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煤气化技术的应用领域

点击次数:1345次  发布时间:2015-07-18

 

  煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器如气化炉内,在一定的温度和压力下,通过氧化剂(空气或氧气和蒸气)以一定的流动方式(移动床、硫化床或携带床)转化成气体,得到粗制水煤汽,通过后续脱硫脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳气。

 

煤气化技术应用非常广泛,主要包含如下几个方面:

  一、作为工业燃气    一般热值为1100-1350大卡热的煤气,采用常压固定床气化炉、流化床气化炉均可制得。主要用于钢铁、机械、卫生、建材、轻纺、食品等部门,用以加热各种炉、窑,或直接加热产品或半成品。 

 

  二、作为民用煤气    一般热值在3000-3500大卡,要求CO小于10%,除焦炉煤气外,用直接气化也可得到,采用鲁奇炉较为适用。与直接燃煤相比,民用煤气不仅可以明显提高用煤效率和减轻环境污染,而且能够极大地方便人民生活,具有良好的社会效益与环境效益。出于安全、环保及经济等因素的考虑,要求民用煤气中的H2、CH4、及其它烃类可燃气体含量应尽量高,以提高煤气的热值;而CO有毒其含量应尽量低。 

 

  三、作为化工合成和燃料油合成原料气    早在第二次世界大战时,德国等就采用费托工艺(Fischer-Tropsch)合成航空燃料油。随着合成气化工和碳-化学技术的发展,以煤气化制取合成气,进而直接合成各种化学品的路线已经成为现代煤化工的基础,主要包括合成氨、合成甲烷、合成甲醇、醋酐、二甲醚以及合成液体燃料等。化工合成气对热值要求不高,主要对煤气中的CO、H2等成分有要求,一般德士古气化炉、Shell气化炉较为合适。目前我国合成氨的甲醇产量的50%以上来自煤炭气化合成工艺。 

 

  四、作为冶金还原气    煤气中的CO和H2具有很强的还原作用。在冶金工业中,利用还原气可直接将铁矿石还原成海棉铁;在有色金属工业中,镍、铜、钨、镁等金属氧化物也可用还原气来冶炼。因此,冶金还原气对煤气中的CO含量有要求。 

 

  五、作为联合循环发电燃气    整体煤气化联合循环发电(简称IGCC)是指煤在加压下气化,产生的煤气经净化后燃烧,高温烟气驱动燃气轮机发电,再利用烟气余热产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。用于IGCC的煤气,对热值要求不高,但对煤气净化度-如粉尘及硫化物含量的要求很高。与IGCC配套的煤气化一般采用固定床加压气化(鲁奇炉)、气流床气化(德士古)、加压气流(Shell气化炉)广东省加压流化床气化工艺,煤气热值2200-2500大卡左右。

 

  六、作煤炭气化燃料电池    燃料电池是由H2、天然气或煤气等燃料(化学能)通过电化学反应直接转化为电的化学发电技术。目前主要由磷酸盐型(PAFC)、熔融碳酸盐型(MCFC)、固体氧化物型(SOFC)等。它们与煤气化结合的发电技术就是IG-MCFC和IG-SOFC,其发电效率可达53%。 

 

  七、煤炭气化制氢    氢气广泛的用于电子、冶金、玻璃生产、化工合成、航空航天、煤炭直接液化及氢能电池等领域,目前世界上96%的氢气来源于化石燃料转化。而煤炭气化制氢起着很重要的作用,一般是将煤炭转化成CO和H2,然后通过变换反应将CO转换成H2和H2O,将富氢气体经过低温分离或变压吸附及膜分离技术,即可获得氢气。 

 

  八、煤炭液化的气源    不论煤炭直接液化和间接氧化,都离不开煤炭气化。煤炭液化需要煤炭气化制氢,而可选的煤炭气化工艺同样包括固定床加压Lurgi气化、加压流化床气化和加压气流床气化工艺。

 

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