煤化化工艺流程及节能研究.ppt
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1、煤气化工艺流程及节能研究,报告人:胡显三 日 期:20120410,一、煤的化工概况以及发展趋势,1.1、煤化工简介 煤化工是指以煤为原料,经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏,以及焦油加工和电石乙炔化工等。 煤化工产业链的延伸主要有三条:传统的焦化和电石乙炔化工、煤气化和煤液化。通过这几条产业链,煤炭可以再石化产品、燃料油等多个领域替代石油和天然气。三条产业链中煤化油技术壁垒最高,而煤气化应用最广泛,几乎是所有煤化工产业的基础。,1.2、煤化工的意义 (1)提高了煤炭的综合利用率 煤炭深加工将地下开采出来的原煤经过工艺加工,增加其使用价值、提
2、高附加价值。煤炭深加工主要有煤炭洗选、煤炭煤气化、煤变电等。煤炭经过深加工,大大提高了煤炭及附属产品的价值,提高了煤炭的综合利用率。 (2)煤炭的相对成本优势 从等热值的能源价格对比来看,目前国内煤炭的单位价格远低于原油、液化石油气、甲醇、二甲醇、乙醇、汽油、柴油、电等主要能源价格。,1.3、未来煤化工产业的发展趋势 (1)以洁净能源为主要产品 新型煤化工以生产洁净能源和可替代石油化工产品为主,如柴油、汽油、航空煤油、液化石油气、乙烯原料、聚丙烯原料、替代燃料(甲醇、二甲醚)、电力、热力等,以及煤化工独具优势的特有化工产品,如芳香烃类产品。 (2)煤炭-能源化工一体化 紧密依托于煤炭资源的开发
3、,并与其它能源、化工技术结合,形成煤炭能源化工一体化的新兴产业。 (3)高新技术及优化集成 根据煤种、煤质特点及目标产品不同,采用不同煤转化高新技术,并在能源梯级利用、产品结构方面对不同工艺优化集成,提高整体经济效益 。同时,新型煤化工可以通过信息技术的广泛利用,推动现代煤化工技术在高起点上迅速发展和产业化建设。,(4)建设大型企业和产业基地 以建设大型企业为主,在建设大型企业的基础上,形成新型煤化工产业基地及基地群。每个产业基地包括若干不同的大型工厂,相近的几个基地组成基地群,成为国内新的重要能源产业。 (5)有效利用煤炭资源 新型煤化工注重煤的洁净、高效利用,如高硫煤或高活性低变质煤作化工
4、原料,在一个工厂用不同的技术加工不同煤种并使各种技术得到集成和互补,使各种煤炭达到物尽其用,充分发挥煤种、煤质特点,实现不同质量煤炭资源的合理、有效利用。新型煤化工强化对副产煤气、合成尾气、煤气化及燃烧灰渣等废物和余能的利用。 (6)经济效益最大化 通过建设大型工厂,应用高新技术,发挥资源与价格优势,资源优化配置,技术优化集成,资源、能源的高效合理利用等措施,减少工程建设的资金投入,降低生产成本,提高综合经济效益。,(7)环境优化 通过资源的充分利用及污染的集中治理,达到减少污染物排放,实现环境友好。 (8)人力资源充分发挥 通过新型煤化工产业建设,带动煤炭开采业及其加工业、运输业、建筑业、装
5、备制造业、服务业等发展,扩大就业,充.分发挥我国人力资源丰富的优势。,二、煤化工行业工艺流程概要图,2.1、煤炭气化 是指煤在特定的设备内,在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应,将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时,必须具备三个条件,即气化炉、气化剂、供给热量,三者缺一不可。,气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型,即非均相气固反应和均相的气相反应。 不同的气化工艺对原料的性质要求不同,因此在选择煤气化
6、工艺时,考虑气化用煤的特性及其影响极为重要。气化用煤的性质主要包括煤的反应性、粘结性、结渣性、热稳定性、机械强度、粒度组成以及水分、灰分和硫分含量等。,2.2、煤炭的液化 煤液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和化学产品的先进洁净煤技术。 根据不同的加工路线,煤炭液化可分为直接液化和间接液化两大类。直接液化分成碳化和氢化。 间接液化就是先把煤进行气化,生成水煤气,再合成乙烷、乙醇等燃料,也可以进一步合成燃油。,2.3、煤焦化 又称煤炭高温干馏。以煤为原料,在隔绝空气条件下,加热到950左右,经高温干馏生产焦炭,同时获得煤气、煤焦油并回收其它化工产品的一种煤转化工艺。
7、 主要生产炼钢用焦炭,同时生产焦炉煤气、苯、萘、蒽、沥青以及碳素材料等产品。,三、煤炭的气化,3.1、煤气化的分类 (1)气化方法按煤炭是否需要开采分为 地面气化 煤的地面气化是指原料煤炭预先开采出来在地面气化炉内进行气化反应生成煤气的过程,目前开发应用的绝大多数属于地面气化。 地下气化 地下气化是指在地下煤层内直接进行的气化过程,煤炭不需要预先开采出来,而是通过地面向煤层打钻孔建立一定的通道后,直接将气化剂通入地下煤层并发生气化反应,产生的煤气经通道导出输送至地面上。 地下气化的主要技术瓶颈 不可视 不可控。 (2)气化方法按气化炉内煤料与气化剂的接触方式分为 移动床(固定床)气化法 在气化
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- 化化 工艺流程 节能 研究
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