用气化法进行煤炭深加工

<正>气化就是通过化学转化将煤中所含的碳和水蒸气在高温条件下形成可燃性气体的混合物。反应流程中所需要的热量靠一部分煤的氧化而得到。在气化时可以从煤中得到能被有效利用的纯可燃气体还原剂混合物和热量。从20世纪70年代就开始了气化,并制出了试验性以及工业性气化装置,一种非传统煤炭利用工艺和方法受到了人们的关切。开启了建立工业规模进行煤炭气化的时代。首先是煤炭地下     

中国褐煤气化技术利用现状及发展趋势

对褐煤气化技术做了简单回顾,并介绍了固定床气化、流化床气化、气流床气化及地下气化等褐煤气化技术在中国的利用现状。分析了当前国内褐煤气化技术的发展趋势。     

固定床加压气化技术的发展现状

介绍了固定床加压气化技术由固态排渣的鲁奇炉到改进后的熔渣气化炉(BGL)的发展历程。从气化工艺条件、气化效率和污染物排放等方面对比了BGL气化炉和鲁奇炉,并列举了在不同领域的应用实例。分析表明:固定床加压气化炉技术成熟、适应性较强、有其自身的特点及优越性,由鲁奇炉改进后的BGL气化炉具有气化强度和气化效率高、能耗低、污染物数量少、煤种适应性强等优势,是极有发展前景的煤气化技术。     

晋城无烟型煤造气操作方法研究

通过在ΦP1600mm和Φ2400mm水煤气发生炉进行无烟块煤与型煤造气试验研究，分析气化效率、碳转化率、产气率、煤气成分、灰渣残碳量等指标与气化操作工艺参数的关系，总结出晋城无烟型煤在固定床水煤气、半水煤气发生炉造气的操作方法。     

不同体积分数氧气气化剂下煤炭地下气化过程■分析

开展煤炭地下气化过程中能量转化环节效率优化,有利于提高煤炭地下气化系统实际生产效率和经济性。利用煤炭地下气化模型试验系统,进行了不同气化剂氧气体积分数条件下的地下气化模型试验,并结合热力学第1定律和热力学第2定律建立了煤炭地下气化系统■评价模型。结合实际试验数据和物料平衡、热量平衡、■平衡等理论模型,分析了不同氧气体积分数的气化剂对煤炭地下气化系统■效率及不可逆■损的影响。结果表明,煤炭地下气化系统是具有较高有效能量转化效率的系统;气化剂氧气体积分数是影响煤炭地下气化系统■效率的主要因素之一。在气化剂氧气浓度为40%,60%和80%条件下,煤炭地下气化炉的综合■效率分别为67.47%,73%和78.52%,外供■效率分别为47.36%,61.00%和57.73%,不可逆■损分别为32.53%,27.00%和21.48%。提高氧气体积分数可以显著提高系统的■效率并降低不可逆■损失;在利用纯氧作为气化剂时,地下气化系统■效率可达到84.72%,外供■效率可达68.86%,不可逆■损可低至15.28%。对比地面气化系统,煤炭地下气化系统的有效能转换率大于高炉系统和发生炉系统、低于焦炉煤气的生产过程。水碳比是影响外供■的主要因素之一,通过提高绝热燃烧温度、减少煤炭地下气化系统的热量损失和提高传热系数可以降低不可逆■损。     

褐煤的高温气化反应特性研究

采用下落式固定床,在1 000℃～1 500℃内,详细探究了褐煤的高温气化反应性,对比分析了原煤和煤焦的气化反应性差异。实验结果表明:褐煤的气化反应性随气化温度的升高而增加,在高温下增加的幅度有所减小;煤的气化反应速率随碳转化率的增加,呈先增大后减小的趋势,在碳转化率10%～30%时达到最大值;在相同气化条件下,原煤的气化速率最大是煤焦的近5倍。     

焦煤地下气化模型试验研究

为考察煤炭地下气化技术对焦煤的适用性,通过热解试验和地下气化模型试验,测试了焦煤的热解和气化特性.结果表明,焦煤地下气化时气化剂中氧气的最佳体积分数为60％,此时气化效率最高达80％左右,煤气热值在8.36 MJ/Nm3(2 000 kcal/Nm3)左右.但由于焦煤具有较高的黏结性和膨胀性,使得其在地下气化过程中膨胀,析出的胶质体、熔融的煤灰会附着在气化通道的煤壁上阻碍气化剂与煤体的接触,对气化效果带来一定影响.粗煤气和煤气冷凝水中的H2S、HCN、氨氮、苯类、化学需氧量(COD)、挥发酚等污染物含量均超过国家排放标准允许值的几十甚至数百倍,须经过处理后排放.     

浅析气化指标对煤气化工艺的影响

介绍了煤在固定床气化炉灰渣层、氧化层、还原层、干馏层中发生的变化,及煤灰熔融性、结渣性、煤的反应性和抗碎强度等各气化指标对煤气化工艺的影响。     

煤炭地下气化的综合利用前景

结合地下气化煤气的基本组成，分析了煤炭地下气化的综合利用前景，并作了相应的经济效益评价。研究结果表明，纯氧-水蒸气地下气化可以生产化工合成原料气，用于合成氨、合成二甲醚及合成油等。两阶段地下气化及纯氧-水蒸气地下气化工艺可以生产高含氢量的水煤气，适于大规模廉价制氢，而煤炭地下气化联合循环发电使地下气化所产煤气可获得最佳利用途径。     

煤制天然气气化工艺及型煤气化经济性的研究

为了对煤制天然气项目气化工艺的选择和型煤气化可行性与经济性进行研究,通过对GSP干粉煤气化、Shell干粉煤气化、BGL固定床液态排渣加压气化和Lurgi碎煤固定床干法排渣加压气化进行对比分析研究,并以新疆某年产20亿m3煤制天然气项目为基础,对型煤气化工艺进行可行性与经济性分析。     

贫瘦煤地下气化模型试验研究

为探索煤炭地下气化技术对贫瘦煤的适用性,在地下煤层模型试验平台上研究了贫瘦煤层的气化特性。结果表明:贫瘦煤层在空气气化下的煤气热值能达到3 404 MJ/m3,优于地下褐煤空气气化所生成煤气的热值;贫瘦煤层在富氧水蒸气气化下,煤气的有效组分和热值随气化剂中氧浓度的增加而增加,氧气体积分数在40%~50%时产生的煤气比较适合用于燃气发电;污染物分析说明煤气冷凝水中部分污染物含量超标。通过对燃空区三维形状及模拟煤层顶板的分析,发现燃空区沿气化通道稳步推进,横向扩展宽度自点火点处的0.86 m缩小至终点的0.43 m;模拟煤层的表土下沉量约占总厚度的6.5%,下沉面积约占煤层总表面积的6.1%左右。     

在煤矿井下建煤气化厂的初步设想

煤的地面气化运输成本高，且污染环境，而地下直接气化又难以控制。针对这些问题，提出将地面煤气化厂的气化锅炉等主要设备设置到煤矿井下，将采出的煤在井下气化后。通过管道将煤气输送到地面的设想，并就这一设想的可行性和可能遇到的问题作了一些粗略的探讨。     

辽河油田煤炭地下气化点火方式模型试验研究

我国存在大量深部煤炭资源,井工无法开采,可以通过深部煤层气化方式将其开采出来,深部煤层气化利用地面打钻建造地下气化炉,其气化成功的前提是点火,深部煤层气化不同于浅部有井式煤层气化,其气化通道比较狭窄,点火只能通过拐弯钻孔下放点火器或点火剂来引燃煤层;深部煤层气化点火时是在煤层存在一定的水和压力下点火,同时还要能在通道内实现移动点火。目前的点火方式有电点火和化学点火法,经试验证明:电点火不适应深部煤层气化,化学点火法——利用自燃性气体硅烷可以完成深部煤层气化的点火。     

双阳煤矿煤炭地下气化的应用研究

煤炭地下气化技术有诸多的优越性,国内外已有不少成功应用的实例,在符合应用的地质条件下,应该大力推广应用.介绍了对吉林省双阳煤矿边缘部分所遗留的煤层所设计的煤炭地下气化炉,该气化炉采用定向钻孔贯通,钻孔法建炉,通过计算可获得较大的经济和社会效益.     

煤炭地下气化煤气爆炸极限的研究

煤炭在地下气化过程中生成可燃气体,存在着许多安全隐患。分析了密闭空间混合气体的爆炸极限计算公式,研究了最大允许氧含量和惰性气体对可燃气体爆炸的影响,结果表明,为了防止气化煤气发生爆炸,可以通过控制气化剂的进量或加入惰性气体,使可燃气体在爆炸极限范围以外,为煤炭地下气化的现场安全和可行性提供了依据。     

基于低碳经济的煤炭地下气化技术

用数据说明了煤炭地下气化技术开采能耗的低碳化、开采方式的低碳化、热效率的提高以及有利于碳捕获与封存方面的特点,从而论证了其在节能减排中的重要作用。在开采方式中因为CO2的循环利用、减少井巷工程和减少报废矿井煤炭自燃和矸石山自燃、煤与瓦斯共采等优良特性导致其本身就是一种天然的节能减排采煤方式。     

煤炭加压气化技术的研究及开发

:简要介绍了北京煤化学研究所在加压固定床气化———包括D6 5 0mm中试和D10 0mm小试气化技术 ,D30 0mm和D10 0mm加压流化床气化技术 ,加压气流床气化数学模拟等方面的研究和开发情况 ,给出了典型煤种在不同气化炉、不同操作条件下的试验数据 ,讨论了我国煤炭气化技术的发展前景     

煤炭地下气化污染物生成特性模型试验研究

为获得煤炭地下气化污染物析出规律与气化工作面温度的关系,给现场工艺操作提供理论依据,利用煤炭地下气化模型试验平台,研究了涌水量10 L/h、氧体积分数35%条件下污染物析出规律与气化工作面温度、煤气热值等参数之间的关系。研究结果表明:随着气化工作面温度的升高,氨氮的析出量、电导率以及煤气冷凝水的pH值均增大,COD析出量降低;煤气热值的变化与炉内温度场变化一致,最终建立了气化工作面温度带分布与污染物析出量之间的定量关系。     

两种煤气化技术反应过程比较和分析

选取2种较为典型的煤气化工艺,主要从气化反应的特点入手,对单位有效气体碳耗进行了比较计算,对资源利用的合理性进行了讨论,最后得出了自己对适合我国国情的煤气化技术发展方向的理解,以供煤气化技术研发及使用部门参考。