煤气化液化课件.ppt

河南科技大学化工与制药学院 煤气化与液化1化工与制药学院 主要内容主要内容•煤炭资源•煤的应用•煤气化•煤液化2化工与制药学院 中国化石资源分布人口 资源 环境与生态3化工与制药学院 煤炭应用•炼焦•直接燃烧•洁净煤技术 煤炭气化 煤炭液化4化工与制药学院 燃烧化学5化工与制药学院 燃烧过程化学反应6化工与制药学院 Power Plant7化工与制药学院 粉煤电厂 8化工与制药学院 什么是气化？气化是指，将所有含碳物质（资源）转化为合成气（氢气+一氧化碳）合成气可作为燃料产生电力或蒸汽、作为化工原料用于石化和炼油工业、可生产氢气气化可将低附加值物质（生物质等）生产高附加值燃料或化学品9化工与制药学院 什么是煤的气化？10化工与制药学院 煤气化原理11化工与制药学院 主要反应Examples of important reactions12化工与制药学院 气化炉•固定床•流化床•气流床13化工与制药学院 1. 固定床气化炉固定床气化炉•块状原料煤一般用固定床气化炉在上部加料，块状原料煤一般用固定床气化炉在上部加料，随气化过程进行料层慢慢下降，同时气化剂由随气化过程进行料层慢慢下降，同时气化剂由下向上逆流通过。

下向上逆流通过•优点：操作费用低、炉总效率高优点：操作费用低、炉总效率高•缺点：热煤气流经煤层时容易将煤加热使其干缺点：热煤气流经煤层时容易将煤加热使其干燥，产生焦油和酚混在煤气中，使净化困难；燥，产生焦油和酚混在煤气中，使净化困难；对于有粘性的煤，还需设置破粘装置；需设置对于有粘性的煤，还需设置破粘装置；需设置转动炉箅；操作周期短、维修费用大转动炉箅；操作周期短、维修费用大14化工与制药学院 鲁奇气化炉•固定床•干粉进料•固态排渣•丰富 运行经验、适用于低阶煤•占市场份额最大15化工与制药学院 British Gas /lurgi (BGL) 气化炉•固定床•干粉进料 •纯氧•耐火内衬•液态排渣•煤种适应性强•混合燃料 - 垃圾衍生燃料，轮胎，木材废料16化工与制药学院 BGL (continued)17化工与制药学院 2. 流化床气化炉流化床气化炉•细煤粉宜用沸腾床气化细煤粉宜用沸腾床气化•优点：连续生产、温度优点：连续生产、温度分布均匀、温度调节快、分布均匀、温度调节快、炉子构造简单、投资少炉子构造简单、投资少•缺点：有返混现象、反缺点：有返混现象、反应温度受原料灰熔点限应温度受原料灰熔点限制、不适宜于粘结性煤制、不适宜于粘结性煤和好煤。

和好煤18化工与制药学院 GTI (U-gas) 气化炉•流化床•干粉进料•煤、煤/生物质•高效•纯氧或空气•液态排渣19化工与制药学院 Winkler 气化炉•优点：煤气生产能力弹性大、氧气耗量低、开停操作简单、运行可靠、原料煤处理费用低、粉煤可全部利用，即使灰分为40%的煤也能运行•缺点：成本高，不适宜粘结性煤，气化温度必须低于灰熔点，灰中含C量高•高温法压力提高到1MPa，温度提高到1000ºC，夹带粉粒再循环，可用软褐煤生产合成气20化工与制药学院 (3)气流床气化炉气流床气化炉•很细的粉尘煤用气流床气化很细的粉尘煤用气流床气化通常煤与气化剂并流进入气通常煤与气化剂并流进入气化炉•优点：用粉煤比用块煤价格优点：用粉煤比用块煤价格低、不受煤种限制、无焦油低、不受煤种限制、无焦油酚等副产物、废水少、可以酚等副产物、废水少、可以用加压气化法提高生产能力用加压气化法提高生产能力•高压气化缺点：对灰熔点高高压气化缺点：对灰熔点高的原料煤排渣困难、气化效的原料煤排渣困难、气化效率较低因为必须采用很高率较低因为必须采用很高温度才能气化温度才能气化21化工与制药学院 ConocoPhillips (E-gas) 气化炉•气流床•两段气化•水煤浆进料•纯氧进气•耐火内衬•干法固态颗粒连续清除•原料适应性强22化工与制药学院 E-gas (continued)23化工与制药学院 •二段式设计，提高了气体的热含量和能效，也提升了气化炉不同类型给料的能力，使之既能处理高反应能力的煤、也能处理低反应能力的石油焦给料。

•根据美国能源技术实验室(NETL)于2007年8月做出的独立评估报告，在同等基准下，三大主流气化技术的效率分别为GE 38.2％／E-Gas 39.3％／Shell 41.1％，装置投资($／kWe)为GE 1813／E-Gas 1733／She11 1977，综合发电成本(包含投资折旧和操作成本，美分／kWh )为GE 7.8／E-Gas 7.53／Shell 8.05由此报告可以看出，E-Gas技术在投资，效率，操作成本上实现了非常优化的平衡24化工与制药学院 气化产品分布25化工与制药学院 合成气的用途?26化工与制药学院 可供选择的方式27化工与制药学院 气化联合循环发电 (IGCC)28化工与制药学院 粉煤电厂(Illustration only)29化工与制药学院 联合循环 (Illustration only)30化工与制药学院 煤气化联合循环发电 (Illustration only)31化工与制药学院 IGCC与PC比较•Efficiency: IGCC 41-45%, PC 30-40%•Sulfur control: IGCC 25mg/Nm3 PC 1200mg/Nm3•NOx control: IGCC/PC 15-20%•Water consumption: IGCC/PC 30-50%32化工与制药学院 Coal Liquefaction•Direct Coal Liquefaction•Indirect Coal Liquefaction33化工与制药学院 Benefits of the Technology•Largely proven technology for the manufacture of useful liquid products.•Ability to manufacture transportation fuels from abundant coal.•Insurance against depleting oil stocks and oil supply problems.34化工与制药学院 Direct Coal Liquefaction（introduction）•The principal objective of coal liquefaction is the production of liquid hydrocarbon distillate products from a coal’s mostly aromatic structure to be used as transportation fuels or chemicals.•Finely crushed coal (85% minus 0.074 mm) is prepared as a slurry with a process-derived vehicle oil, preheated and pumped into a heated (400–500℃) pressure vessel (6.9–71.0MPa) in the presence of hydrogen gas with or without a catalyst for some duration (30–150 minutes).•Single-stage Process and Two-stage Process.35化工与制药学院 Single-stage Process•IGOR (Germany)•NEDOL (Japan)•H-Coal (USA)•Exxon Donor Solvent (EDS) (USA)•SCR-I and II (USA)•Imhausen high-pressure (Germany)•Conoco zinc chloride (USA)36化工与制药学院 IGOR Process37化工与制药学院 Process yields and product quality with Prosper Coal38化工与制药学院 NEDOL Process39化工与制药学院 H-Coal40化工与制药学院 EDS Process41化工与制药学院 Two-stage Process•Catalytic Two-Stage Liquefaction (CTSL) (USA)•Liquid Solvent Extraction (LSE) (UK)•Brown Coal Liquefaction (BCL) (Japan)42化工与制药学院 CTSL Process43化工与制药学院 LSE Process44化工与制药学院 Indirect Liquefaction45。