粉煤气化煤制甲醇工艺中二氧化碳排放强度的分析研究

概述了煤化工产业二氧化碳排放问题的研究进展,介绍了煤气化技术及低温甲醇洗工艺流程,以采用粉煤气化技术年产百万吨甲醇为例,通过定量分析的方法估算了粉煤气化煤制甲醇的二氧化碳排放强度。结果表明,粉煤气化煤制甲醇的二氧化碳排放强度约为1.74 t/t甲醇。     

煤制甲醇气化工艺选择解析

为了有效选择煤制甲醇气化工艺,探讨煤制甲醇气化工艺的应用,分别从煤制甲醇气化工艺流程、工艺特点、煤制甲醇检验方法和合成塔设计工艺三个方面做出分析,了解煤制甲醇气化工艺的操作要点,旨在为今后煤制甲醇生产积累实操经验,提高气化工艺应用水平。     

大型煤制甲醇的气化和合成工艺选择

现阶段,我国工业发展速度日益加快,对甲醇的需求量日益增多,制造企业也快速涌现出来。为了促使甲醇生产制造成本有效降低,大部分企业均会采用煤制甲醇的方法,但目前其工艺技术仍未成熟,各种工艺技术类型多种多样,其适用范围和特点各不相同,只有合理选择,才可以使甲醇品质得到保证,最大化控制生产成本。对此,主要对大型煤制甲醇的气化以及合成工艺进行了探讨,以供参考。     

大型煤制甲醇的气化和合成工艺选择

甲醇既是工业上应用很广的化工产品与原料,其需求量在各种工业生产中一直很高。在煤化工行业中,通常都是选用煤制甲醇的技术来对甲醇进行大量制备。随着我国石油资源不断消耗及正在逐渐降低的甲醇制备成本,使甲醇得到更广泛应用。通过分析大型煤制甲醇工业对经济发展的必要性,探索其气化和合成工艺的选择。     

气化工艺煤制甲醇控制系统总体布局

根据工艺装置的关联性和装置的距离确定内蒙古东华能源有限责任公司DCS系统自寺总体布局,独立的装置单独设置控制室,相互关联的装置集中控制,远距离装置的控制站安装在现场机柜室,通过光纤与操作员站通讯。     

大型煤制甲醇的气化和合成工艺选择

阐述了大型煤制甲醇装置中煤气化和甲醇合成的工艺路线选择。对比了固定床、流化床和气流床三种气化工艺,得出:大型煤制甲醇的煤气化宜选气流床气化技术;对比了干粉煤气化和水煤浆气化两种流化床工艺,得出:前者优于后者。并以固定床的甲醇合成为例,介绍了串塔合成流程和双级合成流程以及几种大型甲醇合成塔的选用。     

煤制甲醇工艺分析

煤制甲醇工艺是实现煤炭资源向其他化工产品以及能源资源转换的重要技术途径,这一点对于我国这样缺油少气而多煤的国家而言尤其关键。立足于工艺技术特征,首先分析了煤制甲醇工艺的定义与流程,其次对煤制甲醇生产检验方法进行了探讨,最后则结合煤制甲醇工艺的发展现状,提出了相应的技术优化方案,希望可以有效提升煤制甲醇工艺的应用管理水平,为国家实现甲醇工艺的进步与煤化工行业的发展创造条件。     

煤制甲醇气化装置开车总结

总结年产100万吨煤制甲醇项目煤气化装置原始开车情况及出现的问题,通过原因分析,采取相应处理措施,并优化气化炉运行工况,逐一解决了发现的问题。     

煤制甲醇工艺论析

发展煤制甲醇,以煤代替石油,是国家能源安全的需要,也是化学工业高速发展的需求。对煤制甲醇的生产工艺、设备作全面的分析,为煤制甲醇生产的工艺设备选择提供参考。煤制甲醇工艺的选择应依据适用性、经济性、先进性和安全环保性等原则。     

新型超临界水中煤气化制氢产物的CO2分离过程

目前CO₂的分离方式主要局限在常压条件下,在高压条件下分离CO₂的研究鲜有报道。本文为了解决这一问题,针对煤在超临界水中气化过程压力高的特点,构建了高压水吸收法分离CO₂系统,建立了高压多组分气液相平衡的能量分析模型和 分析模型;并对CO₂的分离过程进行分析,获得了高压吸收器中压力对各种气体产物摩尔分数和液相中气体吸收率的影响规律;针对高压水吸收法分离CO₂的流程,建立了CO₂分离过程中的能量分析模型和 分析模型,得到了高压吸收器中压力发生变化时,CO₂分离过程的能量效率、 效率以及CO₂分离能耗的变化规律,为超临界水中煤气化制氢新技术中分离器的设计提供了依据。     

集成CO2高效利用的煤制乙二醇过程设计与系统分析

为减少传统煤制乙二醇过程资源利用效率低和CO₂排放量高等问题，提出了一种集成CO₂高效利用的煤制乙二醇过程，并对其进行了全流程建模及系统分析。与传统过程不同，新过程利用焦炉气来提高其资源利用率和能量效率，集成甲烷干重整与湿重整技术降低CO₂排放。在全流程建模的基础之上，对新工艺的关键操作参数进行了分析与优化。结果表明，焦炉气的最佳进料比和甲烷蒸汽重整反应的分配比为0.68和0.74。与传统过程相比，新工艺的CO₂排放降低了94.05％，同时?效率提高了15.17％。     

煤制甲醇及下游产品过程中CO2排放计算及分析

利用C守恒原理对煤制甲醇及下游产品过程CO2排放点进行分析,对比了选用不同气化原料生产单位甲醇CO2排放量,得出气化原料多元化对降低CO2排放量有利的结论。计算出典型煤制甲醇及下游产品过程中各主要排放点的大致排放量比例,可知燃料燃烧排出的CO2占总排放量的比重较大,甲醇合成过程排出CO2浓度较高,适于后续加工利用。     

不同CO2捕集技术的CO2耦合绿氢制甲醇工艺研究

大量的化石燃料燃烧导致温室气体排放增加,全球气候变暖。世界各国以全球协约的方式减排CO₂,我国也由此提出“碳达峰·碳中和”目标。CO₂捕集以及转化制液体燃料和化学品是双碳目标下行之有效的碳减排措施之一,不仅可以实现CO₂的资源化利用,同时也缓解了国家能源安全问题。本文以燃煤电厂烟气CO₂捕集和CO₂合成甲醇为研究对象,分析了基于四种不同CO₂捕集技术的CO₂耦合绿氢制甲醇工艺。对四种不同CO₂捕集技术的CO₂制甲醇工艺进行了严格的稳态建模和模拟,分析和比较了不同CO₂捕集技术情景下的CO₂制甲醇工艺的技术和经济性能。结果表明,MEA、PCS、DMC和GMS情景的单位甲醇能耗分别是7.81、5.48、5.91和4.66 GJ/ t CH₃OH,GMS情景的单位能耗最低,其次是PCS情景,但随着更高效相变吸收剂的开发,PCS情景的单位甲醇产品的能耗将降低至2.29~2.58 GJ/t CH₃OH。四种情景的总生产成本分别是4314、4204、4279和4367 CNY/ t CH₃OH,PCS情景的成本最低,更具有经济优势。综合分析表明PCS情景的性能表现最好,为可用于燃煤电厂最佳的碳捕集技术,为CO₂高效合成燃料化学品提供方向,缓解化石燃料短缺和环境污染问题。     

不同CO2捕集技术的CO2耦合绿氢制甲醇工艺研究

大量的化石燃料燃烧导致温室气体排放增加,全球气候变暖。世界各国以全球协约的方式减排CO₂,我国也由此提出“碳达峰·碳中和”目标。CO₂捕集以及转化制液体燃料和化学品是双碳目标下行之有效的碳减排措施之一,不仅可以实现CO₂的资源化利用,同时也缓解了国家能源安全问题。本文以燃煤电厂烟气CO₂捕集和CO₂合成甲醇为研究对象,分析了基于四种不同CO₂捕集技术的CO₂耦合绿氢制甲醇工艺。对四种不同CO₂捕集技术的CO₂制甲醇工艺进行了严格的稳态建模和模拟,分析和比较了不同CO₂捕集技术情景下的CO₂制甲醇工艺的技术和经济性能。结果表明,MEA、PCS、DMC和GMS情景的单位甲醇能耗分别是7.81、5.48、5.91和4.66 GJ/ t CH₃OH,GMS情景的单位能耗最低,其次是PCS情景,但随着更高效相变吸收剂的开发,PCS情景的单位甲醇产品的能耗将降低至2.29~2.58 GJ/t CH₃OH。四种情景的总生产成本分别是4314、4204、4279和4367 CNY/ t CH₃OH,PCS情景的成本最低,更具有经济优势。综合分析表明PCS情景的性能表现最好,为可用于燃煤电厂最佳的碳捕集技术,为CO₂高效合成燃料化学品提供方向,缓解化石燃料短缺和环境污染问题。     

Polygeneration of hydrogen and power based on coal gasification integrated with a dual chemical looping process: Thermodynamic investigation

This paper assesses, from a thermodynamic perspective, the conversion of coal to power and hydrogen through gasification simultaneously with a dual chemical looping processes, namely chemical looping air separation (CLAS) and water–gas shift with calcium looping CO₂ absorption (WGS-CaL). CLAS offers an advantage over other mature technologies in that it can significantly reduce its capital cost. WGS-CaL is an efficient method for hydrogen production and CO₂ capture. The three major factors, oxygen to coal (O/C), steam to coal (S/C) and CaO to coal (Ca/C) were analyzed. Moreover, the comparisons of this suggested process and the traditional processes including integrated gasification combined cycle (IGCC), integrated gasification combined cycle with carbon capture and storage (IGCC-CCS) and integrated gasification combined cycle with calcium-based chemical looping (IGCC-CaL) were discussed. And, the exergy destruction analysis of this suggested process has also been calculated.     

封存过程中二氧化碳对煤体理化性质的作用规律

强化煤层气(CH₄)开采的深部煤层封存二氧化碳(CO₂)技术能够将主要人为温室气体进行有效存储,但基于煤体特征和适宜储层条件下的CO₂流体特性,CO₂流体和煤体之间存在除吸附作用以外的其他流-固作用。CO₂流体和煤体之间的流-固作用关系既会影响煤层的CO₂封存潜力又会引发潜在的环境问题。为此,本文结合国内外的相关研究工作,介绍了煤层封存CO₂过程中煤体理化性质变化的研究成果,归纳了煤体理化性质变化对煤层封存CO₂潜力的影响,指出了煤体理化性质变化由此造成的环境安全与健康风险问题。分析表明:深部煤层封存CO₂过程中流-固作用及其影响主要包括两个方面:①CO₂流体能够诱导煤基质发生溶胀效应,因而会影响注入的CO₂流体在煤层内部的扩散和吸附能力;②CO₂流体具有萃取煤基质内部有机物的能力,会对环境安全与健康造成威胁。此外,本文还指出了煤基质溶胀机理及其可逆性、煤基质中被萃取出有机物的定性与定量分析是后续煤和CO₂流体作用关系的重要研究方向。     

考虑原油性质波动的炼厂氢气网络集成优化

针对原油性质的不确定性,提出了一种基于质量传递机理的随机规划建模框架,以实现炼厂氢气网络在经济效益和抗扰能力上的同步优化。该框架耦合了常减压蒸馏、加氢精制以及闪蒸分离等过程单元,从微观上解析原油性质波动对网络运行的影响;采用了代理模型技术增设脱硫模块,并利用了二阶段随机规划方法改造管网,从宏观上优化氢气网络以满足生产要求。为验证所提方法的有效性和适用性,对某一现有的炼厂氢网络进行了改造设计研究。结果表明,集成过程单元的多场景优化策略能够有效提升网络的经济性能,并且能使其灵活应对因原油性质波动引起的操作场景的改变。     

硫化钙碳酸化制备硫化氢工艺参数的研究

研究了以磷石膏为原料烧制硫化钙和碳酸化硫化钙生产硫化氢的工艺路线,并用正交设计法找出了硫化钙碳酸化制备硫化氢的最优工艺参数.通过实验得到最优工艺参数为气流速度110个气泡/min、温度60℃、反应时间5 h,此时硫的转化率达93%.     

市场不确定条件下煤制烯烃技术经济分析方法

建立了一种用于市场不确定条件下现代煤化工项目技术经济分析的方法。以煤制烯烃投资项目内部收益率、投资回收期、财务净现值、税后利润和单位利润CO₂排放量为主要目标,以聚烯烃价格、煤炭价格、建设投资及碳税税率为表征市场不确定性的4个变量,建立煤制烯烃技术经济分析模型。根据该模型,绘制了预测公式曲面图和等高线图,并在此基础上开展了敏感性分析和不确定性分析。敏感性分析表明聚烯烃价格变化与煤炭价格变化对各评价指标的影响最显著;利用Monte Carlo模拟的方法量化考察了市场不确定条件下煤制烯烃技术的经济性以及各风险因素对评价指标的影响,分析结果表明,在市场低迷情况下,当聚烯烃价格处于6000~8000元/吨、煤炭价格处于100~300元/吨的低位时,煤制烯烃仍可盈利。