蒙古国典型煤种水蒸气气化性能及其动力学特性

利用固定床装置对来自蒙古国的巴嘎诺尔煤(BN)、纳赖呼煤(NL)、阿拉格陶盖煤(AT)和塔本陶勒盖煤(TT)进行程序升温水蒸气气化实验,考察了4种煤样气化合成气主要组分H_2,CO和CO_2的生成规律,着重研究了煤样气化反应动力学和合成气各组分生成动力学特性,并对2种动力学特性进行分析。研究发现,BN,NL和AT3种煤样气化合成气中H_2和CO_2主要在较低温区(900—1 050 K)生成,CO则在较高温区(>1 000 K)生成,而TT煤气化反应H_2,CO和CO_2均需要在较高温区(>1 000 K)生成。AT和TT煤水蒸气气化反应动力学所选取的模型与其气化合成气各组分生成动力学所选取的模型一致,分别为均相模型和缩核模型。BN和NL煤气化生成H_2,CO_2的生成动力学适宜采用均相模型,而CO的生成动力学适宜采用缩核模型,但这2种煤样的水蒸气气化反应动力学均可采用均相模型。     

用差热分析技术研究煤/煤焦的加压气化动力学

本文建立了一套适合于多种气体使用的高温高压差热分析装置,并用其考察了四种典型的不同煤化程度煤或煤焦,分别将它们在CO_2和水蒸气中进行加压气化.结果表明,试样的气化反应性随煤化程度的加深而降低;气化剂压力对反应性的影响分别为g(p_(co_2))=p_(co_2)/(1+k_(co_2)p_(co_2)和g(p_(H_2O)=p_(H_2O)/(k_(H_2O)+p_(H_2O)).在建立了近似的差热分析数据处理方法的基础上,得到用不同参数值描述不同煤种在不同气体中的加压气化动力学通用方程.与热重分析等传统方法相比,差热分析技术用于煤/煤焦气化动力学的研究不但减少了实验工作量,而且可以得到较准确的结果.     

大粒度煤块气化特性研究

分别以H_2O(g)和CO_2为气化剂,采用自制的煤炭地下气化模拟实验装置完成大颗粒鹤壁烟煤和晋城无烟煤的气化模拟实验,用便携式气体分析仪对煤气组分进行测定,并用SEM分析气化后的半焦,考察了气化剂种类、气化温度和气化时间对2种煤气化反应特性的影响。结果表明:CO_2为气化剂时,反应温度越高,煤气中CO,H_2,CH_4含量越多,煤气热值也越高;以H_2O(g)为气化剂时,H_2含量随着反应温度升高增大,CO含量则先增大后降低,CH4明显降低。气化温度1 000℃时煤气热值最高,鹤壁煤和晋城煤热值分别达13.12 MJ/m~3和11.25 MJ/m~3;气化进行30 min时反应速率最大,60 min时热值最高;相同气化剂条件下鹤壁烟煤的煤气热值高于晋城无烟煤煤气;相同煤种条件下H_2O(g)为气化剂时的煤气热值高于CO_2。     

煤气化三种典型气化炉的现状和发展

煤气化是将煤中有机质转化为气态能量载体或气态化工原料。气化介质有H_2O、CO_2、O_2及其混合物,还有加氢气化用的H_2。气化反应是非均相气固反应,主要是吸热反应,所需热量由燃烧部份煤取得,通称自热气化。加H_2气化是放热反应。煤的物化性质不象油和气单一,而是随不同生成年代、不同矿区和不同开采条件而有很大差异;又因煤气化生成气     

煤质对Texaco气化装置运行的影响及其选择(上)

介绍了水煤浆加压气化适宜的煤种，对煤质的要求和煤质对Texaco气化装置运行的影响及其选择适应性。论述了Texaco煤气化工要求的最关键因素是煤灰的熔融性，腐蚀性，粘温特征和煤的成浆性，反应性等。提出了煤质评价及优化开发原料煤的方法。介绍了配煤，配焦在Texaco煤气化工艺中应用的新技术。分析了陕西渭化，山东鲁化的Texaco煤气化装置原料煤的开发及试验过程，总结了开发经验，为Texaco煤气化装置工业化应用原料的开发提供理论依据和选择方法。     

气流夹带床气化法实验室规模煤反应性试验

为了能在近似地代表气流夹带床气化工艺(例如,Shell煤气化工艺)的条件下,测定含碳物质的气化反应性,已开发了一个比较简单而迅速的微型气化试验。小于100微米的煤粒在几秒钟内被加热到1000—2000℃间的一个预定的温度,然后维持在该温度。气化用CO_2或H_2O进行。试验表明,气化反应性随着煤等级的降低而增加。用CO_2和H_2O进行褐煤、烟煤和液体石油焦的气化反应,在大于1300—1400℃时可能是由扩散来控制的。低于此温度时,用CO_2对褐煤进行的气化反应的活化能约为100千焦耳/摩尔,对烟煤和液体石油焦,活化能约为220—230千焦耳/摩尔。用H_2O气化时,对褐煤的活化能约为100千焦耳/摩尔,对烟煤为290—360千焦耳/摩尔,对液体石油焦为200千焦耳/摩尔。微型气化试验定出的原料相对等级排列和6吨/日装置的结果基本上是一致的。     

木质素系添加剂对煤浆焦气化反应活性的研究

利用竹浆黑液(BL)直接磺化接枝丙烯酰胺(AM)制备出水煤浆添加剂(BLSA)。研究比较了BL、市售木素磺酸钠LS-Na以及BLSA对贵州无烟煤煤浆焦气化反应活性的影响。结果表明:(1)随着气化温度的升高,各个煤浆焦样品的气化反应活性随之提高;(2)在气化温度1100℃、气化时间2 h、BLSA添加量为0.8%时,BLSA煤浆焦拥有最高95.3%的CO_2转化率,相比其他煤浆焦样品高出了15%~30%。     

煤中掺配高硫石油焦的气化特性研究

利用同步热分析仪对高硫石油焦(JL焦)、淮北煤(LY煤)以及淮北煤中掺配不同比例的JL焦混样在常压条件下进行CO2气化研究,并对气化动力学进行了分析。研究表明,JL焦的气化反应活性远远低于LY煤,配入LY煤能够提高JL焦的气化反应性,降低活化能;1 150℃之前,转化率的实验值低于加权平均值,且与掺焦比例没有关系;1 150℃之后,转化率的实验值高于加权平均值,原因是LY煤灰中的矿物质对焦、煤混样的气化起到了催化作用。     

煤(焦)气化反应活性评价研究进展

气化反应活性是各种气化技术选择原料时都要考虑的性质指标,其测定和表征对煤炭资源的合理利用、气化技术的选择以及生产工艺的优化具有指导性意义.详细介绍了目前测定、表征煤(焦)气化反应活性的方法,分析、比较了各种表征方法和指标的优缺点和适用范围,结合煤气化技术的现状和发展趋势,提出了进一步完善煤(焦)气化活性评价方法的途径.     

酒糟焦与无烟煤焦共气化特性的研究

利用固定床反应器研究了酒糟焦与无烟煤焦在CO_2气氛下的共气化反应性。采用扫描电镜和X射线能谱分析手段,考察了焦样的孔隙结构和表面元素组成。结果表明:酒糟焦与无烟煤焦共气化过程中,除气化剂CO_2外,尾气主要产生H_2和CO;共气化过程中具有明显的协同作用,气化温度和酒糟焦掺混比是影响共气化反应的主要因素,共气化反应活性随气化温度的升高和酒糟焦掺混比的增加而增大;酒糟含有的高挥发分在气化过程中产生大量蜂窝状的孔隙结构,酒糟焦和无烟煤焦中分别含有的K元素和Ca元素对共气化反应起到的催化作用,是共气化反应活性提高的主要原因。     

升温速率及水蒸气分压改变对神华煤焦及其显微组分焦气化反应性的影响

用非等温热重法考察了神华煤焦及其显微组分富集物焦的水蒸气气化反应,分析了升温速率、水蒸气分压改变对煤焦及其显微组分富集物焦气化反应性的影响。利用最大反应速率和半衰期两种方法评价了所选样品的气化反应性。结果表明：对神华煤而言,在相同的气化反应条件下,当升温速率和水蒸气分压发生改变时,其气化反应性顺序均为,镜质组富集物焦〉原煤焦〉惰质组富集物焦。     

不同气化条件和煤种对颗粒煤气化的残焦影响

采用自制的煤炭气化装置进行气化,研究粒度为5—10 mm的大颗粒褐煤、烟煤和无烟煤在不同气化条件下气化所得残焦的微观结构和官能团特性。结果表明:适当升高气化温度,残焦的氮吸附量和比表面积值均增大,孔容和微孔率则先增大后减小。H_2O(g)为气化剂的残焦的氮吸附量、比表面积、总孔容和微孔率均大于CO_2气化残焦的。残焦的氮吸附量、比表面积、总孔容和微孔孔容的变化均随着煤种的煤化程度降低而升高。     

二氧化碳返炉对煤制天然气工艺的影响

为提高煤气化装置经济性,减少废水排放,将低温甲醇洗富集的CO_2,与蒸汽、O_2形成多元气化剂,在固定床气化炉中进行了工业试验。结果表明,返炉CO_2与煤焦发生气化反应,实现了碳资源再利用,减少了蒸汽用量和后续废水处理量,降低了能耗和生产成本。同时,CO_2返炉可调节煤气中H_2/CO比例,适用于不同的后续工艺,具有良好的经济效益和社会效益。     

基于Aspen plus研究气化参数对新疆阜康干粉煤加压气化过程的影响

借助Aspen Plus模拟软件,应用Gibbs自由能最小化方法建立新疆阜康干粉煤加压气化模型。研究了气化参数氧煤比、蒸汽煤比和二氧化碳煤比对气化性能的影响。氧煤比增加有效气(CO+H_2)含量存在最大值;蒸汽煤比的增加,合成气中有效气(CO+H_2)和CO含量减少,CO_2和H_2含量增加。二氧化碳煤比对合成气组成影响不大。     

CO_2旋转弧等离子体炬煤气化制取合成气

为开发CO_2旋转弧等离子体煤气化来制取合成气技术,实验考察了国内四种煤粉的煤粉挥发分含量、CO_2气量以及不同进料比下对于气化过程的影响。实验结果表明,气化结果与煤粉的挥发分含量有着明显的正相关关系,挥发分含量越高,越有利于煤粉气化,产品气中CO与H_2的体积含量可超过93.5%。随着CO_2气量的增加,CO含量增大,而H_2含量则随之减少,碳转化率最高可以达到86.1%。在不同的CO_2与煤粉进料比情况下,H_2含量随着反应器输入功率的增大会出现峰值。当进料比为18.7时,能量转化效率可以达到最高的71.6%。与普通煤气化过程相比,等离子体煤气化过程具有更高合成气含量以及碳转化率,是一种具有工业应用前景的煤炭清洁高效利用手段。     

“SE水煤(焦)浆气化技术工艺包”通过中国石化专家评审

2014年12月5日,中国石化集团公司科技部组织专家对中石化宁波技术研究院有限公司和华东理工大学共同完成的"SE水煤(焦)浆气化技术工艺包"进行了专家评审。为了进一步完善中国石化集团公司多品种系列化的煤气化技术体系,针对炼厂廉价的煤(焦)制氢需求,同时,中国石化集团公司为实现"碧水蓝天"工程的承诺,规划开展依托煤气化装置进行炼厂含油污泥和含油污水经济、无害化处理技术研究,以实现炼厂含油废物的资源化利用,减少炼油厂污染物排放。     

热解焦粉(半焦)湿法气流床气化工业试烧总结

介绍了热解焦粉湿法气流床气化工业试烧试验。试验采用热解焦粉(半焦)为原料,选用西北化工研究院多元料浆气化技术,在5万t/a合成氨装置上,在1 350℃、1.3 MPa(g)的操作条件下,与神府煤按不同比例混合,进行了煤/焦(干基)质量比分别为:88/12、77/23、69/31的试烧试验。通过试验考察了该焦粉的成浆性能及气化特性,获取了焦粉气化的关键数据,可供以焦粉为原料的大型煤气化装置的工程设计参考。     

水煤浆气流床的气化能效比较

以神木煤为原料,在设定的操作工况下对5种不同类型的水煤浆气化炉进行了模拟研究,分析了喷嘴类型、气化炉壁面条件、合成气水激冷及废锅等余热回收装置对气化性能的影响,并在此基础上通过氧煤比(氧气与煤的质量比)、比氧耗、比煤耗、冷煤气效率、热效率等指标进行了气化能效比较.结果表明:5种水煤浆气化的比煤耗在540kg煤/1 000m~3(CO+H_2)～560kg煤/1 000m~3(CO+H_2)之间,比氧耗在360m~3O_2/1 000m~3(CO+H_2)～380m~3O_2/1 000m~3(CO+H_2)之间,多喷嘴气化的比煤耗和比氧耗较单喷嘴气化的比煤耗和比氧耗低,碳转化率及冷煤气效率则高约2%;水冷壁炉用于低灰熔点煤,蒸汽产量较少,气化能效指标与热壁炉的气化能效指标相近;废锅可增加气化过程8%～15%的热效率;单辐射废锅较辐射-对流废锅易维护,投资低,且可回收90%以上全废锅的回收热量,是煤气化技术进一步节能增效的发展方向.     

用煤制取氨合成气

最初,以煤为基础制氨法使用的原料为焦炭,焦炭通过常规的方法由煤制得。但是这是相当浪费的一种方法。这时,提出了直接气化煤的方法。气化法的化学原理,实际上是部分氧化法,一般简化为以下几个反应: (1)和(4)是放热反应,(2)和(3)是吸热反应。 C+O_2 CO_2 (1) C+CO_2 2CO (2) C+H_2O CO+H_2 (3) C+2H_2 CH_4 (4) 和许多化学平衡一样,这些反应的平衡取决于反应时的温度和压力。在已经发展了的所有的气化法里,为满足反应速度的要求,反应是在高温下进行。因为两个是吸热反应,所以     

添加CO_2做气化剂对煤气化的影响

借助Aspen plus流程模拟软件,在进料粉煤、氧气、CO_2和水蒸气总量为定量、CO_2/H_2O质量比为变量的情况下,通过调整CO_2/H_2O质量比、反应氧煤比和蒸汽煤比等参数,分析了当添加部分CO_2为气化剂并且热损失为2%时,产品中有效气体成分、产气率、气化温度等气化性能的变化,并最终确定了添加CO_2的极限配比、最佳氧煤比、最佳水煤比以及最佳操作压力。