后者。结合煤制甲醇的实际生产经验,介绍几种甲醇合成塔的选用。     

基于响应曲面法的粉煤流态化气化工艺优化研究

以粉煤流态化气化工艺为研究对象,根据Box-Behnken的中心组合实验设计原理,在单因素试验的基础上,采用三因素三水平的响应曲面分析法,建立了粉煤流态化气化的二次多项数学模型,并以工艺气中有效组分含量为响应值作响应面和等高线,考察了气化温度、汽/氧比值和入炉煤量对工艺气中有效组分含量的影响.结果表明,粉煤流态化气化的优化工艺条件为:气化温度为955.95℃,汽/氧比值为0.47,入炉煤量为3.03 kg/h,此工艺条件下,平均有效组分含量为53.05%.     

高压热天平内煤催化气化动力学研究

为了深入系统的理解在高压下一步法煤催化制天然气工艺过程中的动力学机理,本文以水蒸汽为气化介质,通过高压热天平中的热重分析,对神木烟煤在不同催化剂下的气化并甲烷化特性进行了研究,分析了其气化特性及催化气化反应的动力学,分析结果表明,K15/Fe10/Ca5催化剂使煤转化成合成气的效率比较高,其次是K15/Fe10和K15/Fe10/Mn5,而求得其活化能分别为39.06,36.58和52.87kJ/mol,即反应速率最高的是K15/Fe10,其次是K15/Fe10/Ca5和K15/Fe10/Mn5。说明催化剂中加入碱土金属钙的氧化物,可提高气化气生成速度,而选择加入锰元素需慎重。该研究为一步法煤制天然气工艺提供了理论基础。     

褐煤固体热载体热解-气化耦合工艺流程模拟

为实现褐煤的清洁高效利用,对褐煤固体热载体热解-气化耦合工艺进行了评价.利用流程模拟软件ASPENPLUS建立了该工艺的模拟流程,分析了处理规模为42t/h时褐煤干燥阶段和热解阶段的能耗、固体热载体与煤混合、分离、运输过程的机械能耗及燃烧半焦的比例.结果表明,该工艺可利用褐煤所含外在水分作为气化剂,节约了气化所需水耗,在水煤比为0.7的情况下,可节约水资源12.5t/h,褐煤热解可获得焦油产品2.6t/h,半焦24.3t/h,其中45%的半焦用于燃烧供热,55%用于气化;褐煤热解单元能耗占总能耗70%以上,是直接导致固体热载体用量大、燃烧半焦比例大以及系统辅助能耗大的主要原因.     

潞安煤灰化学性质调控及工艺条件选择

为提高高灰熔点潞安煤对大规模煤基合成油气化工艺的适应性,采用灰熔点测试仪、XRD射线衍射、热重分析仪等测试手段,研究了添加助熔剂和配煤2种灰化学性质调控方法对潞安煤灰熔融特性及气化反应性的影响,提出了山西潞安集团180万t/a煤基合成油项目气化工艺.结果表明:助熔剂的质量分数为0~7%时,CaO,Fe2O3,MgO使灰流动温度降低的最大值分别为150,73,68℃,随着助熔剂含量继续增加,Fe2O3,MgO的助熔效果明显提高.在考察的实验范围内,平均每加入1%的神木煤,灰熔融温度降低约3℃.莫来石含量的逐渐降低及铁橄榄石和钙铝榴石的不断形成是混煤灰熔融温度下降的主要原因.潞安原煤中的原生矿物质对煤焦气化反应性影响很小,添加助熔剂和配煤能显著提高煤焦的气化反应性.     

云南昭通褐煤流态化气化试验工艺研究

简要概括了流态化气化的突出优点与缺点，介绍了目前几种较有代表性的流态化气化工艺特点，着重介绍了云南昭通褐煤流态化气化试验工艺工作流程，该工艺在热组织、裂解、半焦高温气化反应时间上与传统流态化气化工艺有较大区别。     

煤和废弃物共气化制备富氢燃料气的研究

开展了利用煤、废木屑和聚乙烯废料进行共气化以制备富氢燃料气的研究.实验在实验室小型流化床反应器上进行,气化介质采用空气和水蒸气.研究了气化温度和进料组成对气化过程,尤其是对气体产率、组成的影响.结果表明,气体组成中H2含量高达40%.而且,煤可以和高达40%的废木屑和聚乙烯废料进行共气化.当然,气化进料不同,气化产物也有所不同.煤与废木屑共气化时产物中的CO含量较高,而煤与聚乙烯共气化时烃类的含量较高.因此,通过控制进料可以得到不同组成的产品.     

煤焦水蒸汽气化过程中不同煤种的反应特性与碳结构变化

为探讨诸化学因素对不同煤种气化反应速率的影响,于常压、微分反应器中对19种煤焦进行了催化、非催化水蒸汽气化实验。得出了气化速率与煤的含碳量,比表面积以及煤的结构关系和含碳量与催化效果的关系。由此导出了煤的催化气化动力学方程式。通过对不同转化率下未反应碳的X 线衍射分析提出了催化气化反应的机理。     

习水煤和南川煤混烧制气的工业试验

本文根据影响气化指标的因素主要有气化原料的物理化学性质气化过程的操作条件及气化炉结构等。结合南川县煤气工程气化原料的选择,介绍了习水煤与南川煤混烧制气工业试验。在φ2260造气炉上的试验结果表明,习水煤与南川煤按6∶4比例混烧制气方案完全可行。     

TPD 法研究平朔煤半焦的灰分在气化中的作用

目的用 TPD(程序升温脱附)法研究平朔煤的灰分在气化中的作用. 方法使用 TPD 和 TGA(热重分析)方法对平朔煤含灰样与酸洗样在气化中形成表面复合物的能力进行测试, 考察其形成与发生分解的基本规律. 结果与结论平朔煤含灰煤半焦在 730 ℃可以测到 CO 脱附峰, 酸洗样在整个过程中无 CO 脱附峰. TPD 和 TGA 的研究表明, 平朔煤半焦中的灰分在气化中可以起催化作用, 730 ℃的 CO 脱附峰与灰的催化作用关系很大. XRD(X 线衍射)对煤半焦中灰分组成的考察表明, 含灰样中灰分主要成分为 CaO, 酸洗样中主要为 CaF2. 因此灰中的 CaO 是在气化中起催化作用的活性物种. 在气化中, CaO 与煤半焦在 730 ℃可以发生反应, 生成 CO, 同时金属氧化物被还原. 在该温度范围内, 被还原的 CaO 又可在 CO2 气氛中被氧化. 上述过程构成了催化气化的循环过程. 显然 CaO 对气化过程有催化作用而 CaF2 没有催化作用. 酸洗过程可以使 CaO 转化为 CaF2, 造成催化活性组分的损失, 是使煤半焦的反应性降低的原因.     

煤(焦)气化活性指数H_(CG)的解析与应用

在煤(焦)样程序升温热重分析的基础上,提出了一个可以简单、定量、准确表征煤(焦)气化反应活性的气化活性指数HCG,对我国典型煤(焦)样进行了程序升温热重实验,通过HCG与其他解析方法的对比验证了HCG的表征效果.结果表明:R0.5,Rmax和Tmax在表征煤(焦)的气化反应活性时存在一定的误差;而T0.5和HCG两个指标均可以准确、可靠地表征煤(焦)气化反应活性,但是难气化的煤(焦)T0.5均大于1 000℃,超出了普通热重分析仪的温度范围,应用受到限制;而HCG可以通过温度上限较低的热重分析仪测量计算得出,应用范围更加广泛,适于评价煤(焦)的气化反应性.     

TPD法研究平朔煤半焦的灰分在气化中的作用

目的：用TPD（程序升温脱附）法研究平朔煤的灰分在气化中的作用。方法：使用TPD和TGA（热重分析）方法对平朔煤含样与酸洗样在气化中形成表面复合物的能力进行测试，考察其形成与发生分解的基本规律。结果与结论；平朔煤含煤半焦在730℃可以测到CO脱附峰，酸洗样在整个过程中无CO脱附峰，TPD和TGA的研究表明，平朔煤半焦中的灰分在气化中可以起催化作用，730℃的CO脱附峰与灰的催化作用关系很大，XRD（X线衍射）对煤半焦中灰分组成的考察表明，含灰样中灰分主要成分为CaO，酸洗样中主要为CaF2.因此灰中的CaO是在气化中起催化作用的活性物种，在气化中，CaO与煤半焦在730℃可以发生反应，生成CO，同时金属氧化物被还原，在该温度范围内，被还原的CaO又可在CO2气氛中被氧化。上述过程构成了催化气化的循环过程，显然CaO对气化过程有催化作用而CaF2没有催化作用。酸洗过程可以使CaO转化为CaF,造成催化活性组分的损失，是使煤半焦的反应性降低的原因。     

河南焦作地区煤质及地球化学特征

焦作煤田主采煤层二1煤属于低灰、特低硫、低磷、中高发热量之无烟煤三号,一2煤则属于中灰、高硫、低～特低磷的无烟煤二号,除均可作为动力用煤及民用燃料外,二1块煤还可作为合成氨及气化工业原料用煤,而一2煤应用时最好配合脱硫工艺进行,微量元素统计分析表明：焦作地区煤中有害及微量元素没有富集或明显富集的征兆,亦未发现有工业价值的矿体。     

对煤焦的水蒸汽催化气化及煤灰的研究

为改善煤的气化性能,本文研究了煤的水蒸汽催化气化反应.考察了南宁褐煤、焦作无烟煤在加入 KOH、Ca(OH)_(2)时,产气量、焦油量、灰中碳含量的变化.由于催化剂可降低灰熔点和增加灰中可溶性硅和枸溶性钾,提出了在煤的催化气化同时,利用副产煤灰制硅钙钾肥料的方法.     

河南焦作地区煤质及地球化学特征

焦作煤田主采煤层二1煤属于低灰、特低硫、低磷、中高发热量之无烟煤三号,一2 煤则属于中灰、高硫、低-特低磷的无烟煤二号,除均可作为动力用煤及民用燃料外,二1 块煤还可作为合成氨及气化工业原料用煤,而一2煤应用时最好配合脱硫工艺进行.微量元素统计分析表明:焦作地区煤中有害及微量元素没有富集或明显富集的征兆,亦未发现有工业价值的矿体.     

综合开发煤层气和煤的地下气化

为了利用天津的煤碳资源,提出也综合煤层气的生产和煤的地下气化方案,该方案在技术上和经济上被认为是可行的。     

煤炭地下气化焦油析出特性

基于煤地下气化模型试验,研究不同气化工艺条件下焦油的产率变化,探讨气化工况对焦油析出特性的影响.结果表明,焦油产率主要受气化温度及水蒸汽注入量影响,气化温度升高及水蒸汽存在强化了焦油的裂解过程.最佳气化工况条件下,煤气有效组分含量最高,焦油产率最低.采用GC-MS对地下气化焦油,地面气化焦油及焦炉高温焦油组分进行对照分析得:地下气化焦油主要由多环芳烃和酚类化合物组成.多环芳烃绝大部分为萘、蒽、菲及其衍生物,酚类化合物主要为苯酚、甲酚、二甲苯酚等低级酚,焦油中脂肪烃及杂原子化合物较少.现场试验与模型试验焦油族组分对比表明,煤气出口温度是影响焦油组成的重要因素,焦油中重组分百分含量随煤气温度降低而降低.与地面气化焦油及焦炉高温焦油组成对比表明,地下气化焦油与地面鲁奇加压气化焦油性质接近.     

煤-富钾生物质共转化催化煤焦气化反应的研究

在喷动一载流床中制备了不同比例煤与麦秸的共热解焦,在热天平中考察了共热解焦CO^2气化反应性,分析了原料比率、热解温度等对共热解焦气化反应特性的影响．结果表明,20％生物质添加比例下,煤一麦秸共热解焦的气化反应性即明显高于煤焦,且共热解焦反应性随生物质比例增加而增大,脱碱金属麦秸与煤共热解焦的反应性则与煤焦相近;试验条件下,热解温度750℃制备的共热解焦中碱金属钾含量最高,并具有最高的气化反应性．动力学分析表明,与煤焦相比,煤一麦秸共热解焦的气化反应活化能显著降低．     

煤炭地下气化工业性试验

介绍了唐山刘庄煤矿煤炭地下气化工业性试验的气化条件,气化炉结构,测试系统,基本原理及试验结果,并对试验结果进行了分析,地下气化工业性试验的成功,表明我国煤炭地下气化向商业化应用迈进了一大步,进一步证明了长通道大断面两阶段地下气化新技术工艺的合理性及可行性,得到了该工业性试验工艺可以在我国衰老报废矿井中推广应用的结论。     

垃圾衍生燃料制备与特性研究

利用对辊成型的方法以城市固体废弃物(MSW)为原料采用无黏结剂冷压成型工艺制备了垃圾衍生燃料(RDF),研究了掺煤量、成型压力等工艺条件对制备的 RDF 冷热强度、黏结性、反应活性等工艺性质的影响.结果表明,在 RDF 制备过程中掺入煤可以起到调节 RDF 热值的作用,保证 RDF 具有满意的冷热强度,提高反应活性,全面满足了贮存、运输和用于固定床焚烧或气化时对 RDF 的要求.在研究条件下,向MSW 中掺入20%～30%的煤、15 MPa 左右的成型压力是制备 RDF 的较优条件.