坑口气化法制取人工天然气或合成气

论述水煤浆气化制合成气或甲烷时,用坑口气化取代单项化工装置前气化,具有明显的优越性。通过模拟计算讨论了坑口气化的工艺路线,包括采用常规技术和重大技术难题,并分析其经济上的现实性。对于一个年产３０亿Ｎｍ３的人工天然气的工厂,产品中ＣＨ４含量可达９７５％,年耗煤６４０万ｔ,投资约１８２亿元,这是我国国力所能达到的。     

天然气一煤共气化制备合成气新工艺

天然气一煤共气化新工艺是基于天然气蒸气转化法和煤气化工艺进行耦合发展起来的新型工艺。本文分析了该工艺的技术原理，理论上可以直接制备H2／CO为1～2可调节的合成气；详细地介绍了天然气一煤共气化新工艺的主反应设备合成气制备炉的结构及工艺流程，通过对该工艺过程的热力学和动力学分析得出工艺的最优工艺参数，通过试验可以直接制备出H2／CO为1～1，5、可调节的合成气，从而证明该工艺过程的可行性，并指出天然气一煤共气化新工艺是一项值得开发的新型合成气制备技术。     

合成气制备工艺研究进展及其利用技术

讨论了以天然气为原料制备合成气的甲烷蒸汽转化、非催化部分氧化、催化部分氧化和甲烷自热转化工艺的特点。分析了流化床、气流床和移动床煤气化工艺优缺点和煤气化工艺的发展趋势。在此基础上介绍了天然气-煤共气化原理及其新工艺,该工艺可直接生产H2/CO体积比在1～2之间可调的合成气。讨论了应用合成气生产甲醇、二甲醚、液体燃料工艺和联合发电技术,并指出天然气-煤共气化工艺是一项值得开发的合成气制备技术。     

天然气-煤共气化制备合成气新工艺

天然气-煤共气化新工艺是基于天然气蒸气转化法和煤气化工艺进行耦合发展起来的新型工艺.本文分析了该工艺的技术原理,理论上可以直接制备H2/CO为1～2可调节的合成气;详细地介绍了天然气-煤共气化新工艺的主反应设备合成气制备炉的结构及工艺流程,通过对该工艺过程的热力学和动力学分析得出工艺的最优工艺参数,通过试验可以直接制备出H2/CO为1～1.5、可调节的合成气,从而证明该工艺过程的可行性,并指出天然气-煤共气化新工艺是一项值得开发的新型合成气制备技术.     

移动床煤与天然气共气化制备合成气的工艺技术

煤与天然气共气化是基于天然气蒸汽转化和煤气化工艺耦合的一种新工艺.阐述了煤与天然气共气化制合成气的技术原理.实验研究表明合成气最佳出口温度为1000 ℃,氧气、水蒸气和天然气在同一位置进入反应器能有效降低火焰区温度;理论计算得到的合成气有效气体浓度（CO+H₂）大于95%.实验研究和理论计算结果都表明,煤与天然气共气化可以直接得到H₂/CO在1.0～1.5之间可以调节的合成气.     

固定床中天然气与煤联合气化制合成气反应过程的实验研究

用固定床反应器模拟合成气制备炉,对天然气与煤联合气化反应过程进行了研究. 实验结果表明,在合成气制备炉下部主要发生甲烷和碳的氧化反应,氧气完全消耗. 合成气在制备炉内上升过程中,未转化完的甲烷继续裂解,中间产物水蒸汽和CO2被还原. 出口合成气在离开制备炉时整个炉内体系接近反应平衡.     

天然气-煤共气化制备合成气热态模拟

天然气-煤共气化制备通用合成气技术是基于天然气蒸汽转化法和煤气化过程开发的新工艺，通过技术原理分析，可以直接制备出H₂/CO在1.0～2.0之间可调的粗合成气.应用移动床反应器进行热态模拟实验，主要研究了不同操作参数对火焰区温度及合成气有效成分(H₂＋CO)和H₂/CO的影响.结果表明：天然气与氧气在同一位置喷入反应器，控制喷吹参数H₂O/CH₄/O₂以及流量，在气化炉炉温不低于1000 ℃的条件下，煤或焦炭中挥发分基本裂解，可以直接制备出H₂/CO在1.0～2.0之间，有效成分大于90.0%，残留的CH₄小于2.0%的粗合成气.     

生物质气化制合成气技术研究进展

介绍了生物质气化制合成气技术的优势和主要用途,着重论述了国内外生物质气化制合成气技术的研究进展,对存在的主要问题进行了分析和探讨,并对该技术的前景进行了展望,指出新型气化合成技术、高效气化反应器以及高效催化剂是今后研究的重点.     

大型煤制合成气技术进展

煤气化技术是洁净煤技术的重要组成部分,各种煤气化炉型和气化技术都有各自的优点和不足之处,选择适合的煤气化技术对煤化工项目至关重要。介绍了目前国内大型煤制合成气中广泛应用的Shell煤气化工艺、Texaco水煤浆气化工艺及近年来研发成功的具有自主知识产权的多元料浆加压气化技术、多喷嘴对置式水煤浆气化技术、两段式干煤粉加压气化技术和四喷嘴对置式干粉煤加压气化技术的工艺特点、应用情况。这些技术将是目前和未来大型煤制合成气的技术支撑。     

天然气-煤集成共转化制备合成气新工艺

介绍了国内外目前主要的合成气制备工艺,即以天然气和煤各自为原料的生产工艺及关键技术,以及天然气-煤共转化制备合成气的研究状况,并通过在固定床反应器上的实验研究发现:煤焦在天然气-煤集成制备合成气过程中具有抑制甲烷析碳的作用,从而指出天然气-煤共转化制备合成气工艺是适合中国能源现状,解决环境污染、有效利用能源的新工艺。     

气流床煤气化辐射废锅内多相流动与传热

采用多相流动与传热模型耦合的数值方法,对气流床煤气化辐射废锅内多相流场与传热过程进行了数值模拟。在Euler坐标系中采用组分输运模型计算气体组分扩散过程,并通过realizable k-ε湍流模型计算炉内流场,煤渣颗粒运动轨迹在Lagrange坐标系中计算,并考虑了气固相间双向耦合。利用灰气体加权和模型与离散坐标法相结合,计算了炉内辐射传热过程,并考虑了煤渣颗粒的热辐射特性。结果表明：炉体入口存在张角约为10°的中心射流区,其流速和温度均较高,且周围存在明显回流区,回流区内部分颗粒富集;大部分颗粒直接落入渣池,且粒径越大落入渣池时温度越高;炉内温度分布除中心射流区,整体分布均匀,且随壁面灰渣厚度的增加而升高;计算结果与实验测量结果及文献值基本一致。     

煤直接加氢制甲烷研究进展

天然气资源短缺、低阶煤资源利用问题突出,开发新型、高效和对环境友好的低阶煤制甲烷工艺成为研究热点。本文分析讨论了以下几方面:温度、压力、催化剂、煤种和气化剂等因素对煤直接加氢制甲烷过程的影响;煤直接加氢制甲烷的反应机理和动力学;3种典型煤直接加氢甲烷化工艺的优缺点;本文作者课题组正在研究开发的低阶煤炭化脱氧、高活性半焦直接加氢制甲烷工艺及其特点。分析认为:以低阶煤(生物质)为原料进行加氢甲烷化生产代用天然气成为新的研究重点,其中又以新型、廉价煤加氢甲烷化催化剂的研制和新型甲烷化反应器的开发最为关键。     

合成气制混合燃料醇的研究进展

合成气直接转化制混合燃料醇等清洁燃料是能源化工领域的研究热点,过程涉及醇合成和费托合成步骤,体系非常复杂,而高性能催化剂和高效分离工程的开发是混合燃料醇工艺大规模应用的关键技术.本文综述了合成气制混合燃料醇的典型反应工艺和当前催化剂的最新研究进展,系统总结了改性甲醇合成、改性费托合成、硫化物及其他类型催化剂体系的研究现状,指出通过调控活性相结构与组成、提高催化剂稳定性和产物中混合醇的选择性是合成气制混合醇催化剂的发展方向,提出了通过多反应、多过程耦合实现合成气定向转化制混合醇及C₂₊醇的应用前景.     

煤和焦炉气联供制合成天然气过程的建模、模拟与分析

近年来中国的煤制天然气项目快速发展。然而煤制天然气项目的CO₂排放量大、污水产量高难处理,生产过程能效低。与此同时,中国焦炭工业每年产生约700亿立方米的副产物焦炉气,这些富氢的焦炉气大多被燃烧或直接排放进入大气,对环境造成严重影响,同时还浪费了巨大的经济价值。煤和焦炉气联供制天然气新工艺可有效解决这些问题。焦炉气与煤元素互补,焦炉气中的氢气可用来调节合成气的氢碳比;甲烷可通过甲烷干重整过程降低煤制烯烃过程排放的CO₂,提高碳元素利用率,实现节能减排。本文针对煤和焦炉气联供制天然气这个新的工艺过程进行建模、模拟与分析,发现新过程的能效比煤天然气烃过程提高了约8个百分点,而CO₂排放量则减少了约60%。     

合成气制芳烃研究进展

根据工艺路线不同,对合成气一步法、合成气两段法、合成气联产芳烃3种工艺进行分析。发现合成气一步法采用复合催化剂,由F-T合成催化剂与芳构化催化剂复合而成,或甲醇合成催化剂与芳构化催化剂复合而成,将合成气直接转化为芳烃,芳烃选择性较低,为50%左右;合成气两段法是在2个反应器中,分别采用甲醇脱水催化剂,芳构化催化剂,一段将合成气转化为二甲醚,二段将二甲醚转化为芳烃,芳烃选择性可达80%。合成气联产芳烃是在生产各类油品的同时富产芳烃,是目前较易实现工业化的一条路线。最后对合成气制芳烃发展提出了一些建议。     

合成气为核心的联供联产系统变工况特性

煤气化合成气为核心的多联供多联产系统是能源化工可持续发展的重要组成部分,联供因子和联产因子是影响多联供多联产系统性能的两个关键因素。以天然气辅助煤多联供甲醇电多联产系统为例,根据其结构特性,提出以甲醇合成模块中未反应合成气进燃气-蒸汽联合循环发电装置的分流比率为联产因子,以进系统天然气的与原煤的的比值为联供因子,考察系统规模、损率、产品成本分别跟随联供因子和联产因子单因素变量变化规律,并讨论煤炭价格和天然气价格对系统产品成本的影响。     

静电纺丝纤维对煤基气体污染物脱除研究进展

煤在气化和燃烧过程中产生的气体污染物和颗粒物会转移到合成气和空气中,从而产生设备腐蚀和环境污染等问题。静电纺丝纤维具有可调控的、超细的直径,多孔的结构,超高的比表面积,可设计的形貌以及易于表面修饰等优点,在气体污染物脱除领域有着巨大的应用价值。介绍了静电纺丝的基本原理和发展现状,综述且简要分析了静电纺丝纳米纤维材料在PMs、CO₂、NO_x、H₂S、SO₂和VOCs等气体污染物脱除方面的应用及研究现状。最后,对电纺纤维在气体污染物脱除领域中更广泛、更深入的应用前景进行了展望。     

油气煤盐综合利用技术研究

通过对油气煤盐综合化工利用技术进行分析,指出了目前单一的油、气、煤、盐化工存在的弊端以及实现油、气、煤、盐的综合优化利用所具有的优势。重点分析了综合利用过程中的主要装置、技术指标等。结果表明综合利用技术可以实现资源的有效利用,延长产业链,达到节能减排的目的。