煤气化技术的基本原理精选(九篇)

第1篇：煤气化技术的基本原理范文

煤的气化是煤炭清洁高效利用的关键技术，是发展煤基大宗化学品和液体燃料合成、先进的整体煤气化联合循环发电系统、多联产系统、氢能、燃料电池等过程工业的基础，是这些行业发展的核心和龙头技术。煤的气化的过程实质是将煤中的碳、氢转化为清洁燃料气或合成气（CO+H2）的过程。

本书从全新的视角对工业煤的气化科学和技术进行了全面的论述，涉及煤的气化工艺过程的各项内容，既有工艺分析，又有理论研究。反映了煤的气化技术领域的最新进展，还包含了作者自己的相关研究成果，许多重要内容为同类专著中首次报道。

全书共有10章：1.引言。提出了全球范围内煤的气化原料的劣质化趋势；2.煤的气化的总论。简要介绍了煤气化技术的背景和行业地位、最新的应用、煤的气化的必要性、煤气化技术的沿革、历经三代的气化炉型、原料和产物、技术市场、对环境的影响和污染排放，以及煤的气化面临的挑战、潜在机会等；3.气化用煤的分析表征。为使读者意识到通过气化技术实现煤转化的复杂性，本章从实用观点从发，讨论了气化用原料煤样品的分析表征，并从这些信息来决定气化过程的适用性。必要的有关知识包括煤的标准分析（元素分析、工业分析和热值）以及更复杂的反应性和显微组分的分析，特别强调关注煤中的矿物质，因为这是所有气化过程的极限。最后对煤的物理和流体动力学性质做了总结；4.气化过程的基础。介绍了基本的煤的气化反应和化学、评价不同气化方法优劣的主要技术性能参数，并从多个技术层次探讨了不同气化工艺过程之间的差别：床型（移动床/流化床/气流床），温度范围（灰熔融/渣粘度），压力等级，进料方法（干粉/水煤浆），器壁类型（膜/耐火衬里/水夹套），合成气冷却（水/气/化学激冷/热回收），氧化剂（氧气/空气），排渣方式（灰渣/飞灰/团聚），催化剂添加与否；5.煤气化模拟。在介绍了气化系统衡算概念的基础上，列举气化模拟的热力学模型、动力学模型、计算流体动力学（CFD）模型方法，比较了各种方法的优缺点、主要应用领域和相关的实验研究。为便于读者理解这里仅涉及基本方程和科学背景；6.煤的气化技术。煤的气化技术是本书的中心内容，包括一些此前未公开报道的最新和最全面的煤的气化过程资讯。按气化炉型的不同，分别详述了壳牌、Uhde （即高温温克勒炉HTW， Prenflow）、GE、西门子、CB&I （即E-Gas）炉， Lurgi （即固定床固态排渣（FBDB）炉， 和Envirotherm/Zemag （即BGL）炉的历史沿革、详细工艺描述，改进强化措施和现在的工业实施项目。针对典型技术，基于统一边界条件，给出了通用计算模型和模拟结果，并与实际运行数据进行对照分析，着重对比高灰煤和常规煤原料对气化性能的影响。作者还特别介绍了有关中国开发的气化新炉型和新工艺；7.煤的气化过程热力学评价。本章主要论述本书作者研究出的创新方法：三元气化图。作者给出了该方法详细的实施步骤和应用方法，指导读者得出优化的用户气化图和关联式，以常规的匹茨堡8号煤和南非高灰煤为例进行了具体对比计算分析，其结果可用于解析灰份的影响规律和气化技术潜力的分析。此方法还可扩展用于二氧化碳气化和生物质气化；8.煤的气化过程的有效能分析。为了考虑气体冷却方法对整个过程的影响，对常规煤和高灰煤的气化过程进行了有效能分析和对比；9.内循环气化炉的概念研究。鉴于现在市场上还没有适应高灰煤的气化技术，作者针对高灰煤气化提出了创新性的新气化炉型：内循环气化炉。本章内容全面阐述内循环气化炉相关的气化过程基本原理、详细的工艺条件、反应室的布置、气化剂的注入、气体的冷却、除灰、过程控制；10.气化发展趋势。这是对全书的简要总结并展望了气化技术的发展趋势。

本书的读者对象包括能源、煤炭、化学工程相关专业从事煤转化和煤化工科研、设计生产的工程技术人员和高等院校相关专业的教师、高年级本科生和研究生。

第2篇：煤气化技术的基本原理范文

关键词：低碳形式；推进；煤炭气化技术

所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。

“富煤、少气、缺油”的资源条件，决定了中国能源结构以煤为主，低碳能源资源的选择有限。我国电力中，水电占比只有20%左右，火电占比达77%以上，“高碳”占绝对的统治地位。尽管太阳能、风能等可再生能源在大力发展中，但一时都很难充当主角。因此，我国能源结构以煤炭为主的局面在短时间内还难以改变。而传统的煤炭开采、运输、使用方式均会排放大量的温室气体，并引发一系列的环境问题。如何让煤的开采和使用变得干净、少污染，将煤炭资源低碳化利用成为当务之急。而发展煤炭地下气化是我国解决上述问题的最佳途径。

1 煤炭地下气化技术

1.1. 煤炭地下气化的基本概念：

煤炭地下气化（Underground Coal Gasification）就是向地下煤层中通入气化剂，将煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体，然后将产品煤气导出地面再加以利用的一种能源采集方式。它将建井、采煤、气化三大工艺合而为一，将物理采煤转变为化学采煤，即把高分子固体煤转变为低分子结构的可燃气体，抛弃了全部庞大而笨重的采煤设备与地面气化设备，并大幅度减小了建井规模，具有安全好、污染少、投资小、成本低、效率高、见效快等优点[1]。

1.2 煤炭地下气化的基本原理：

煤炭地下气化的基本原理，与一般煤炭气化一样，是把煤炭的固体有机物通过热力和化学作用变为可燃气体，其区别在于地下气化过程主要是在地下气化炉的气化通道中实现的，如图1所示。该过程可在气化通道中形成以下三个区域[2]：

图 1 地下气化示意图

1、2 钻孔 ；3 水平通道；4 气化盘区；5 火焰工作面；6 崩落的岩石；

Ⅰ 燃烧区 Ⅱ 还原区 Ⅲ 干馏区 Ⅳ 干燥区

（1）由进气孔鼓入气化剂（有效成分是O2和水蒸气），并在进气侧点燃煤层，气化剂中的O2遇煤燃烧产生CO2，并释放大量的反应热，使还原区煤层处于炽热状态，当气流中O2浓度接近于零时，氧化区结束。

（2）在还原区CO2与炽热的C 还原成CO，H2O（g）与炽热的C 还原成CO、H2等，由于还原反应是吸热反应，使煤层和气流温度逐渐降低，当温度降低到不能再进行还原反应时，还原区结束。

（3）经过还原区的气流温度还相当高，对下流煤层进行加热使其热分解，而析出于馏煤气，此区域则称为干馏干燥区。

经过这三个反应区以后，生成了含可燃组分（主要是H2、CO、CH4）的煤气，气化反应区逐渐向出气口移动，因而保持了气化反应过程的不断进行。由此可见，可燃气体的产生主要来源于三个方面即水蒸气的分解，CO2的还原和煤的热解，这三个方面作用的程度，正比于反应区温度和反应比表面积，同时也决定了出口煤气的组分和热值[2]。

1.3 地下气化炉地下气化的物质基础：

地下气化炉地下气化的物质基础是地下气化炉，组成地下气化炉的四个要素是进气孔（通道）、排气孔（通道）、气化通道和气流通道。地下气化炉按施工方法可分为以下三种形式[3]：

（1）有井式：有井式是地下气化系统全部采用井工作业来进行构筑，鼓风系统、初步冷却、降尘系统也安置于井下峒室，进、排气孔是井筒，气化通道是人工掘进的煤巷。

（2）无井式：无井式就是地下气化炉的准备工程量全部采用在地面钻孔作业，供风、排气和净化系统也全部安置于地面气化站中，生产运行也全部在地面操作。其气化通道贯通方法有火力渗透法、电力贯通法、水压贯通法、气力贯通法、定向贯通法、原子能爆破法、化学液爆破法等。

（3）综合式：综合式就是地下气化炉的准备工程采用井工作业完成，地下气化的生产运行采用地面操作。

2 国内外煤炭地下气化的发展概况：

2.1 国外煤炭地下气化的发展：

（1）1868年,德国科学家威廉．西蒙斯首先提出了煤炭地下气化（UCG）的概念 （2）1888年,俄罗斯化学家门捷列夫提出了煤炭地下气化的基本工艺

（3）1907年,通过钻孔向点燃的煤层注入空气和蒸汽的UCG 技术在英国取得专利权

（4）1933年,苏联开始进行UCG现场实验。1942～1960年建成5个实验性气化站

（5）20世纪50年代，美、英、日、波、捷等国也都进行了UCG实验。70～80年代，美国、德国、比利时、英国、法国、波兰、捷克、日本等国都进行了实验

2.2 国外UCG技术的发展前景展望：

预测UCG技术发展的商业化前景是困难的，国外大多数专家仍把它看作长期的目标。关键在于何时解决技术上的问题，以及何时能同煤气天热起竞争。政府的政策也是一个重要因素，因此，各国面临的情况也不同。欧盟地下气化工作组1999年的工作报告认为：若能解决现技术上的问题且经济上可行，UCG技术有望在10～15年内实现商业化。

第3篇：煤气化技术的基本原理范文

【关键词】多联产 煤化工 能源

一、多联产技术的基本内容

多联产的原理，是将煤气化后先通过一个反应器做化工产品，剩下尾气再去燃烧发电。多联产相当于把化工和发电两个过程联合起来，能量利用效率可以提高10%～15%，同时，化工产品增值量比较大，并且能够实现调峰。煤的气化系统很昂贵，如果能实现化工和发电相互调整，气化系统就能始终稳定运行，降低发电成本。多种煤炭转化技术的优化集成方式既可能是并联，也可能是串联，还可能是并联串联交集的更为复杂的组合方式。

多联产系统是在美国壳牌公司提出的合成气园的概念的基础上提出的，当前对多联产系统公认的概念是：多联产系统是指利用从单一的煤气化装置中产生的合成气（CO+H2），进行跨行业、跨部门的联合生产，产出多种具有高附加值的产品如下：化工产品（如甲醇、醋酸、醋酸乙酯等），其他工业气体（如CO2、H2和CO等）， 液体和气体燃料（如合成燃料、城市煤气和天然气），以及充分利用各工艺过程中产生的热能进行发电的能源系统。其内容包括以下几个方面：

多联产追求煤炭利用经济效益的最大化。多联产追求煤炭利用经济效益的最大化。以往煤炭功能较为单一，仅仅发电燃烧，煤炭里面几百种化合物，全部燃烧，其中不乏价值较高的化合物，若是将这些化合物提炼出来加以利用，剩余无法提炼的煤炭再发电燃烧，则会产生比单一用途的煤炭较高的经济效益。任何一种煤炭转化技术都是注重过程经济效益的最大化，但是子系统经济效益的最优并不等于子系统组成的总系统的经济效益达到最优。多联产将多种煤炭转化技术优化集成以后，不仅通过多项技术组合来实现系统的规模经济效益，而且通过各种工艺流程、附属设备、主要设备及相关共用设备的合并来降低初始投资成本。

多联产追求煤炭资源利用效率的最大化。任何一种煤转化技术都注重从原材料到产品生产过程中利用效率的最大，而多联产煤炭转化系统包含多个转化子系统，对于不用的煤炭转化技术来说，一种技术的产品也有可能是另一种技术的原料。因此，多联产通过对多种煤炭转化技术优化集成，几乎可以实现任何产出产品的充分利用，这就实现从煤炭到各种产品的资源利用效率的最大化。经一些煤化工企业实践证明，热、电、煤、甲醇、合成气四联供系统与分供情况相比，煤炭消耗量降低20%左右。

多联产追求煤炭资源利用的环境友好。每一种煤炭转化技术都会有“废水、废渣、废气”的污染物排放。多联产在生产过程中有效利用了污染物，使其减少排放，充分利用，无害处出来甚至零排放等。许多煤化工企业将废气充分利用起来，经过一定处理，进行燃烧发电，对原材料加热或者燃烧废水将其烧成废渣，同时实现废气废水的充分利用。多联产将多种煤炭技术优化集成在一起，不仅有利于实现污染物的集中，综合治理，降低环保费用，而且能做到以废治废，实现废物利用等。

二、多联产发展现状分析

目前，多联产煤炭转化系统在中国的发展还处于初步阶段，主要是二氧化碳以煤气化为龙头，煤气用于制氢、氢气用于高温燃料电池发电、电池余热供热、或其他污染物在燃料初始阶段得到分离和治理，或以煤气化为核心，将生产化学品与联合循环发电相结合，较为广义的多联产概念还将煤化工、冶金、合成工艺等组合成整体。我国科技界、产业界许多学者相当关注多联产技术的发展，并对其进行了系统研究和相关技术的开发与储备。

三、多联产在发展过程中面临的问题

当前多联产技术的应用和推广同样也面临着一些难题，从而限制了该技术的进一步通广和应用。

观念和认识存在差距。多联产在我国的发展遇到种种障碍，首先是人们观念和认识的障碍，由于多联产提出的时间、研究和宣传的时间较短，相关行业的人们对联产品的认识还不够深刻。多联产的优点可以概括为：在一套多联产系统中，由于多种煤制合成气衍生品产品生产过程的耦合优化，该系统比各产品分产系统降低单位基本投资，降低单位产品成本，减少原料消耗，减少热、气、电的消耗，减少污染物排放。在煤炭资源较为丰富的城市里，多联产为基础的合成气和发电系统可以充分提高当地的煤炭资源，增加就业，减少污染，改善生态和提高人们生活质量。

造价昂贵。多联产项目的投资费用与常规燃煤电站相比仍然较高，较大限制了多联产项目的推广应用，为此，应积极研究降低投资的有效途径和方法，开发高效低成本的关键技术，加快自主研发，实现设备的规模化和经济化，提高多联产的竞争力。

部分重点技术尚需突破。当前多联产技术的开发和应用仍然存在一些可改进之处，如气体分离技术的开发、高温除尘脱硫技术的开发、先进高温和高效燃气轮机的开发、煤气化技术与原料的优化处置、多联产系统的稳定和优化，上述关键技术的突破，将极大地提高多联产系统的运行效率、稳定性和经济性。

四、多联产在我国发展的建议

努力降低多联产系统的成本。在我国，多联产系统的发展一般存在于发电行业和化工行业，发电行业的多联产热情要远远大于化工行业，这是因为化工行业存在成本延伸的问题。而发电企业的常规燃煤项目的投资成本依然低于多联产系统，这就较大限制了多联产项目的推广应用。为此应当积极降低投资的风险，打破关键技术的垄断，加快自主技术工程化，提高多联产系统的经济竞争力，是降低我国多联产造价系统昂贵的关键措施。

加强对多联产关键技术的研发。当前我国的多联产系统的关键技术如：先进高温高效燃气轮机、离心机、气体分离器的研发、高温脱硫技术的开发、煤气充分燃烧设备的开发，煤气化技术和原料的优化配置等这些关键技术的开发，将极大地加强多联产系统的稳定性、可靠性和运行效率。

多联产的发展需要国家电力供应结构的调增和支持。当前，国家电网公司对经济效益不好的新技术的支持力度不够，造成化工行业的发电成本昂贵，并入电网受到限制。目前，我国已造的多联产项目的发电成本依然较高，即使与常规火电项目相比依然没有优势，此外国家电网在进行调峰的时候，传统发电行业存在不公平待遇，故需要在多联产系统的发电方面做出努力，同时国家电网也降低多联产技术在发电项目中的限制。

参考文献：

第4篇：煤气化技术的基本原理范文

高硫石油焦中硫含量较高，一般只能用作工业燃料，如水泥窑炉、循环流化床锅炉等。但高硫石油焦燃烧过程中会产生大量的SOx、NOx等污染性气体，进而大幅度增加企业的环保成本。将高硫石油焦用作烧制水泥的燃料时，当石油焦中硫的含量超过一定值时，生产出水泥的强度会受到影响，缩短水泥的使用寿命。且此种方法只能用于立式窑，技术性能差，规模小。目前解决高硫石油焦出路的主要方案是将其应用于循环流化床（CFB）燃烧发电等，通过添加大量的石灰石来处理高硫石油焦在燃烧过程中产生的污染性气体，产生了大量CaSO4废渣，增大了占地面积，提高了投资成本。因此，寻找一种更为高效、清洁的高硫石油焦利用方式迫在眉睫。

2高硫石油焦气化的研究和应用进展

由于高硫石油焦在利用过程中面临着增加环保成本、影响产品质量等问题。同时高硫石油焦又具有碳含量高、热值高和价格低等特点。鉴于此，世界各国专家、学者都在积极探索高硫石油焦更高价值的利用方式，研究表明：高硫石油焦作为气化原料制取合成气是解决高硫石油焦利用的一条有效途径。高硫石油焦气化是将其在气化炉中以一定的温度和压力与气化剂反应生产合成气（主要成分CO和H2），通过高温气化可充分有效地利用其中的C、H元素，高硫石油焦中所含的硫元素可通过克劳斯工艺进行硫磺回收，得到高纯度的硫磺，其中的重金属则可以以渣的形式排出气化炉，几乎对环境无任何影响。因此，高硫石油焦气化技术是一项清洁、高效的技术，具有很大的发展前景。随着我国高硫石油焦产量的增多，一些科研机构、高校和石化企业开始重视高硫石油焦的应用。但是高硫石油焦气化也存在着一定的问题，其主要原因是石油焦的气化反应性较差。大量的研究表明石油焦的气化反应活性远远低于一般煤或煤焦，甚至低于石墨。对于石油焦自身而言，影响其气化反应活性的主要因素包括碳的微晶结构、比表面积、气化剂、气化温度等，影响结果如表4所示。针对石油焦气化反应活性较差的问题，为了有效地提高石油焦的反应活性，许多专家学者开展了在石油焦中添加一定量的催化剂来提高其反应性的研究，并取得了一定的成果。目前催化剂的研究主要集中于碱金属盐、碱（土）金属盐、过渡金属盐和可弃催化剂等对石油焦气化反应性的影响，具体结果见表5。大量的研究表明：添加碱金属盐、碱（土）金属盐、过渡金属盐和可弃催化剂均可以不同程度的提高石油焦的气化反应活性。但是考虑到经济和环境因素，采用碱金属盐、碱（土）金属盐或过渡金属盐等作为石油焦气化的催化剂是难以实施的，且催化剂很难回收利用。而可弃催化剂的利用则存在着催化活性不高且不同催化剂的催化活性差异较大等问题。因此，石油焦的催化气化还处在研究阶段。鉴于石油焦的催化气化难以实施，大量研究转向了高硫石油焦与生物质或煤的共气化。研究结果如表6所示。研究表明生物质对石油焦气化反应性起到了很大的改善作用，但目前我国生物质气化还处于研究之中，尚未形成规模效应。而我国又是一个以煤为主要能源的国家，发展煤气化技术是煤炭综合利用的必然选择，因此，随着我国高硫石油焦产量的逐年增多，通过在煤中掺配高硫石油焦气化制取合成气将是实现其清洁、高效利用的较佳方案之一。

在实验室研究成果的基础上，一些企业开展了石油焦气化的工业试验与应用。其中主要有以湿法进料的GE、多喷嘴对置式水煤浆气化技术以及干煤粉进料的Shell气化技术。1996年，Texaco公司在其ElDoradoKan炼油厂建立了一个气化单元，用来气化石油焦和其他炼油废料。2003年美国Wabash电厂和Tampa电力公司利用联合循环发电（IGCC）设施将煤炭气化更换成为石油焦气化。我国在2005年建立了以石油焦为原料生产合成气的装置，其中中国石化金陵分公司煤化工运行部水煤浆气化装置采用GE公司水煤浆气化技术，以煤和石油焦为原料，用于制取氢气，其中石油焦的掺配量达到30％～50％，但由于GE水煤浆气化技术的温度相对较低，加上石油焦的反应活性差导致运行结果并不理想［40］。中国石化安庆分公司（简称安庆石化）、中国石化湖北化肥分公司以及贵州瓮福集团天福化工有限责任公司的Shell粉煤气化装置分别于2011—2013年期间进行了气化原料煤掺烧高硫石油焦的工业试验，并取得了良好的效果。实践证明，对于Shell粉煤气化技术而言，原料煤中掺烧一定比例的高硫石油焦是可行的，能够有效改善入炉煤的质量，降低入炉煤灰分。与掺烧高硫焦前气化相比，掺烧高硫石油焦后比氧耗、比煤耗均有所降低，有效合成气产量有一定增加。但仍然存在一定问题，如气化炉渣中碳含量增大、滤饼的产量增加等。

3高硫石油焦配煤气化与干粉煤气化制取合成

气的模拟计算与技术经济比较大量的研究与实践证明，将高硫焦配煤用于气化制取合成气技术不仅是可行的，而且能够带来一定的经济效益。为了更加直观的分析比较高硫石油焦配煤气化与干煤粉气化的技术经济性，利用Aspenplus软件对高硫焦配煤气化与干煤粉气化方案进行模拟计算，并与安庆石化Shell气化装置原料煤掺烧高硫焦气化的实际运行结果作了比较。

3．1高硫石油焦配煤气化与干粉煤气化模拟计算以安庆石化Shell气化装置制取合成气工艺为例，该单位采用的干煤粉气化方案为：A（煤）:B（煤）＝1:1＋4％石灰石（即两种煤按照质量比为1:1并添加4％的石灰石助熔剂），记为方案1；高硫石油焦配煤气化方案为A（煤）:C（高硫石油焦）＝3:1＋6％石灰石，记为方案2。利用Aspenplus软件对方案1和方案2分别进行模拟计算，并对比分析了高硫石油焦和煤价在一定范围内波动时两种方案的经济性。样品的基础分析数据及气化工艺条件分别如表7和表8所示。结合元素质量守恒和能量平衡两个基本原理建立数学模型，两种方案的气化模拟结果如表9所示。由表9中气化模拟结果可以看出，与方案1相比，方案2粗合成气中CO、H2较高，比煤耗和比氧耗降低，有效气流量增加了4．38％。总体来看，高硫石油焦配煤气化方案要明显优于干煤粉气化方案。由于煤炭和高硫石油焦价格随市场波动较大，而原料价格波动对生产的合成气成本具有重要的影响，表10计算了煤炭和高硫石油焦价格变化对生产合成气成本的影响。其中氧气的成本按0．50元／m3进行计算。由表10的计算结果可以看出，当煤炭价格在600元／t、高硫石油焦价格不超过1000元／t时，当煤炭价格在700元／t、高硫石油焦价格低于1100元／t时，以及当煤炭价格大于或等于800元／t、高硫石油焦价格在700～1200元／t波动时，高硫石油焦配煤气化方案的经济性全都优于干煤粉气化。且随着高硫石油焦价格的降低，高硫石油焦配煤气化方案的经济性越明显。

3.2Shell气化装置原料煤掺烧高硫石油焦气化运行结果分析气化模拟计算结果表明高硫石油焦配煤气化的技术经济性明显优于干煤粉气化。表11为安庆石化Shell气化装置原料煤掺烧高硫石油焦工业试验前后主要气化指标对比。与掺烧高硫石油焦前相比，掺烧高硫石油焦后，每生产1000m3的有效气体的氧耗和煤耗均有不同程度的降低，有效气流量增加2.66%。由于模拟计算是偏向于理想情况，与工业试验的运行结果略有出入，但总体趋势一致。即Shell气化装置掺烧高硫石油焦不仅技术上可行，且具有良好的效益，为高硫石油焦在气化领域大规模的应用提供了理论和实践基础。

4结论与建议

第5篇：煤气化技术的基本原理范文

【关键词】煤化工产业园；发展现状；优势；制约因素；建议

0 概述

煤化工是以煤为原料，经过化学转化使煤转化为气体、液体和固体燃料以及其它化学品的过程，属于洁净煤技术范畴[1]。我国能源结构的特点是“缺油、少气、富煤”。随着我国石油消费量及进口石油的增长，特别是由于近年来国际石油价格的不断攀升，能源安全问题日益突显。为保证能源安全，国家将能源替代战略放在非常重要的位置，发展煤化工产业是我国能源多元化战略的重要举措之一。

鉴于现阶段的政策保障和广阔的市场机遇，国内煤炭资源丰富的省份和地区，在“十一五”规划中都将煤化工作为重头戏，纷纷做出投资煤化工的决策。淮南是煤炭资源型城市，也是国家重要的能源中心。为了全面贯彻科学发展观，建设“两型城市”。发展新型煤化工是淮南可持续发展的必由之路，是转型升级的必然选择，是实现经济跨越发展新的增长极。

1 淮南现代煤化工产业园现状

1.1 规划范围

规划的煤化工基地位于淮南市潘集区的东南部，东临平圩镇，南依淮河，北部为泥河，西北部为潘集区袁庄公共生活服务组团，规划总占地面积为94.97km2。

1.2 发展定位

安徽淮南新型煤化工基地产业发展定位为：以淮南地区煤资源为基础，结合周边地区盐资源及其它相关资源，建成国际领先、国内一流、中部地区最大的新型煤化工生产基地，成为安徽煤化工产业核心区。

1.3 主导产业选择

通过对淮南市现有化工产业基础、产业布局情况的分析，结合资源条件和行业发展趋势，确定安徽淮南新型煤化工基地产业发展方案为“四大产业板块”：

1）构建煤基石化产品（煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制芳烃等）及下游产品发展产业板块；

2）替代燃料产业板块（煤制天然气、煤制油、煤制乙醇等）；

3）基础化工及下游产品产业板块（化肥、纯碱等）；

4）以化工新材料和新型精细化工产品为特色的高端石化产品板块。

1.4 主要项目

1.4.1 园区煤经甲醇制烯烃项目

中安联合煤经170万吨/年甲醇制67万吨/年烯烃项目。该项目由中国石油化工股份有限公司和安徽省皖北煤电集团有限责任公司共同组建的中安联合煤化有限责任公司投资建设，一期为煤经170万吨/年甲醇制67万吨/年烯烃，总投资267.35亿元。项目建成后，可实现年销售收入82亿元，年利润25亿元，年税收14亿元。

1.4.2 园区煤制乙二醇项目

园区60万吨煤制乙二醇项目是由中安联合煤化有限责任公司投资建设，总投资71亿元，年用标煤150万吨，预计2017年建成投产。目前，正在开展煤制取乙二醇项目前期工作。采用世界先进的干煤粉加压气化、低温甲醇洗净化等具有自主知识产权的技术合成乙二醇。项目计划采用的合成气制乙二醇技术已于2012年8月成功应用于中石化湖北化肥20万吨/年合成气制乙二醇。

1.4.3 园区煤制天然气项目

国投新集公司与皖能集团年产40亿Nm3煤制天然气一期22亿Nm3项目拟建于淮南杨村煤制气循环经济园。项目规划年产天然气40亿Nm3，总投资200多亿元，其中一期工程规划年产天然气22亿Nm3，总投资123亿元人民币。项目以煤为原料，经过气化、净化、甲烷化技术合成天然气。年消耗原煤580万吨，年销售收入58亿元，投资回收期预计为10年。

2 淮南现代煤化工产业园的发展优势

2.1 资源优势

淮南是全国十大煤田和全国十三个亿吨煤基地之一，拥有15对现代化矿井，煤炭资源远景储量444亿吨，已探明可采储量153亿吨，占安徽省的71%，占华东地区的32%。淮南煤具有低硫、低磷、高挥发份、高发热、富油等特点，是理想的动力煤和煤化工原料。淮河干流穿越淮南市87公里，年过境水量约216亿立方米，淮南市年平均降雨量约924毫米，地下水补给量约5.6亿立方米[2]。

煤化工项目发展需要丰富的煤炭资源与水资源的支撑，相对于我国西部地区，淮南不仅具有丰富的煤矿储量，更具有充沛的水资源，具备发展煤化工的优势。

2.2 区位优势

淮南位于泛长三角地区，接近终端消费市场（以上海为中心的长三角经济圈）；具备与长三角地区进行产业梯度转移，实现优势互补，共同发展的良好条件。铁路东接京沪，西连京九；京福高速铁路重要组成部分的淮蚌高速铁路已开通；水路由淮河经洪泽湖通江达海；公路东接京台高速，206国道、合淮阜高速穿境而过；空运东距蚌埠机场约有40公里，南距新建的合肥机场约70公里。相对于西部地区，淮南对外交通运输便利，缩短了化工产品安全运输距离，减少了运输成本，缓解了交通运输的压力。

2.3 人才优势

人才是最稀缺的战略资源，是推进产业转型升级和经济社会发展的核心力量。淮南是煤炭工业基地，具有一定的工业基础，拥有一批化工骨干企业，培育了一大批管理、经营和技术人才，形成了优秀的人才梯队；安徽理工大学原隶属于国家煤炭工业部，其化学工程学院是原煤炭部属高校中的第一个化学工程系，已有28年的历史，为了淮南化工与煤炭工业发展输送了大量优秀人才，为园区煤化工项目发展奠定了坚实基础。

3 淮南煤化工产业发展的制约因素

目前，随着煤价的下跌，煤化工成本大幅下降，仅从经济角度看，煤化工利润增加。但煤化工产业的发展，对煤炭资源、水资源、生态、环境、技术、资金和社会配套条件要求较高，同时煤化工产业是技术和资金密集型产业，在产业发展中还存在诸多不确定因素和风险。

3.1 国家宏观政策趋紧的制约因素

目前，国内主要的产煤地区，如山东兖州、河南义马、山西晋城、陕西榆林和内蒙古乌海等，纷纷规划建设大型煤化工基地，并力争在短期内将其付诸实施。针对当前煤化工发展的过热局面，国家发改委以发改工业[2006]1350号文明确强调要加强煤化工项目建设管理，从严审核煤化工项目，严禁化整为零，违规审批，或将核准权限逐级下放[3]。在国家发改委组织编制的《煤化工产业发展政策》和《煤化工产业中长期发展规划》未正式出台前，国家发改委原则上暂停审核煤化工项目。同时，虽然发展煤化工具有重要的现实意义和战略意义，但由于投资大、治污任务重、难度大，亟需扶持，而且目前国家尚未出台相关扶持政策。因此，从目前来看，淮南市煤化工的发展受到国家宏观政策的一定影响。

3.2 淮南煤气化技术制约因素

煤化工是以煤为原料，经过化学加工方法使煤转化气体、液体和固体产品或半成品，而后再进一步加工成一系列化工产品或石油燃料的工业。煤气化是煤化工的核心。煤气化技术、煤间接液化制合成油品、甲醇转化烯烃等主要技术目前均由国外大公司垄断，国内技术尚处于中试阶段，还不具备大规模工业化生产条件。特别是淮南煤由于固有的高灰份、高灰熔点的特性，以淮南煤为原料发展煤化工，建设大型煤化工项目，无论是采用Shell 气化技术、GSP技术还是国内航天炉气化技术等，都需要进一步研究、消化和吸收，因而要承担一定的技术风险。

3.3 环境制约因素

受国际油价上涨及国家能源结构调整等多种因素的影响，近年来中国煤化工产业发展势头十分强劲，但同时也带来了严重的环境污染问题。煤化工产业是一个高污染、高安全要求的行业，其运行周期长、工艺流程多且复杂，每个环节都会产生各种污染物，虽然可以回收，但无法回收的部分大多有毒有害，稍有不慎还可能造成重大环境安全事故。

目前，国家的环境管理方式已由浓度控制转变为浓度与总量控制相结合，各类新老建设项目的污染物排放总量都不得突破国家下达的总量控制指标，否则新建项目就无法上马。“十一五”期间，安徽省政府下达给淮南市的主要污染物控制指标为：COD 1.65万吨，氨氮5225吨，二氧化硫12.46万吨。而淮南市2006年底主要污染物排放量为：COD 1.83万吨，氨氮6030吨，二氧化硫11.82万吨[4]。与此同时，按照国务院主要污染物减排的工作要求，到“十一五”末，COD和二氧化硫还要削减10%。而煤化工产业的发展，势必会增加排污总量，因此如不加强其他行业的污染物削减，腾出总量空间，总量指标就势必成为淮南市煤化工产业发展的最大瓶颈制约因素之一。

3.4 资金制约因素

把煤从不清洁的能源转为清洁的化工原料，所经过的流程长、环节多、技术要求高、难度大，和石油化工及天然气化工路线相比，投资过大，经济效益难以保证，成为目前影响煤化工发展的重要制约因素之一。煤化工为资本和技术密集型企业，大型煤化工耗资巨大，淮南煤化工企业由于各种原因在引进资金方面一直不能适应发展需求。

4 对未来发展的建议

4.1 资源方面

根据安徽省与中石化签订战略合作协议，打造百万吨烯烃和百万吨乙二醇的生产基地，但是，中安煤化一体化项目配备的朱集西矿设计能力400万吨/年，难以满足园区项目的需求。建议淮南市政府与省政府协调，有偿为园区项目配给煤炭资源，满足项目发展需要。

4.2 技术方面

淮南煤具有高灰熔点、高灰发份等特点，煤气化难度较大。中石化、安徽理工大学等单位在淮南煤气化方面深入研究，并取得一定成效。

为了保证园区项目获得更好的技术支持，建议淮南市政府在企业技术研发方面给予大力支持，支持园区企业建立科技创新平台，加大与科研院所合作，就核心技术进行深入研究，优化工艺方案。

4.3 规划方面

按照“高起点规划、高品质建设、高水平承接、高强度投入、高效率服务、高效益产出”的转型发展理念。积极做好顶层设计是园区未来发展的前提与需要。

建议积极做好编制《安徽新型煤化工基地发展纲要》工作，科学制定园区总体发展规划，完善基础设施及环境保护等专项规划，尽快形成总体规划、专项规划、控制性详规相统一的园区建设规划体系，力争控制性详规覆盖率达到100%。为园区项目发展创造良好好的政策环境。

4.4 基础设施方面

为打造淮南煤化工基地，实现基地融入北部新区，完善的基础设施是必不可少的条件之一，随着园区扩容升级，原有的基础规划难以满足基地未来发展要求。

建议市相关部门及产司在园区基础设施建设方面加大投资力度，加快建设步伐，实现基础设施高起点、高标准的建设目标，积极打造一流的硬件环境。

4.5 物流方面

对外运输能力是园区未来发展的前提。目前，园区对外交通处于发展完善阶段，考虑化工产品运输的特殊性，对外交通能力有待进一步完善。建议市相关部门完善园区对外运输渠道、提升运输能力。

【参考文献】

[1]陈元春，金小娟.我国煤化工产业发展状况评述[J].煤炭工程，2009（5）：90-92.

第6篇：煤气化技术的基本原理范文

《现代煤化工生产技术》是高职院校应用化工技术专业必修的专业骨干课，其主要讲授现代煤化工技术概要、空气深冷液化生产技术、煤气化技术、煤气净化技术、甲醇合成技术、二甲醚生产技术、甲醇羰基化生产醋酸技术、煤制油技术等新型煤化工生产工艺基础理论、工艺条件、生产设备及生产操作。通过系统理论学习，学生能了解化工生产过程的基本特性，掌握化工生产的基本原理；通过不断的生产实践教学，学生能独立完成煤气化、甲醇合成的生产工作过程。扎实的理论基础和过硬的实践本领，实现了学生就业与化工企业的零对接，本课程为学生从事化工生产工作打下坚实的理论和实践基础。

高职高专院校进行的《现代煤化工生产技术》课程项目化教学，必须转变教育思想，从根本上打破陈旧的教育模式，针对学生底子薄的特点，降低理论要求，实施以职业能力培养为根本的课程体系，加大实践教学比例，突出学生实践能力的培养【1】。

一、教材改革

1.理清层次，项目选取。

现代煤化工生产技术涉及的内容很庞大，而《现代煤化工生产技术》教材由于内容偏多，涉及到一些内容比如原理和设备介绍与《化工原理》课程中重复过多，以及相同内容在众多章节中重复出现，内容介绍松散不能突出重点的缺陷，这样学生会感到内容上很多很乱。为了帮学生理清思路。我们根据每一章的内容以及化工生产技术在行业发展的需要和化工生产操作人员职业岗位需要，根据教学目标，以培养学生职业能力和职业素养为核心，以课程专业性、实践性、开放性为原则进行项目化课程设计，选取总体思路如图所示。

项目内容选取具体依据如下：

1）专业人才培养目标和化工生产操作人员岗位任职要求。

2）职业资格标准：化工总控工（中级工）。

3）前后续课程的关系：前、后续课程的关系及难易程序。

4）工学结合需要：强调实际工作所需的能力培养，确保学生到企业的适应能力。

2.项目化教材编写。

教材与煤化工企业共同开发，充分体现项目导向、任务驱动的新的教学理念，所选取的主要内容，涵盖当前煤化工的新技术，新方法，突出应用性、实践性，具有行业职业岗位特点，能使学生具有一定的岗位拓展空间。紧密结合专业人才培养目标，明确教材在专业人才培养中的地位和作用，增加并充实应用实例内容，对职业岗位所需知识和能力结构进行恰当的设计安排。注意前后续课程的衔接，注重理论知识体系与实践技能体系的有机结合。强化技能的培养和创新能力的培养，教材行文应言简意赅，语言表达精确、科学。

二、项目化教学内容的组织和安排

1.按现代煤化工生产企业职业岗位工作过程设置项目化教学内容，本课程的内容设为课程导引、空气深冷液化分离、煤气化技术、煤气净化技术、甲醇合成技术、二甲醚生产技术六个典型工作模块。课程的重点和难点是煤气化技术、煤气净化技术、甲醇合成技术。

2.以现代煤化工企业生产仿真实训？、生产实训、顶岗实习的系列实训为主线，实施工学相结合的课程教学模式。根据工作任务的性质，部分课程在课堂组织教学；部分课程在企业现场进行教学；模拟实训在校内实训室进行；实际操作在校内实训室和校外实训基地进行。充分利用校企两种教学资源，校企师资队伍，边讲边做，边做边学，讲讲做做，学做合一。充分利用现代煤化工生产技术课程网络教学资源和校内外丰富的实训资源，采用多种教学组织形式、教学方法和手段相结合，使教学内容理论联系实际，教学内容紧紧围绕课程的工作过程导向，以“会做”为原则，通过反复训练以达到掌握化工操作工技能的目的，并同时全面提升学生的综合素质。

3.以职业岗位基本技能和职业岗位核心技能为教学目标组织教学。现代煤化工生产技术课程的教学目标是通过该课程的学习，使学生掌握化工生产过程的基本技能和核心技能，并同时培养学生的职业品德和团队合作精神，因此，教学内容的选取、教学手段的运用、教学的组织和安排都紧紧围绕该目标进行。

4.以校企合作的实训基地来确保多种教学手段的运用和教学目标的实现，《现代煤化工生产技术》实践教学主要通过校内实训中心及校外实训基地来实施。

4.以课程标准为技能考核环节的核心，根据课程知识点多、知识关联面广、实践性强等特点，依据化工生产企业岗位能力要求，命题上应尽可能地与职业资格考核接轨，增加主观分析和操作技能训练性试题，逐步建立科学的评价标准和鉴定题库，使之能够真实地检测学生的专业技能水平。考核形式上，不以一卷定成绩，而是平时考核（包括讨论能力、学生参与度、完成任务情况、现场动手能力）、现场教学、阶段考核、专项实训与期末理论考核的综合考评。

4.以职业岗位工作过程导向，能力本位的课程标准编写教学大纲和进行教材建设。根据化工企业的职业岗位工作过程，以企业基本操作技能为基础，关键技能为核心提炼能力教学点，并以此为基础编写工作过程导向、模块化教学的教材。

三、结束语

高等职业教育改革在不断深入，煤化工行业的飞速发展为煤化工的课程改革带来了极大的机遇和挑战【2】，只有不断更新教学内容，改革教学方法，通过项目化教学和不同层次的实习过程，使学生丰富和扩大专业知识领域，更好的实现了理论和实践的结合，毕业工作时更快、更好地融入企业。

参考文献

第7篇：煤气化技术的基本原理范文

关键词：含油废弃物；处理技术；资源化利用；多元料浆；气化处置

随着煤化工行业的快速发展，化工产品生产能力扩大，煤化工生产中含油废弃物的产生量也随之大量增加。含油废弃物按形态可分为固体含油废弃物和液体含油废弃物两类。含油废弃物主要含有大量的芳香类化合物和挥发类气体，直接排放会对环境造成严重的污染和危害[1]，已被列为《国家危险废物名录》规定的危险固体废物。本文简述了煤化工生产中含油废弃物的来源、特征及其危害，综述了目前含油废弃物的处理技术及研究现状。针对目前处理技术存在的不足，开发了通过多元料浆气化实现含油废弃物污染消减和资源化利用技术，介绍了该技术的工艺流程、技术特点及工业应用情况，为实现煤化工含油废弃物处理绿色化发展目标提供一条新的技术途径，对于推进煤化工行业绿色清洁高效发展具有重要的意义。

1含油废弃物的来源、特征

1.1固体含油废弃物的来源、特征

1.1.1煤焦油渣煤焦油渣主要产生于煤气化和煤焦化过程中。煤气化焦油渣（CGTR）是一种复杂的副产物，也是一种工业固体废物，主要在固定床煤气化中大量产生[2]。该焦油渣是黑色黏稠固体物料，有刺激性气味；主要由高沸点有机化合物、未转化的粉煤和煤中夹带的其他固体颗粒组成；具有高的含碳量、热值及有机成分，可用作有机原料或燃料[3]。焦化生产过程中产生的煤焦油渣主要来源于机械化焦油氨水澄清槽和自然沉降后的焦油。该焦油渣是炼焦工业的废渣，呈黑色泥砂状，含有苯、酚、焦油、半焦等多种对环境有害的有机物质[4]和很多挥发性的有机物，多环芳烃含量比较高，具有较强的毒性和致癌性，对生态环境造成一定的污染。1.1.2煤油共炼残渣煤油共炼残渣是煤炭与重劣质油经过加氢裂解后副产的一定量劣质油渣，由煤油共炼装置中减压塔塔底排出，约占原料煤总质量的30%[5]。该油渣组分复杂，其中含有大量残留的重油、沥青质及胶质，芳香烃含量高，此外还含有灰分及重金属成分，所以有较高的环境风险[6]。劣质油渣中大量残留的石油烃类化合物具有碳氢元素含量较高、热值高的特点，因此需要更科学、更高效、更清洁的方式来利用煤油共炼残渣[7]。1.1.3煤液化残渣煤液化残渣（CLR）是煤炭加氢反应液化后产生的一些固体混合物，约占原煤质量的30%[8]，主要由未液化的煤、煤中无机矿物质、煤液化过程中生成的缩合物和聚合物等中间物质、沥青类物质、加入的催化剂及残渣中残留的重质油等组成。该残渣具有高碳含量、高发热量、富氢、低水分、高灰分及高硫含量等特性。

1.2液体含油废弃物的来源、特征

1.2.1煤气化含油废水煤气化含油废水含有大量酚类、油、烷烃、氨氮、硫化物等污染物，导致其具有成分复杂、污染物浓度高、毒性大、浊度和色度高等特点，增加了其处理成本及难度，被认为是世界难处理的工业废水之一[9]。1.2.2焦化含油废水在炼焦或生产炼焦化产品过程中会产生大量的含油废水，废水中有机物浓度高且难于降解，其组成主要为高浓度的氨氮，酚类，氰、焦油及联苯(C12H10)、异喹啉(C9H7N)等多种芳香族化合物。由于含有大量的有色基团，导致其色度很高，另外由于焦油的存在，水体容易乳化[10]。1.2.3煤液化含油废水煤液化含油废水是煤液化转化成各种油分过程中产生的含油废水，主要来自油品合成、油品加工、冲洗排水以及机泵填料函排水等，其成分复杂，主要由重油、酚、硫、多环芳香烃和苯系物等物质组成，其中油类物质很难被降解，且具有很高的COD值[11]。

2含油废弃物的常规处理技术

2.1固体含油废弃物处理技术

2.1.1燃烧技术化工行业产生的固体含油废弃物通常采用燃烧处理，通过高温燃烧将固体含油废弃物分解，但在燃烧过程中会排放污染物，这将造成周围的环境和生态系统严重的污染。煤气化和炼焦过程中都会产生煤焦油渣，煤焦油渣经常直接作为锅炉燃料使用，燃烧时产生大量的多环芳烃，排放有毒物质和刺激性气味气体[12]。J.SHEN等[2]的研究表明，煤焦油渣在预燃烧过程中释放较多的有毒物质，分别为烷基取代酚、长链烷烃、酰胺和PAHs，这些成分堆积或直接燃烧时，会产生刺鼻的气味。董子平等[6]开展了将煤与煤液化残渣掺烧的技术研究，研究表明，在煤和液化残渣掺烧过程中，两种物料的相互作用对燃烧过程中苯系物的排放量产生较大的影响。另外，当液化残渣燃烧时，由于其高硫的特性，烟气必须做脱硫处理才能排放，这样就增加了装置投资及操作费用[12]。2.1.2热解技术煤在气化和焦化过程中，在高温条件下生成煤焦油渣。一般将煤焦油渣在无氧条件下高温热解，使有机物分解成小分子的可燃气体。D.X.ZHANG等[13]在管式炉中对淮南煤和煤焦油渣进行共热解，明显提高了热解焦油收率和轻油产率。黄传峰等[14]进行了煤油共炼残渣与煤共热解的相关研究，结果表明，煤油共炼残渣能够促进煤热解过程中挥发分的热解逸出速度，使起始失重温度和最终失重温度向低温区移动，有利于共热解反应的发生，提高焦油的产率。2.1.3制取衍生炭材料由于煤焦油渣具有比表面积大、多孔性结构、富含芳烃类化合物等特点，常被用作生产吸附性能较好的活性炭的原材料。L.GAO等[15]利用H3PO4作为活化剂，在800℃~1000℃下制备出了吸附性能较好的活性炭，并用动力学模型拟合揭示了H3PO4如何提高有效的反应碰撞率并降低热解反应的活化能。J.B.ZHANG等[16]通过KOH活化将煤直接液化残渣制备成介孔碳（MCs），结果表明，所得到的MCs在甲烷分解反应中的活性比市场销售的煤基活性炭和炭黑催化剂效果更好、更稳定。2.1.4溶剂萃取分离技术Q.X.ZHENG等[17]利用3种不同溶剂[液化二甲醚（DME）、丙酮和己烷]萃取煤直接液化残渣，结果表明3种不同溶剂萃取煤直接液化残渣的提取物都是制备高附加值炭材料的潜在原料，但此技术处于实验室研究阶段。Y.X.NIU等[18]以乙酸乙酯作为溶剂，萃取碎煤加压气化炉产生的煤气化焦油残渣，结果表明，煤气化焦油残渣中含有的多环芳香族化合物很容易被乙酸乙酯萃取，提取的残留物中包含极少芳香烃，并且性质相对稳定，几乎没有环境威胁，因此使用适当的溶剂将煤气化焦油残渣分离为残渣和焦油是一种有前途的处理方法，对经济和环境更加地友好。

2.2液体含油废弃物处理技术

2.2.1气浮法技术煤化工行业液体含油废弃物的处理目前较简单的方法就是气浮法技术。气浮法是在液体含油废弃物中通入空气或使水中产生气泡，水中的乳化油或悬浮颗粒黏附在气泡上，随气泡一起上浮到水面，从而达到从液体含油废弃物中去除油和悬浮物的目的。加压气浮法是一种设备简单、液体含油废弃物去除效果好的方法，目前处于试验阶段，未实现工业化应用[12]。2.2.2破乳技术由于液体含油废弃物乳化严重，导致处理难度加大。其乳化的原因主要是液体含油废弃物中含有大量的硫醇、酚、环烷酸、磺酸类盐等物质。经过破乳技术处理后，油和水可以自然分层，达到回收油的目的。徐玲枝等[19]选择合适的温度、破乳剂及用量，通过物理化学方法处理含油废水，油的回收率平均达到99%以上。2.2.3生化处理技术油类是一种烃类有机物，通过在水中加入厌氧微生物，可以将液体含油废弃物中的油分解氧化成为二氧化碳和水。神华煤直接液化示范项目有机废液处理工艺流程为：两级气浮—调节罐—生化池（3T-AF）—生化池（3T-BAF）—混凝沉淀—过滤，处理后的废液含油质量浓度≤3mg/L。

3含油废弃物气化处置技术的开发应用

笔者所在研发团队近年来在多元料浆气化技术上进行了创新和发展，开发了多元料浆含油废弃物污染消减和资源化利用技术，并在多家企业实现了工业化应用。

3.1技术开发思路

多元料浆含油废弃物气化处置技术利用含油废弃物中有机质富含碳、氢元素以及高热值的特点，经预处理后，将含油废弃物与煤共磨制取气化料浆或单独直接通入气化炉气化制合成气，实现含油废弃物污染消减和资源化利用。

3.2工艺流程

多元料浆含油废弃物污染消减和资源化利用技术工艺流程示意图见图1。该技术主要有多元料浆制备、气化、灰水处理3大系统。料浆制备系统：煤与固态含油废弃物或（和）低浓度、低黏度液态含油废弃物，按照一定的比例共磨制浆，由料浆输送系统送入气化炉。气化系统：含油废弃物料浆（或高浓、高黏液态含油废弃物）与氧气喷入气化炉，迅速反应，生成CO和H2为主的合成气，供后续生产使用，料浆中的灰分及少量未反应的碳在高温作用下成为熔融态，经快速激冷后降温，成为无毒无害的黑色玻璃态炉渣，通过锁斗排出，合成气进入后续气体洗涤系统。灰水处理系统：激冷黑水和洗涤黑水进入换热器，热回收器顶部不凝气及饱和水汽视情况回收处理或送火炬。经闪蒸后底部的灰水和渣池的灰水一起进入沉降澄清单元，顶部澄清水进入灰水循环系统，再由灰水循环系统送回气化系统循环使用。

3.3技术特点

原料适应性广。石油焦、煤油共炼残渣、焦化残渣、有机废液等含油废弃物均可采用该方法处理。气化炉原料消耗降低。含油废弃物的加入，提高了气化料浆的热值，实现了废弃物中碳氢资源化利用，有效降低了原料煤及氧气消耗。绿色环保。气化灰分经激冷后为黑色玻璃态，无毒无害。气化灰水经灰水系统处理，循环使用；含油废弃物作为原料配制料浆，减少原煤和工业水使用量，实现含油废弃物资源化利用，降低成本，节约资源，符合国家绿色发展，节能减排的要求。

3.4工业应用

3.4.1陕西榆林某年产60万t甲醇装置，以裂解重油为原料进行废弃物资源化利用，改造后装置产能比原装置提高了约6%，有效气体积分数达84%以上，年处理渣油2.9万t，可节约原煤5.22万t，产生直接经济效益3538万元。3.4.2陕西延长某年产30万t醋酸装置，以煤油共炼残渣为部分原料进行气化料浆制备，工业运行时，对气化料浆品质、气化炉运行状况、有效气含量和产量、硫回收系统运行状况均无明显影响，全系统运行稳定，不仅节省了原料煤，还节省了共炼残渣的危废处理费用，开创了一条“变废为宝”的新路子。

4结语

第8篇：煤气化技术的基本原理范文

2012年，世界首套万吨级甲醇制芳烃工业试验装置在华电煤业陕西榆林煤化工基地建成。2013年1月投料试车成功，2013年3月18日，技术通过国家能源局委托的中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。

鉴定委员会专家一致认为：流化床甲醇制芳烃催化剂的成功开发为煤制芳烃成套工业技术开发奠定了基础，流化床煤基甲醇制芳烃成套技术创新性强，总体处于同类技术的国际领先水平。

中国华电总经理云公民表示：“在建设绿色能源的进程中，中国华电十分重视煤炭资源清洁高效利用。煤制芳烃技术的成功开发，开创了煤基能源化工新途径，对我国石油化工原料替代，抓住世界能源化工新的发展机遇具有重要意义。”

芳烃为大宗基础有机化工原料，目前我国年消费量已超过2000万吨，是化纤、工程塑料及高性能塑料等的关键原料，广泛用于服装面料、航空航天、交通运输、装饰装修，电器产品、移动通讯等。据清华大学化学工程系教授、中国工程院院士金涌介绍，目前芳烃的生产有两条路线，其中97%以上依赖于石油原料，其价格与石油价格正相关，常年居高不下。“现在用煤制芳烃，典型的特点就是煤制成合成气，然后合成气制甲醇，然后用甲醇去制造芳烃和烯烃，因此甲醇是核心。”金涌说。

进入21世纪以来，以煤为原料替代石油生产基础化学品，实现煤炭资源的清洁高效利用，已成为新型煤化工发展的重点方向，并列入国家“十二五”科学和技术发展规划。当前以煤为原料生产芳烃路线上的三大关键技术（煤气化、合成气制甲醇和甲醇制芳烃）中，煤气化和合成气制甲醇在国内外均有成熟的工业化技术，但是甲醇制芳烃的工业化技术尚属空白。

金涌告诉笔者，在此之前，国际上甲醇制芳烃都还只停留在研究阶段，万吨级甲醇制芳烃工业中试成功这在国际上尚属首例。据了解，该技术路线不同于研究里面提出来固定床的路线，而是流化床路线，避免了固定窗不容易再生的弱点。

中国石油和化学工业联合会副会长周竹叶表示，此项技术填补了国际空白，是我国现代煤化工科技领域的重大突破，对推进石油和化工原料多元化进程，满足市场对芳烃等基本有机原料快速增长的需求，保障国家能源安全具有重要的现实意义和战略意义。

经过十余年的技术攻关，清华大学率先在国际上开发成功甲醇制芳烃的催化剂和便于大型化工业生产的流化床甲醇制芳烃的连续反应再生技术。为了加快实现技术的产业化，清华大学与中国华电采取“以企业为科技创新主体，产学研相结合”的方式共同开发其成套工业技术。

金涌介绍：“这项技术的先进性主要体现在核心流化床装置操作非常平稳、弹性大，连续化与自动化程度也很高，甲醇可以实现完全转化，3.07吨甲醇就可以生产1吨芳烃，并副产大量氢气，工艺废水不含氨氮，废气不含硫氮。”

第9篇：煤气化技术的基本原理范文

陈汉平：华中科技大学煤燃烧国家重点实验室副主任、教授、博士生导师长期从事流化床技术的理论研究与技术开发工作，主持承担了国家自然科学基金、“973”计划、“863”计划、支撑计划(科技攻关计划)等纵向课题20多项，以及专利与专有技术应用与转让等横向课题40余项，曾获得教育部提名国家技术发明一等奖、科技进步一等奖等多项荣誉

华中科技大学煤燃烧国家重点实验室流化床课题组自上世纪60年代成立以来，一直致力于流化床的基础理论研究和技术开发，取得了一系列重要的研究成果和发明创造，自主开发的下排气循环流化燃烧技术被认为具有中国特色的原创性专利技术，获湖北省技术发明二等奖，教育部提名国家技术发明一等奖。

项目介绍

作为我国主要能源的煤炭，在直接利用过程中存在着严重的环境污染问题。为了保证国民经济的可持续发展，必须提高煤炭的利用率，减少对环境的污染，发展洁净煤技术。煤炭气化是指用煤炭作原料来生产工业燃料气、民用煤气和化工原料气，是发展洁净煤技术的重要途径，是许多能源，如燃料电池、煤气联合循环发电技术等高新技术的关键技术，属核心和先导性技术，已在许多领域得到了广泛的应用。

目前我国传统的固定床煤气化技术在煤气化技术中占据主导地位，技术落后，污染严重，亟待更新改造。而引进的一些先进煤气化技术，投资大、系统复杂、操作烦琐，并不适合我国大部分企业。煤气化技术的发展趋势是不断改进和完善现有工业化的气化装置，向大型化方向发展，增加气化炉的直径和容积，提高单炉生产能力，扩大煤种和粒度范围，发展粉煤气化和劣质煤气化，提高气化温度和压力，提高综合利用(包括热电联产、化工等)水平，降低污染，由此循环流化床粉煤气化技术应运而生。目前，国内多家单位正在研发先进的循环流化床粉煤气化以及气流床煤气化技术，正在经受市场的检验和选择。

在湖北省自然科学基金和国家“973”计划项目等的支持下，华中科技大学煤燃烧国家重点实验室流化床课题组对循环流化床粉煤气化炉开展了大量的研发工作，取得了显著的成绩。

首先，采取新型布风技术、合理的炉型结构及优化的出口形式，强化了床内循环：采取特殊结构的排渣管实现选择性排渣；采取特殊结构的喷嘴及底部流化床，利用风力及重力确保床料的床内循环及混合，通过强化气固的传热传质，强化气化反应。

其次，采取新型飞灰循环技术，改进床外循环：采取结构优化的旋风分离器以适应粉煤气化的要求，提高分离效率；采取外部流化床反应器取代传统的返料器，实现既返料又反应(燃烧和气化)的双重功效，通过外部流化床反应器，改善返料并强化气化反应，从而提高粉煤气化的吨煤产量和气化强度，提高煤的利用率。

此外，还采取高温空气及水蒸气气化工艺，减少污染物的排放，提高煤气的品质和热值。

循环流化床煤气化炉可利用小于1Omm的粉煤(包括劣质煤)，煤源丰富，单炉生产能力大，操作维修简单，环境污染低，综合经济效益好，可生产多种规格煤气，应用领域广目前，课题组已向多家煤气炉公司转让循环流化床粉煤气化技术，开发的直径为0.8～2.5m的循环流化床粉煤气化炉已投入运行使用，并取得良好效益。

技术专家点评

姜秀民：上海交通大学教授、博士研究生导师，热能工程研究所副所长；哈尔滨工业大学博士究生导师和兼职教授从事化石燃料清洁高效燃烧的理论与技术及其生物质能、油页岩热化学转换理论与技术的研究主持、参与的国家科技攻关项目、国家“863”计划项目、国家自然科学基金项目、省部级重点科研项目及应用研究项目有80多项，获得省部级科技成果奖等多项荣誉。

煤炭气化是煤炭清洁高效转化利用的重要途径之一，是煤炭清洁高效利用的核心与关键技术。华中科技大学煤燃烧国家重点实验室经过多年的研究，成功开发出具有自身特色的循环流化床粉煤气化技术与设备。该技术采用独特的布风方式、特殊结构的喷嘴及底部流化床、新颖的炉型结构及出口形式、特殊结构的选择性排渣管、结构优化的旋风分离器、多重功能的外部流化床反应器、先进的高温空气及水蒸气气化工艺等技术。这些具有特色的技术措施的采用，强化了气化炉床内物料混合与循环、强化了气化炉内气固多相流的传热传质与气化反应过程、实现了选择性排渣、提高了气固分离效率、改进了床外物料循环、从而优化了粉煤气化过程、提高了粉煤气化的吨煤产量和气化强度、提高煤的利用率和煤种的适应性、减少污染物的排放、提高煤气的品质和热值。

该技术可利用小于1Omm的多种粉煤(包括劣质煤)，单炉生产能力大、环境污染低、可生产多种规格煤气、应用领域广、操作维修简单、一次性投资低、综合经济效益好。目前，采用该技术的多台循环流化床粉煤气化炉已投入运行。

循环流化床粉煤气化技术，有效地克服了传统固定床气化技术气化效率低，煤种、煤质及其粒度要求严格，气化强度低，环境污染严重的不足。并且，与国外引进的气流床气化技术比较具有投资低、系统简单、操作方便等特点。

目前，我国在役的各种类型的煤气化炉近万台，多采用传统的固定床煤气化技术，亟待更新改造。因此，华中科技大学所研究开发的具有自身特色的粉煤气化技术具有广阔的市场和应用前景。

投资专家点评

潘晓峰：浙江大学工程学士、南京大学法学硕士，金沙江创业投资基金董事总经理，专注于无线、互联网和半导体/新材料的投资他目前还担任晶能光电(LatticePower)、明致无限(Ping,Co)、学易科技(StudyEZ)和爱波网(SportsGG)的董事会董事在加盟金沙江前，他是亚洲无线科技的创始人之一，也曾在北电网络担任高级职务。

煤炭气化是洁净煤技术的基础和关键技术，而流化床煤气化替代固定煤气化则代表了技术发展的方向。本期推荐的由华中科技大学煤燃烧国家重点实验室开发的“循环流化床粉煤气化技术”在内、外循环。分离等工艺流程的各个环节均取得突破和进展。并采用了低排放的清洁技术，市场前景较为广阔。

从投资人角度看，除了判断技术先进性和差异性之外，建议重点关注以下几个方面：

首先，必须有切实可行的产业化的计划和方案，即由技术向产品转化。从产业化的角度看，目前国内的产学研不容乐观，科技成果转化率较低。从推荐的资料来看，本技术应当已过了小批量试生产的阶段，关键是中试。建议应与先期客户紧密合作，在不同的应用领域或环境下，取得尽可能多的运营数据，这将极大地利于工艺流程和参数的优化、固化，从而实现产品化、产业化。

其次，应关注可持续发展的潜力。核心在于弄清楚技术的发展路线和相应的产品路径图。

另外，应当关注商业模式。简单地说有两种：一为专利许

可模式，以收取技术许可费为主，另一为通过融资，组建团队，实施产业化生产。不同的商业模式有不同的风险。亦需要不同的团队和资源组合。前者较易实施，风险较小，但业务规模受限制。而后者则需要在目前研究开发团队之外，吸引产业界的生产、管理、营销人员加盟，组建完整的团队，对资金的需求较大，同时应关注团队融合的风险。此类项目还应注重知识产权的保护，强化进入壁垒和竞争优势。

由于项目实施牵涉到发明人、项目实施单位、投资方及产业化实体或被许可人等各方，因此，在台作之初，各方应当明确产权归属，对现有技术及未来改进的归属做出“合理”的安排，以避免产权不清带来的隐患。

市场专家点评

张绍强：高级工程师／博士研究生，中国煤炭加工利用协会专职副会长兼秘书长，低热值燃料发电分会会长。长期从事洁净煤技术方面的科研管理和煤炭加工利用、节能环保方面的产业归口工作。曾参加国家“九五”、“十五”科技攻关项目，发表相关论文数篇。

煤炭是我国的主要能源，在国民经济发展中具有举足轻重的地位。煤炭直接燃烧，存在严重的污染。由于气态燃料既容易深度净化，又使用方便，而且燃烧稳定、便于调节，在很多场合都需要把固态的煤转化为煤气。煤炭气化是洁净煤技术的重要形式，是许多高新技术如煤基燃料电池、IGCC发电、煤炭间接液化和煤制醇醚代用液体燃料等产业的核心配套技术，已在许多领域得到了广泛的应用。

煤气化技术已有上百年的发展历史，据统计，我国目前有上万台各种类型的煤气化炉在运行，其中生产燃气的有近5000台，生产合成气的有4000余台，所采用的气化炉型绝大多数为固定床气化炉。固定床气化炉必须使用块煤为原料，尤其是无烟块煤，不能使用粉煤和劣质煤，而随着机械化采煤的发展，煤的含粉率越来越高，块煤率不到40％，块煤不但短缺，而且价格高，发展粉煤气化技术势在必行。随着我国经济的进一步发展，今后我国需要煤气化的领域和场所越来越多，煤制代用液体燃料、化肥、陶瓷、食品、医药和其他工业用气和中小城市民用煤制燃气，都大量需要煤气化装备。粉煤气化技术在我国具有广阔的市场和应用背景。

华中科技大学煤燃烧国家重点实验室开发的“循环流化床粉煤气化技术”是煤炭气化的一项实用技术，对已有的流化床气化炉进行了较大的改进和提高。其采用新型布风形式、合理的炉型结构及优化的出口形式，较大的强化了气化床内循环；采取新型飞灰循环技术，改善了床外循环。尤其是采用选择性排渣技术和外部流化床反应器取代传统的返料器，实现既返料又反应(燃烧和气化)的双重功效。提高了气化强度和吨煤产气量，煤的转化利用率可以提高10％以上。此外，还可以采取高温空气及水蒸气联合气化工艺，减少NOx的生成，提高煤气的品质和热值。该技术具有煤种适应性广，单炉生产能力大。装置简单紧凑，投资较省，操作维修简单，环境污染低，可生产多种规格煤气。应用领域广。该技术的推广应用，对扩大用煤制气范围，丰富我国煤气化装备和工艺，发展具有自主知识产权的煤炭气化技术，推动我国洁净煤技术的进一步发展具有重要作用。