水煤气发生炉煤气化工艺效率分析

以往评价水煤气发生炉煤气化工艺的效率仅针对气化炉系统的气化效率和热效率。然而，从能量转换和能源利用的角度来看，这显然是不全面的。因为在获取产品煤气的整个工艺过程中，投入的不仅是原料煤，而且还有生产工艺蒸汽的燃料煤及驱动风机、水泵等所消耗的电能。因此，为了能更科学、合理地反映该工艺的煤炭利用率，本建议采用针对整个气化工艺系统的气化过程总效率作为评价指标。同时，利用新、老指标对该工艺进行了初步的分析和评价。     

煤制氢技术的初步方案及性能分析

构造了煤制氢新工艺系统,对新工艺气化过程热效应进行了分析,结果表明降低压力和提高温度在热力学上有利于气化反应的进行。根据热力学分析结果,对系统中气化炉热效应和整个系统的热效率进行了模拟计算,得出：该工艺可以提高单位原料煤的产气量,煤气中有效成分含量高,有效的利用了煤炭资源,系统的热效率可以达到90．65％。     

基于Aspen Plus的循环流化床工业气化炉模拟

循环流化床煤气化炉在工业应用过程中,由于试验煤种及操作条件的多样性,通过试验法优化操作过程所需周期较长、成本较大。因此以大量工程数据为边界条件,基于Gibbs自由能最小化原理,利用Aspen Plus对气化过程进行模拟,通过灵敏度分析,研究了单因素氧煤比、蒸汽煤比、气化压力、空气/蒸汽预热温度变化对气化指标的影响;并运用正交实验,研究了以上4种因素共同作用的结果。研究结果表明:氧煤比增加使有效气(CO+H_2)含量、冷煤气效率先增加再减小,并在0.45~0.50kg/kg时取得最大值;蒸汽煤比增加使煤气热值和气化温度减小,对有效气含量基本没有影响;气化压力增加使煤气热值和气化温度增加;空气/蒸汽预热温度增加使气化温度、有效气含量、冷煤气效率增加,煤气热值减小。通过正交实验综合分析,氧煤比和空气/蒸汽预热温度对气化指标的影响较为显著,两者对气化指标的影响趋势基本一致;蒸汽煤比主要影响煤气热值,而气化压力主要影响比氧耗,对其他指标影响较小。     

浅谈鲁奇煤气水分离难点及质量控制

鲁奇碎煤加压气化工艺生产过程中因气化温度较低,气化剂未完全分解,产生大量的煤气水,煤气水富含氨、焦油、油、膨胀气等物质。本文通过对气化废水处理工艺的详细介绍,针对煤气水处理过程存在的问题,对煤气水分离生产工艺的优化和改造进行探讨,并通过具体事例说明工艺改造后装置稳定运行。     

提高水煤浆浓度的工艺措施及技术应用

水煤浆气化是应用广泛的一种气化技术,而水煤浆浓度作为水煤浆气化工艺的重要控制指标,直接影响着煤气化过程的氧耗、煤耗及整个气化装置的生产成本。简介水煤浆制备的技术要点,以陕西延长石油兴化化工有限公司水煤浆气化装置制浆系统为例,阐述其通过优化原料煤煤种和科学合理配煤以及新上料浆细磨系统提高水煤浆浓度的工艺措施和技术应用。实践表明,落实工艺措施和应用提浓技术后,陕西兴化气化装置制浆系统的水煤浆浓度由59.60%提高至约64%,粗煤气中有效气(CO+H₂)含量提高2个百分点,气化装置氧耗有效降低,氨醇产品产量明显提高。     

基于Aspen Plus的西部典型煤化学链气化模拟研究

面对全球变暖,发展低能、低碳、环保的新型煤炭综合利用技术迫在眉睫。化学链技术是一种新型的化学转化和能源利用新技术。利用Aspen Plus软件建立化学链气化过程,模拟研究中试规模下,西部典型煤和煤中水分含量对化学链气化过程的影响,结合煤中组分与气化过程,分析不同煤种产生不同合成气含量的原因;并提出了模拟煤中不同水分的方法,分析水分如何影响化学链气化过程,为中试放大提供理论指导。结果表明,宁夏羊场湾煤(NX)和陕西神木煤(SX)的合成气产率(以煤计)高于2.0 Nm3/kg,冷煤气效率高于0.9。云南昭通煤(YN)合成气产率低于1.0 Nm3/kg,冷煤气效率最低,合成气产率和冷煤气效率为:NXSX新疆伊犁煤(XJ)内蒙鄂尔多斯煤(NM)YN;因水分会增加水蒸汽带走热量,煤中水分含量越高越不利于气化。煤中含水量从22.38%降到0时,合成气产率增大,冷煤气效率增大了34.5%。气化反应器所需热量降低了8.89%。因此,为得到更多的合成气,尽量选择固定碳高、水分少及挥发分低的煤种作为原料;在煤进入气化炉前增设干燥装置,提高合成气产率和冷煤气效率。     

基于Aspen Plus的水煤浆气化模拟

文章以过程模拟软件Aspen Plus为工具,建立了以纯氧为气化剂的气流床煤气化的数学模型,模拟计算了Texaco气化炉的制气过程;并利用该模型模拟研究了氧煤比和水煤浆浓度对煤气化指标的影响。结果表明:水煤浆浓度和氧煤比是影响水煤浆气化过程和出口煤气成分的主要因素,同时提出了提高出口煤气有效成分(CO+H2)的措施。     

串行流化床煤气化试验

针对串行流化床煤气化技术特点,以水蒸气为气化剂,在串行流化床试验装置上进行煤气化特性的试验研究,考察了气化反应器温度、蒸汽煤比对煤气组成、热值、冷煤气效率和碳转化率的影响。结果表明,燃烧反应器内燃烧烟气不会串混至气化反应器,该煤气化技术能够稳定连续地从气化反应器获得不含N₂的高品质合成气。随着气化反应器温度的升高、蒸汽煤比的增加,煤气热值和冷煤气效率均会提高,但对碳转化率影响有所不同。在试验阶段获得的最高煤气热值为6.9 MJ•m^-3,冷煤气效率为68％,碳转化率为92％。     

高效能两段组合式煤气化过程热态试验

针对现有气流床气化技术在显热回收方面的不足,华东理工大学洁净煤技术研究所创新性开发煤基两段组合式气化工艺。在所建立的两段组合式煤气化炉热态试验装置上,考察了二段处理煤量和一段出口煤气组成对出口煤气热值、有效气浓度、二段碳转化率、水蒸气和二氧化碳转化率的影响。试验结果表明此气化工艺能有效利用一段炉煤气中的显热,提高气化炉出口煤气热值;二段适宜加入褐煤量为1400g,是一段处理量的10%;二段加煤量过多会降低二段煤层反应温度和促使焦油的生成;随着一段气化炉出口煤气所含水蒸气、CO2等气化剂浓度的增加,其对显热回收的作用就更明显;该工艺能减少CO2排放,具有良好的环境效益。     

基于ASPEN PLUS的固定床纯氧连续气化炉的模拟

以过程模拟软件Aspen Plus为工具,建立了固定床纯氧连续气化的数学模型,模拟了固定床纯氧连续气化过程;并利用该模型研究了随蒸氧比与气化压力变化对气化指标的影响;结果表明:同一原料煤,随蒸氧比增加,煤气有效气含量降低,蒸汽分解率下降;随气化压力增加,煤气有效气含量降低,蒸汽分解率下降,但煤气中由甲烷化引起CH_4含量增加。     

The comparison study on the operating condition of gasification power plant with various feedstocks

Gasification technology, which converts fossil fuels into either combustible gas or synthesis gas (syngas) for subsequent utilization, offers the potential of both clean power and chemicals. Especially, IGCC is recognized as next power generation technology which can replace conventional coal power plants in the near future. It produces not only power but also chemical energy sources such as H₂, DME and other chemicals with simultaneous reduction of CO₂. This study is focused on the determination of operating conditions for a 300 MW scale IGCC plant with various feedstocks through ASPEN plus simulator. The input materials of gasification are chosen as 4 representative cases of pulverized dry coal (Illinois#6), coal water slurry, bunker-C and naphtha. The gasifier model reflects on the reactivity among the components of syngas in the gasification process through the comparison of syngas composition from a real gasifier. For evaluating the performance of a gasification plant from developed models, simulation results were compared with a real commercial plant through approximation of relative error between real operating data and simulation results. The results were then checked for operating characteristics of each unit process such as gasification, ash removal, acid gas (CO₂, H₂S) removal and power islands. To evaluate the performance of the developed model, evaluated parameters are chosen as cold gas efficiency and carbon conversion for the gasifier, power output and efficiency of combined cycle. According to simulation results, pulverized dry coal which has 40.93% of plant net efficiency has relatively superiority over the other cases such as 33.45% of coal water slurry, 35.43% of bunker-C and 30.81% of naphtha for generating power in the range of equivalent 300 MW.     

Air blown partial gasification of coal in a pilot plant pressurized spout-fluid bed reactor

The advanced high efficiency cycles are all based on gas turbine technology, so coal gasification is the heart of the process. A 2 MW_th spout-fluid bed gasifier has been constructed to study the partial gasification performance of a high ash Chinese coal. This paper presents the results of pilot plant partial gasification tests carried out at 0.5 MPa pressure and temperatures within the range of 950–980 °C in order to assess the technical feasibility of the raw gas and residual char generated from the gasifiier for use in the gas turbine based power plant. The results indicate that the gasification process at a higher temperature is better as far as carbon conversion, gas yield and cold gas efficiency are concerned. Increasing steam to coal ratio from 0.32 to 0.45 favors the water–gas and water–gas shift reactions that causes hydrogen content in the raw gas to rise. Coal gasification at a higher bed height shows advantages in gas quality, carbon conversion, gas yield and cold gas efficiency. The gas heating value data obtained from the deep-bed-height displays only 6–12% lower than the calculated value on the basis of Gibbs free energy minimization. The char residue shows high combustion reactivity and more than 99% combustion efficiency can be achieved.     

40万t/a煤制乙二醇项目气流床气化技术比较研究

煤气化技术对煤化工项目的经济效益和稳定生产具有重要意义。以某40万t/a煤制乙二醇项目为例,选取有代表性的某干煤粉气流床煤气化技术和某水煤浆气流床煤气化技术,在原料煤可同时适用的前提下,通过对原料制备、原料输送、气化和灰水处理、变换等主要工艺单元的对比,分析了两种技术在能量消耗和利用、操作安全稳定、环保等方面的差异。结果表明,水煤浆气化技术的原料制备和输送环节能耗较低、操作安全环保,虽然气化工段煤耗、氧耗较高,但是可通过回收高温粗煤气的显热副产大量高压饱和蒸汽,能量利用率高,气化过程不需要加入蒸汽。综合对比,水煤浆气化技术生产成本低于干煤粉气流床气化技术。     

煤制合成天然气过程经济性分析

煤制合成天然气与其他煤化工技术(煤制油,煤制烯烃等)相比具有流程短、能量利用效率高、水耗相对较少、投资相对较少等特点,已呈现大规模工业化的趋势。基于鲁奇煤气化工艺及自制的甲烷化催化剂,以锡林浩特煤为原料,年产10×108 m3(标准)天然气项目为目标,对煤制合成天然气过程进行经济性分析。     

煤、气、油联合生产甲醇实现资源互补和节能减排

介绍了以煤、油田气和渣油为原料联合生产甲醇的工艺流程及其特点。水煤浆气化有效气的n（H2）/n（CO）为0．4-0．5,天然一段蒸汽气转化有效气的n（H2）／n（CO）为2．7～3．0,根据H、C元素互补理论．联合生产甲醇工艺将水煤浆气化副产多余的CO、天然气转化过剩的H2和渣油催化裂解时副产的干气（分离回收的部分H2）3者结合使合成气中的生产甲醇的合成气【n（H2）-n（CO2）]／[n（CO）＋n（CO2）]达到2．05-2．15,达到“氢碳互补”,从而实现节能减排目的。     

煤制甲醇联产氨改造化肥企业的科学发展观(下)--能源、环境和粮食安全战略

论述了粉煤纯氧气化生产甲醇，甲醇弛放气联产合成氨工艺路线在煤炭综合利用、环境、粮食安全等方面的基础地位；分析了谢尔粉煤气化工艺的气化原理、气化效率、煤种灵活性和环保效益；介绍了采用粉煤纯氧气化同水电解制氢，达到CO2零排放的煤制甲醇大型装置单元组合；科学发展观的关键是工程科技现代化。用科技开发资源再生利用（如土地、水力、林木等），发展天然再生原材料和能源的综合利用。     

300kt/a合成氨系统节能分析

新建300 kt/a合成氨系统采用两段式加压干煤粉气化、耐硫变换及低温甲醇洗气体净化、液氮洗合成气精制、低压(15.0 MPa)氨合成、串级斯科特硫回收以及氨法烟气脱硫等国内外先进的工艺和技术。通过采用洁净煤气化和能源梯级利用技术对企业进行原料和动力结构调整,实现原料煤多元化,降低了成本,提高了效益。整套装置工艺先进,技术可靠,具有节能、环保、经济、可持续发展等优点。     

超临界水气化生物质技术研究进展

超临界水气化生物质技术是一种新兴的利用生物质能的方法,由于其较高的能量利用率和环保特性,正日益受到人们的重视。本文综述了国内外对于超临界水气化生物质的研究,分析总结了温度、压力、浓度、停留时间、催化剂等因素对反应影响的一般性规律。通过对各国研究者有关超临界水气化生物质技术经济性评价的综合,指出了提高经济性需要努力的方向,并提出了气体产物的利用方式,对该技术的进一步发展和应用有较好的指导意义。     

压力、煤浆浓度、氧煤比对水煤浆气化的影响

研究了水煤浆气化技术操作参数的优化途径;分析了气化压力、煤浆浓度、氧煤比(氧碳比、氧浆比)对碳转化率、产气率、冷煤气效率、合成气有效组分含量等水煤浆气化参数的影响;对各参数之间的最佳搭配进行了优化;确定了各个量的最佳操作值,为气化装置低能耗、高效益运行提供依据。