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煤的氣化技術

來源:不詳       更新時間:2013-5-15 15:28:56
 
    煤的氣化是在一定溫度和壓力條件下,將上述脫硫煤轉化為氣體燃(原)料的一項技術。主要生產工業用合成氣(其中CO和H2是煤間接液化合成烴類或含氧液體燃料的基礎物質),以及民用燃氣和工業用燃氣。
  
  煤的氣化過程主要包括熱解、氣化和燃燒。主要反應[以長焰煤(C10000H8470O794)為例。X=0.847,Y=0.0794]為:
  
  CHXOY=(1-Y)C+YCO+X/2H2
  
  CHXOY=(1-Y-X/8)C+YCO+X/4H2+X/8CH4
  
  在上述反應中,同時還發生一些有害的副反應[脫硫煤中未被脫除的硫、氮與氣化劑O2、H2O(g)及產物等之間的反應],而使煤的氣化產生一些含硫、含氮物(H2S、CS2、COS、NH3、NOX、HCN)等有害物質,這必須在煤的氣化氣凈化過程中將其脫除。
  
  近年來,煤的氣化技術在國外得到了較大發展,旨在為整體煤氣化聯合循環發電(簡稱IGCC)提供理想的氣源,擴大氣化煤種,提高煤-氣轉化效率,減少污染物排放,利于環境保護。考慮到煤氣化是各類煤化工技術(液化、化工產品、合成氨、燃氣發電、氣體燃料等)的重要的綠色化學技術,以及我國與國外先進煤氣化技術的差距和需求的迫切性,在“十五”期間,我國采取了加大對國內知識產權先進煤氣化技術的研究開發力度。像水煤漿多噴嘴氣化、干粉煤氣流床氣化等技術,目前已納入國家“十五”高科技發展規劃。煤炭科學研究總院的科學家也針對我國煤氣化技術水平低的問題提出了相應的對策:①集中國內有良好基礎和專業技術的科研力量,集中資金,以較快的速度和高科技起點推進我國煤氣化技術的工程化發展,避免以往長期存在的機構分散、課題低水平重復、資金不足、對技術難點不能持久開發等問題的再度發生,力求在3至5年內我國煤氣化技術有突破性進展;②在潔凈煤技術研究開發中,煤氣化技術對國民經濟發展能起到獨特的促進作用,尤其是在我國,煤氣化氣同時還具有作原料氣和燃料氣的雙重需求,因此,潔凈煤(氣化)技術工藝的開發與研究,應考慮兩種產品的兼顧;③注重煤氣化技術工藝與我國煤炭種類和質量的匹配結合。
  
  應該指出,作為煤氣化技術的典范——整體煤氣化聯合循環(IGCC)系統[參見圖1整體煤氣化聯合循環(IGCC)系統概念示意圖],雖然在我國的研究開發工作剛剛起步,但是,仍取得了一些令世人刮目相看的成果。像上海焦化總廠利用殼牌加壓粉煤氣化技術,不僅實現了6.0×105kg/d的甲醇生產,而且還實現了“煤氣、化工、熱電”三聯供;山東兗州魯南化肥廠與華東理工大學、中國天辰化工公司聯合完成了新型水煤漿氣化中試裝置,有效氣(CO+H2)達83%,碳的有效轉化率在98%以上,各項技術參數已接近(或達到)世界先進水平。目前,我國能源科技領域針對世界先進的煤氣化技術都有不同程度的研究和創新。整體煤氣化聯合循環發電(IGCC)由于其高效潔凈,因此,它是本世紀我國國民經濟發展所依賴的重要的綠色化學工程之一。跟隨國際潮流,發展整體煤氣化聯合循環發電(IGCC)技術已勢在必行。
  
  圖1整體煤氣化聯合循環(IGCC)系統概念示意圖
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