煤的氣化方法(什么是煤炭氣化)
1.什么是煤炭氣化
煤炭氣化指在一定溫度、壓力下，用氣化劑對煤進(jìn)行熱化學(xué)加工，將煤中有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槊簹獾倪^程。其涵義就是以煤、半焦或焦炭為原料，以空氣、富氧、水蒸氣、二氧化碳或氫氣為氣化介質(zhì)，使煤經(jīng)過部分氧化和還原反應(yīng)，將其在所含碳、氫等物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為一氧化碳、氫、甲烷等可燃組分為主的氣體產(chǎn)物的多相反應(yīng)過程。對此氣體產(chǎn)品的進(jìn)一步加工， 可制得其它氣體、液體燃燒料或化工產(chǎn)品。經(jīng)氣化，使煤的潛熱盡可能多地變?yōu)槊簹獾臐摕帷?/p>
煤氣化方法繁多，其分類以過程參數(shù)及燃料種類和形態(tài)為依據(jù)。
(1)以原形態(tài)為主進(jìn)行分類，有固體燃燒氣化、液體燃料氣化、氣體燃燒料氣化及固/液混合燃料氣化等。
(2)以入爐煤的粒級為主進(jìn)行分類， 有塊煤氣化（6~50mm）、煤粉氣化（小于0.1 mm）等。此外， 入爐燃燒以煤/油漿或煤/水漿形成的，均歸入小粒煤和煤粉氣化法中。
(3)以氣化過程的操作壓力為主進(jìn)行分類， 有常壓或低壓氣化（0~0.35MPa）、中壓氣化（0.7~3.5 MPa）和高壓氣化（7MPa）。
(4)以氣化介質(zhì)為主進(jìn)行分類， 有空氣鼓風(fēng)氣化、空氣-水蒸氣氣化、氧-水蒸氣氣化和加氫氣化（以氫氣為化劑，由不得煤制取高熱值煤氣的過程）等。
(5)以排渣方式為主進(jìn)行分類，有干式或濕式排渣氣化、固態(tài)或液態(tài)排渣氣化、連續(xù)或間歇排渣氣化等。
(6)以氣化過程供熱方式進(jìn)行分類，有外熱式氣化（氣化所需熱量通過外部加熱裝置由氣化爐內(nèi)部釋放出來）和熱載體（氣、固或液渣載體）氣化。
(7)以入爐煤在爐內(nèi)的過程動態(tài)進(jìn)行分類，有移動床氣化、液化床氣化、氣流（夾帶）床氣化和熔融床（熔渣或熔鹽、熔鐵水）氣化等。
(8)以固體煤和氣體介質(zhì)的相對運(yùn)動方向進(jìn)行分類，有同向氣化或稱并流氣化、逆流氣化等。
(9)以反應(yīng)的類型為主進(jìn)行分類，有熱力學(xué)過程催化驗(yàn)室過程。
(10)以過程的階段性為主進(jìn)行分類，有單段氣化、兩段（單簡、雙簡）或多段氣化等。
(11)以過程的操作方式為主進(jìn)行分類，有連續(xù)間歇式或循環(huán)式氣化等。 回答時間：2011年
2.煤的氣化現(xiàn)在一般用什么方法
氣化煤是指煤在特定的設(shè)備內(nèi)，在一定溫度及壓力下使煤中有機(jī)質(zhì)與氣化劑（如蒸汽/空氣或氧氣等）發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)化為含有CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w和CO2、N2等非可燃?xì)怏w的過程。
【條件】 煤炭氣化時，必須具備三個條件，即氣化爐、氣化劑、供給熱量，三者缺一不可。 【過程】 氣化過程發(fā)生的反應(yīng)包括煤的熱解、氣化和燃燒反應(yīng)。
煤的熱解是指煤從固相變?yōu)闅?、固、液三相產(chǎn)物的過程。煤的氣化和燃燒反應(yīng)則包括兩種反應(yīng)類型，即非均相氣-固反應(yīng)和均相的氣相反應(yīng)。
【性質(zhì)】 不同的氣化工藝對原料的性質(zhì)要求不同，因此在選擇氣化煤工藝時，考慮氣化用煤的特性及其影響極為重要。氣化用煤的性質(zhì)主要包括煤的反應(yīng)性、粘結(jié)性、結(jié)渣性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、粒度組成以及水分、灰分和硫分含量等。
3.煤炭氣化包含哪些內(nèi)容,各有什么特點(diǎn)
煤炭氣化是指煤在特定的設(shè)備內(nèi)，在一定溫度及壓力下使煤中有機(jī)質(zhì)與氣化劑（如蒸汽/空氣或氧氣等）發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)化為含有CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w和CO2、N2等非可燃?xì)怏w的過程。煤炭氣化時，必須具備三個條件，即氣化爐、氣化劑、供給熱量，三者缺一不可。
氣化過程發(fā)生的反應(yīng)包括煤的熱解、氣化和燃燒反應(yīng)。煤的熱解是指煤從固相變?yōu)闅?、固、液三相產(chǎn)物的過程。煤的氣化和燃燒反應(yīng)則包括兩種反應(yīng)類型，即非均相氣-固反應(yīng)和均相的氣相反應(yīng)。不同的氣化工藝對原料的性質(zhì)要求不同，因此在選擇煤氣化工藝時，考慮氣化用煤的特性及其影響極為重要
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[煤炭氣化流程]
煤炭氣化流程
煤炭氣化是指煤在特定的設(shè)備內(nèi)，在一定溫度及壓力下使煤中有機(jī)質(zhì)與氣化劑（如蒸汽/空氣或氧氣等）發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)化為含有CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w和CO2、N2等非可燃?xì)怏w的過程。煤炭氣化時，必須具備三個條件，即氣化爐、氣化劑、供給熱量，三者缺一不可。
目錄
簡介
氣化用煤的性質(zhì)
煤炭氣化工藝
煤炭氣化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域
1. 1）作為工業(yè)燃?xì)?/p>
2. 2）作為民用煤氣
3. 3）作為化工合成和燃料油合成原料氣
4. 4）作為冶金還原氣
5. 5）作為聯(lián)合循環(huán)發(fā)電燃?xì)?/p>
6. 6）作煤炭氣化燃料電池
7. 7）煤炭氣化制氫
8. 8）煤炭液化的氣源
簡介
氣化用煤的性質(zhì)
煤炭氣化工藝
煤炭氣化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域
1. 1）作為工業(yè)燃?xì)?/p>
2. 2）作為民用煤氣
3. 3）作為化工合成和燃料油合成原料氣
4. 4）作為冶金還原氣
5. 5）作為聯(lián)合循環(huán)發(fā)電燃?xì)?/p>
6. 6）作煤炭氣化燃料電池
7. 7）煤炭氣化制氫
8. 8）煤炭液化的氣源
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編輯本段簡介
如圖：
氣化過程發(fā)生的反應(yīng)包括煤的熱解、氣化和燃燒反應(yīng)。煤的熱解是指煤從固相變?yōu)闅狻⒐?、液三相產(chǎn)物的過程。煤的氣化和燃燒反應(yīng)則包括兩種反應(yīng)類型，即非均相氣-固反應(yīng)和均相的
氣相反應(yīng)。
不同的氣化工藝對原料的性質(zhì)要求不同，因此在選擇煤氣化工藝時，考慮氣化用煤的特性及其影響極為重要。
氣化用煤的性質(zhì)
主要包括煤的反應(yīng)性、粘結(jié)性、結(jié)渣性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度、粒度組成以及水分、灰分和硫分含量等。
煤炭氣化工藝
煤炭氣化工藝可按壓力、氣化劑、氣化過程供熱方式等分類，常用的是按氣化爐內(nèi)煤料與氣化劑的接觸方式區(qū)分，主要有：
1） 固定床氣化：在氣化過程中，煤由氣化爐頂部加入，氣化劑由氣化爐底部加入，煤料與氣化劑逆流接觸，相對于氣體的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可視為固定不動，因此稱之為固定床氣化；而實(shí)際上，煤料在氣化過程中是以很慢的速度向下移動的，比較準(zhǔn)確的稱其為移動床氣化。
2） 流化床氣化：它是以粒度為0-10mm的小顆粒煤為氣化原料，在氣化爐內(nèi)使其懸浮分散在垂直上升的氣流中，煤粒在沸騰狀態(tài)進(jìn)行氣化反應(yīng)，從而使得煤料層內(nèi)溫度均一，易于控制，提高氣化效率。
3） 氣流床氣化。它是一種并流氣化，用氣化劑將粒度為100um以下的煤粉帶入氣化爐內(nèi)，也可將煤粉先制成水煤漿，然后用泵打入氣化爐內(nèi)。煤料在高于其灰熔點(diǎn)的溫度下與氣化劑發(fā)生燃燒反應(yīng)和氣化反應(yīng)，灰渣以液態(tài)形式排出氣化爐。
4） 熔浴床氣化。它是將粉煤和氣化劑以切線方向高速噴入一溫度較高且高度穩(wěn)定的熔池內(nèi)，把一部分動能傳給熔渣，使池內(nèi)熔融物做螺旋狀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動并氣化。目前此氣化工藝已不再發(fā)展。
以上均為地面氣化，還有地下氣化工藝。
4.煤的液化和氣化哪種處理方法更好,說明理由
煤的氣化要求的溫度更高，炭與水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，以及重質(zhì)焦油、長鏈分子與水蒸氣的重整反應(yīng)及其自身的裂解反應(yīng)。其基本都是生成可燃?xì)怏w一氧化碳、氫氣、甲烷等，也就是常說的煤氣，家里燒的。轉(zhuǎn)化率高。
煤的液化是指在較高溫度下800左右（低于氣化）長鏈復(fù)雜大分子煤組分化合物受熱裂解為短鏈小分子化合物并被快速冷凝形成煤焦油，缺點(diǎn)就在于其轉(zhuǎn)化率較氣化低，會產(chǎn)生大量焦體物質(zhì)（炭），污染環(huán)境難以處置。
相對而言，煤的氣化要好一些，首先生成的產(chǎn)物組分較簡單對設(shè)備的腐蝕程度小，（但高溫高壓水蒸氣對處理設(shè)備的考驗(yàn)也是不小的），其次，氣化工藝其對于煤的轉(zhuǎn)化率遠(yuǎn)高于液化，同時液化還產(chǎn)生大量副產(chǎn)物，增大處理成本。再次，生成的產(chǎn)物氣化產(chǎn)出的合成氣穩(wěn)定，做簡單處理即可運(yùn)用 。而液化所生成的焦油性質(zhì)不穩(wěn)定，易變質(zhì)，且含有一定量的水，需精煉體制方可進(jìn)一步利用。
5.煤炭氣化技術(shù)有幾類
早在20世紀(jì)20年代，美國就已開始采用煤炭氣化裝置生產(chǎn)氣態(tài)燃料。30年代初，美國有11000臺煤炭氣化裝置進(jìn)行生產(chǎn)。二次大戰(zhàn)后，因受廉價石油和天然氣的影響，煤炭氣化工廠紛紛停工和倒閉。70年代以后美國又開始積極研究煤炭氣化技術(shù)，尤其是煤炭氣化發(fā)電技術(shù)。
美國的煤炭氣化技術(shù)有移動床氣化裝置、流體床氣化裝置、夾帶氣化裝置三大類。煤炭的綜合氣化裝置具有第二代氣化技術(shù)的特點(diǎn)，能保證發(fā)電廠機(jī)組發(fā)電能力達(dá)到100~300兆瓦，可與現(xiàn)有的商業(yè)性發(fā)電廠競爭。配備現(xiàn)有燃?xì)廨啓C(jī)的綜合氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)與常規(guī)煤蒸汽發(fā)電廠相比，前者效率更高，熱耗更小，投資費(fèi)用更少。美電力研究所和電力工業(yè)部門因此在加州巴斯托附近建造一座100兆瓦的煤炭氣化發(fā)電廠。這種方式將成為世界各國極為有利的選擇方式。
6.煤炭液化方法有幾種
煤的液化方法主要分為煤的直接液化和煤的間接液化兩大類。
（1）煤直接液化煤在氫氣和催化劑作用下，通過加氫裂化轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料的過程稱為直接液化。裂化是一種使烴類分子分裂為幾個較小分子的反應(yīng)過程。
因煤直接液化過程主要采用加氫手段，故又稱煤的加氫液化法。 （2）煤間接液化間接液化是以煤為原料，先氣化制成合成氣，然后，通過催化劑作用將合成氣轉(zhuǎn)化成烴類燃料、醇類燃料和化學(xué)品的過程。
煤炭直接液化是把煤直接轉(zhuǎn)化成液體燃料，煤直接液化的操作條件苛刻，對煤種的依賴性強(qiáng)。典型的煤直接液化技術(shù)是在400攝氏度、150個大氣壓左右將合適的煤催化加氫液化，產(chǎn)出的油品芳烴含量高，硫氮等雜質(zhì)需要經(jīng)過后續(xù)深度加氫精制才能達(dá)到目前石油產(chǎn)品的等級。
一般情況下，一噸無水無灰煤能轉(zhuǎn)化成半噸以上的液化油。煤直接液化油可生產(chǎn)潔凈優(yōu)質(zhì)汽油、柴油和航空燃料。
但是適合于大噸位生產(chǎn)的直接液化工藝目前尚沒有商業(yè)化，主要的原因是由于煤種要求特殊，反應(yīng)條件較苛刻，大型化設(shè)備生產(chǎn)難度較大，使產(chǎn)品成本偏高。 煤直接液化技術(shù)研究始于上世紀(jì)初的德國，1927年在Leuna建成世界上第一個10萬噸/年直接液化廠。
1936~1943年間，德國先后建成11套直接液化裝置，1944年總生產(chǎn)能力達(dá)到400萬噸/年，為德國在第二次世界大戰(zhàn)中提供了近三分之二的航空燃料和50%的汽車及裝甲車用油。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，美國、日本、法國、意大利及前蘇聯(lián)等國相繼開展了煤直接液化技術(shù)研究。
50年代后期，中東地區(qū)廉價石油的大量開發(fā)，使煤直接液化技術(shù)的發(fā)展處于停滯狀態(tài)。1973年，爆發(fā)石油危機(jī)，煤炭液化技術(shù)重新活躍起來。
德國、美國及日本在原有技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出一些煤直接液化新工藝，其中研究工作重點(diǎn)是降低反應(yīng)條件的苛刻度，從而達(dá)到降低液化油生產(chǎn)成本的目的。目前不少國家已經(jīng)完成了中間放大試驗(yàn)，為建立商業(yè)化示范廠奠定了基礎(chǔ)。
7.煤氣化工藝主要有哪些
煤氣化工藝
1.固定床氣化工藝
先進(jìn)的固定床氣化工藝以魯奇移動床加壓氣化為代表，其主要優(yōu)點(diǎn)包括：可以使用劣質(zhì)煤氣化；加壓氣化生產(chǎn)能力高；氧耗量低，是目前三類氣化方法中氧耗量最低的方法；魯奇爐是逆向氣化，煤在爐內(nèi)停留時間長達(dá)1h，反應(yīng)爐的操作溫度和爐出口煤氣溫度低，碳效率高、氣化效率高.雖然魯苛氣化工藝優(yōu)點(diǎn)很多，但由于固定床氣化只能以不粘塊煤為原料，不僅原料昂貴，氣化強(qiáng)度低，而且氣-固逆流換熱，粗煤氣中含酚類、焦油等較多，使凈化流程加長，增加了投資和成本.
2.氣流床氣化工藝
德士古爐、K-T爐、殼脾爐，以粉煤為原料的氣流床在極高溫度下運(yùn)符（1300-1500℃），氣化強(qiáng)度極高，單爐能力己達(dá)2500.煤/日，我國進(jìn)口的德士古爐也達(dá)400~700煤/日，氣體中不含焦油、酚類，非常適合化工生產(chǎn)和先進(jìn)發(fā)電系統(tǒng)的要求.
氣流床氣化工藝的優(yōu)點(diǎn)包括.煤種適應(yīng)范圍較寬，水煤漿氣化爐一般情況下不宜氣化褐煤（成漿困難），工藝靈活，合成氣質(zhì)量高，產(chǎn)品氣可適用于化工合成，制氫和聯(lián)合循環(huán)發(fā)電等.氣化壓力高，生產(chǎn)能力高.不污染環(huán)境，三廢處理較方便.該工藝缺點(diǎn)是，高溫氣化為使灰渣易于排出，要求所用煤灰熔點(diǎn)低（小于1300℃），含灰量低（低于10%-15%），否則需加人助熔劑（CaO或Fe2O3）并增加運(yùn)行成本.這一點(diǎn)特別不利于我國煤種的使用.此外，高溫氣化爐耐火材料和噴嘴均在高溫下工作，壽命短、價格昂貴、投資高，氣化爐在高溫運(yùn)行，氧耗高，也提高了煤氣生產(chǎn)成本.
3.流化床氣化工藝
鑒于以上原因，使用碎煤為原料的流化床技術(shù)一直受到國內(nèi)外的關(guān)注.德國發(fā)揮了其既有傳統(tǒng)，開發(fā)出高溫溫克勒氣化爐，美國正努力發(fā)展以流化床氣化和燃燒相結(jié)合的高效工藝（如Hybrid例工藝），預(yù)期可獲得最良好的系統(tǒng)效率.流化床氣化以空氣或氧氣或富氧和蒸汽為氣化劑，在適當(dāng)?shù)拿毫６群蜌馑傧?，使床層中粉煤沸騰，氣固兩相充分混合接觸，在部分燃燒產(chǎn)生的高溫下進(jìn)行煤的氣化.其工藝流程包括各煤、進(jìn)料、供氣、氣化、除塵、廢熱回收等系統(tǒng)，將原煤破碎至8mm以下，烘干后進(jìn)人進(jìn)煤系統(tǒng)，再經(jīng)螺旋加料器加人氣化爐內(nèi)，在爐內(nèi)與經(jīng)過預(yù)熱的氣化劑（氧氣/蒸汽或空氣/蒸汽）發(fā)生氣化反應(yīng)，攜帶細(xì)顆粒的粗煤氣由氣化爐逸出，在旋風(fēng)分離器中分離出較粗的顆粒并返回氣化爐，除去粉塵的煤氣經(jīng)廢熱回收系統(tǒng)進(jìn)人水洗塔使煤氣最終冷卻和除塵.
8.常見的煤氣化技術(shù)有哪幾種
煤炭氣化工藝可按壓力、氣化劑、氣化過程供熱方式等分類，常用的是按氣化爐內(nèi)煤料與氣化劑的接觸方式區(qū)分，主要有以下形式。
3.1固定床氣化
固定床氣化也稱移動床氣化。固定床一般以塊煤或焦煤為原料。煤由氣化爐頂加入，氣化劑由爐底加入。流動氣體的上升力不致使固體顆粒的相對位置發(fā)生變化，即固體顆粒處于相對固定狀態(tài)，床層高度亦基本保持不變，因而稱為固定床氣化。另外，從宏觀角度看，由于煤從爐頂加入，含有殘?zhí)康臓t渣自爐底排出，氣化過程中，煤粒在氣化爐內(nèi)逐漸并緩慢往下移動，因而又稱為移動床氣化。
固定床氣化的特性是簡單、可靠。同時由于氣化劑于煤逆流接觸，氣化過程進(jìn)行得比較完全，且使熱量得到合理利用，因而具有較高的熱效率。固定床氣化爐常見有間歇式氣化（UGI）和連續(xù)式氣化（魯奇Lurgi）2種。前者用于生產(chǎn)合成氣時一定要采用白煤（無煙煤）或焦碳為原料，以降低合成氣中CH4含量，國內(nèi)有數(shù)千臺這類氣化爐，弊端頗多；后者國內(nèi)有20多臺爐子，多用于生產(chǎn)城市煤氣；該技術(shù)所含煤氣初步凈化系統(tǒng)極為復(fù)雜，不是公認(rèn)的首選技術(shù)。
3.2流化床氣化
流化床氣化又稱為沸騰床氣化。其以小顆粒煤為氣化原料，這些細(xì)顆粒在自下而上的氣化劑的作用下，保持著連續(xù)不斷和無秩序的沸騰和懸浮狀態(tài)運(yùn)動，迅速地進(jìn)行著混合和熱交換，其結(jié)果導(dǎo)致整個床層溫度和組成的均一。流化床氣化能得以迅速發(fā)展的主要原因在于：（1）生產(chǎn)強(qiáng)度較固定床大。（2）直接使用小顆粒碎煤為原料，適應(yīng)采煤技術(shù)發(fā)展，避開了塊煤供求矛盾。（3）對煤種煤質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，可利用如褐煤等高灰劣質(zhì)煤作原料。
流化床氣化爐常見有溫克勒（Winkler）、灰熔聚（U-Gas）、循環(huán)流化床（CFB）、加壓流化床（PFB是PFBC的氣化部分）等。
3.3氣流床氣化
氣流床氣化是一種并流式氣化。從原料形態(tài)分有水煤漿、干煤粉2類；從專利上分，Texaco、Shell最具代表性。前者是先將煤粉制成煤漿，用泵送入氣化爐，氣化溫度1350~1500℃；后者是氣化劑將煤粉夾帶入氣化爐，在1500~1900℃高溫下氣化，殘渣以熔渣形式排出。在氣化爐內(nèi)，煤炭細(xì)粉粒經(jīng)特殊噴嘴進(jìn)入反應(yīng)室，會在瞬間著火，直接發(fā)生火焰反應(yīng)，同時處于不充分的氧化條件下，因此，其熱解、燃燒以吸熱的氣化反應(yīng)，幾乎是同時發(fā)生的。隨氣流的運(yùn)動，未反應(yīng)的氣化劑、熱解揮發(fā)物及燃燒產(chǎn)物裹夾著煤焦粒子高速運(yùn)動，運(yùn)動過程中進(jìn)行著煤
9.煤氣化求教煤氣化有幾種方法,哪種方法相對較好
氣化效率高，是目前三類氣化方法中氧耗量最低的方法；魯奇爐是逆向氣化，煤在爐內(nèi)停留時間長達(dá)1h，反應(yīng)爐的操作溫度和爐出口煤氣溫度低，碳效率高煤氣化求教煤氣化有幾種方法，哪種方法相對較好
先進(jìn)的固定床氣化工藝以魯奇移動床加壓氣化為代表，其主要優(yōu)點(diǎn)包括：可以使用劣質(zhì)煤氣化；加壓氣化生產(chǎn)能力高；氧耗量低，不僅原料昂貴，氣化強(qiáng)度低，而且氣-固逆流換熱，粗煤氣中含酚類、焦油等較多，使凈化流程加長，增加了投資和成本.雖然魯苛氣化工藝優(yōu)點(diǎn)很多，但由于固定床氣化只能以不粘塊煤為原料
