煤气化技术
煤气化是煤炭、清洁利用的核心技术之一,是现代煤化工的,无论是以生产油品为主的煤液化,还是以生产化工产品如合成氨、、烯烃等为主的煤化工,选择合适的煤气化技术都是整个生产工艺的关键。从 20 世纪 80 年始,我国陆续引进了多种煤气化技术,主要有德国鲁奇技术、美国德士古技术、荷兰壳术、德国 GSP 技术等。但这些技术在本土化过程中存在运行不稳定、投资
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煤气化技术
煤气化是煤炭、清洁利用的核心技术之一,是现代煤化工的,无论是以生产油品为主的煤液化,还是以生产化工产品如合成氨、、烯烃等为主的煤化工,选择合适的煤气化技术都是整个生产工艺的关键。从 20 世纪 80 年始,我国陆续引进了多种煤气化技术,主要有德国鲁奇技术、美国德士古技术、荷兰壳术、德国 GSP 技术等。但这些技术在本土化过程中存在运行不稳定、投资偏高以及对国内的煤种适应性差等缺点。近年来,结合我国的实际情况陆续开发出多种自主的煤气化技术。截至 2017 年底,具有自主知识产权的气化炉数共 318 台,气化能力 37.7 万吨/天,市场占有率总和高达 51.6%。我国自主的煤气化炉更适合我国国情和煤种,对我国煤化工的发展作出了巨大贡献。煤气化技术大型化、真正实现污水零排放、炉渣废固全部综合利用、水资源消耗量大幅降低等目标是煤气化技术研究的重点。
煤直接液化技术
煤直接加氢液化技术是煤与氢气在催化剂作用下通过加氢裂化,直接转化成液态油品。煤直接液化制油产品可以作为军民航空飞机、火箭以及装甲车辆的油品,满足我国日益增加的特种油品需求。1973 年后,因石油危机,西方各国相继开发出煤液化工艺,但仅处于实验室研究及中试开发阶段。神华集团自“十五”期间开始研发煤直接液化制备燃料技术,并于 2010 年建成投产了世界上座百万吨级的液化装置,成为煤直接液化产业化,先后突破“煤直接液化核心工艺放大”“超大型设备制造和安装”“首套工业化装置的安全稳定长周期运行”三大世界性技术难题,并先后获得美国、日本、俄罗斯、澳大利亚、加拿大、乌克兰、印度、印度尼西亚等 9 个的专利授权。目前该液化技术仍存在氢耗量大、产品轻质化、不平衡和油品收率低等问题,有待通过长期的稳定运行来进一步优化提升。
煤的粘结性和结焦性以及发热量
1.粘结性和结焦性
粘结性是指煤在干馏过程中,由于煤中有机质分解,熔融而使煤粒能够相互粘结成块的性能。结焦性是指煤在干馏时能够结成焦炭的性能。煤的粘结性是结焦性的必要条件,结焦性好的煤必须具有良好的粘结性,但粘结性好的煤不一定能单独炼出质量好的焦炭。这就是为什么要进行配煤炼焦的道理。粘结性是进行煤的工业分类的主要指标,一般用煤中有机质受热分解、软化形成的胶质体的厚度来表示,常称胶质层厚度。胶质层越厚,粘结性越好。测定粘结性和结焦性的方法很多,除胶质层测定法外,还有罗加指数法、奥亚膨胀度试验等等。粘结性受煤化程度、煤岩成分、氧化程度和矿物质含量等多种因素的影响。煤化程度和的煤,一般都没有粘结性,胶质层厚度也很小。
2.发热量
是指单位重量的煤在完全燃烧时所产生的热量,亦称热值,常用106J/kg表示。它是评价煤炭质量,尤其是评价动力用煤的重要指标。国际市场上动力用煤以热值计价。我国自1985年6月起,改革沿用了几十年的以灰分计价为以热值计价。发热量主要与煤中的可燃元素含量和煤化程度有关。为便于比较耗煤量,在工业生产中,常常将实际消耗的煤量折合成发热量为2.930368×107J/kg的标准煤来进行计算。
煤碳中的挥发分和灰分分别指的是什么
构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等,此外,还有量的磷、氟、氯和等元素。碳、氢、氧是煤炭有机质的主体,占95%以上;煤化程度越深,碳的含量越高,氢和氧的含量越低。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素,氧是助燃元素。煤炭燃烧时,氮不产生热量,在高温下转变成氮氧化合物和氨,以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和等是煤炭中的有害成分,其中以硫为重要。煤碳燃烧时绝大部分的硫被氧化成(SO2),随烟气排放,污染大气,危害动、植物生长及人类健康,腐蚀金属设备;当含硫多的煤用于冶金炼焦时,还影响焦炭和钢铁的质量。所以,“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。
煤中的有机质在一定温度和条件下,受热分解后产生的可燃性气体,被称为“挥发分”,它是由各种碳氢化合物、氢气、等化合物组成的混合气体。挥发分也是主要的煤质指标,在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时,挥发分有重要的参考作用。煤化程度低的煤,挥发分较多。如果燃烧条件不适当,挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒,俗称“黑烟”;并产生更多的、多环芳烃类、醛类等污染物,热效率降低。因此,要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备。
“水分”对煤炭的加工利用有很大影响。水分在燃烧时变成蒸汽要吸热,因而降低了煤的发热量。煤炭中的水分可分为外在水分和内在水分,一般以内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低,煤的内部表面积越大,水分含量越高。
“灰分”是煤碳完全燃烧后剩下的固体残渣,是重要的煤质指标。灰分主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质。矿物质燃烧灰化时要吸收热量,大量排渣要带走热量,因而灰分越高,煤炭燃烧的热效率越低;灰分越多,煤炭燃烧产生的灰渣越多,排放的飞灰也越多。一般,煤和洗精煤的灰分含量相对较低。
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