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。下面是我整理了煤化工生产技术论文，有兴趣的亲可以来阅读一下!
煤化工及甲醇生产技术探索
摘要：甲醇是一种有机化工原料，它的用途非常广泛，普遍运用于燃烧材料、合成金属、工程涂料、医学消毒、日常生火等多个方面，在甲醇的制造方面，一般都遵循着煤气化碳――变换气体物质――精细蒸馏三大工序，在化工厂生产活动中一般将生产甲醇的工序称为“工段”。难点在于如何去调控操作所需的参数，本文通过对煤化工作的特性解析来引申出甲醇生产的要点，同时对生产技术进行一个流程上的模拟，更全面地去了解甲醇生产中需要多加注意的关键。
关键词：煤化工;甲醇;温度;化学反应;化学式
中图分类号：Q946文献标识码： A
1煤气化原理
在甲醇生产的流程中，煤气化是第一步，它是一种化学反应，将气化剂和煤炭资源中的可燃物质放置在一个高位环境下，然后使其发生中和反应，产生一氧化碳、氢气等可燃气体。在煤气化工段里使用的气化剂包括水蒸气、氧气等，在加入这些气化剂后，煤炭就会发生一系列化学反应，从而生成所需的气体。煤炭在加入气化剂后，经历了干燥、热裂解等热力反应，该反应中生成的气体包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷等，这些化学反应的速度取决于煤气化工段中的温度、热压、气化炉质量以及煤炭的种类，以下是煤气化过程中会出现的化学式：
吸收热量：C - H2O → C O + H2C + C O2→ 2C O
发散热量：C + O2→ C O2C +12O2→ C O
变换反应：C O + H2O → C O2+ H2
从大体上来说，煤气化反应是化学中的强吸热效应，如果以动力和热力的角度来解析这类中和现象，重点在于对温度的把握，温度过高会造成气体流失，温度过低则无法产生完整的化学反应，导致生成的气体数量少、质量差。同时在增压方面应该适当地增加对煤炭的压力值，这样可以使化学反应的速度提高，对甲醇的生产效率起积极作用。
2变换工段
甲醇产品在合成时，一般调整碳元素与氢元素的比例的方法是通过一氧化碳的变换反应来实现的，在甲醇生产的流程中，碳元素与氢元素的分离都在催化剂的影响下进行，在此需要注意的是，碳氧分离工序对水蒸气的需求量相当大，水蒸气的生产成本在这道工段中会激增不少，所以，如何最大限度地利用水蒸气，节约生产成本，这将直接考验生产部门的气体生产技术和操作人员的工作效率。在变换工段中，煤气化之后的煤气物质含有大量的一氧化碳和水蒸气，在催化剂的效果影响到位之后，就可以生成氢与二氧化碳，在此时还会有小部分的一氧化硫转化为氰化硫，此时化学式表现如下：
C O + H2O → C O2+ H2
这是一个主要反应式，但是在主反应进行的同时，还有一部分副反应也会产生，生成甲醇的副产品，这些化学反应包括：
2C O + 2H2→ C O2+ C H
2C O → C + C O2
C O + 3H2→ C H4+ H2O
C O + H2→ C + H2O
C O2+ 4H2→ C H4+ 2H2O
C O2+ 2H2→ C + 2H2O
化学反应在化工产业中要求平衡，在主要变换的化学反应中是一种发散热量反应的类型，这里的化学反应会使煤气化后的温度降低，温度适当降低有利于化学反应的平衡作用，但是如果温度太低，就会导致化学反应时间过长，效率越低，当煤气化工段的生成气体慢慢消耗殆尽时，就会浪费前一道工段的时间和成本，造成浪费。同时，温度还与催化剂的适应性挂钩，如果温度没有调整到位，催化剂的效力就无法发挥到最大值，这就会造成碳氧分离程度不足，必须加大催化剂的剂量，这也会增加生产成本。
3甲醇生产中的注意事项
1.)气化压力的大小在其他的生产条件没有变化的情况下，如果改变气化压力，就会产生非常细微但是关键的变化。通常气压定格在2M Pa以上的范围时，在煤气化工段里基本上不会产生影响，但是如果气压低于2M Pa就会使气化炉的气化效果变低。所以，在煤气化工段中，一定要保证气化压力控制在2M Pa以上，而且可以视实际情况适当提高，这样可以增加气体数量，提高生产效率。
2.)氧气与煤量的比例氧煤比例的提高，指的是在煤炭中氧气流量的增多，直观反映为在煤炭高温加热时，煤炭的燃烧反应量明显提升。同时因为氧气流量的增加，使气化炉的温度也得以升高，煤炭的气化反应会更加强烈，一氧化碳和氢气的数量会增加不少，但是生成的气化产物中，二氧化碳和水分的含量占了很大比例，而一氧化碳和氢气的含量会变少，所以，如果不仔细控制氧煤比例，就会使气化炉中的气化反应过强而导致生产甲醇所需的气体成分变少。
4 甲醇生产工艺模拟
传统的烧煤方式已经不能满足人们对甲醇的需求量，而且单纯的燃烧煤炭既是对资源的浪费，也会造成环境污染。所以，当务之急是要尽快找到新的甲醇提取方法和更快捷有效的甲醇生产技术，在这方面，煤气化生产流程已经被初步运用于各大化工厂中，作为目前提取甲醇的有效方式，煤气化工段还需要更多的模拟和分析来增强其效率，简化其工序。
在模拟中我们假设煤浆和高压后的氧气依照固定比例放置在气化炉中，然后在高温作用下因气温及气压生成各种气体，其中包括一氧化碳、氢气、二氧化碳等，其中高压后的氧气进入气化炉可以通过设置烧嘴的中心管道和外环管道，而煤浆可以通过烧嘴的中环管道进入气化炉。在模拟环境下，我们还设置了激冷室，位于气化炉下段，激冷室主要是处理煤炭中的灰份。在煤气化工段进行到末尾后，会残留一些灰份物质，这些物质会在气化炉的高温中熔融，熔渣和热量汇聚，合成了气体，然后结合离开气化炉的燃烧室部分，经由反应室，进入气化炉下段的激冷室。这些气体在激冷室中将被极寒温度降低到200摄氏度左右，熔渣会立即固体化，然后生成大量的水蒸气，经水蒸气饱和后带走了灰份，从激冷室的排出口派排
出。
需要进行变换的水煤气在预热器中加入一部分进行换气和换热步骤，然后进入模拟的变换炉，这部分水煤气在经过煤气化工段后，自身携带了不少的水蒸气，变换炉中的催化剂进行催化作用进行变换反应，在第一部分结束后，另一部分的水煤气也进入变换炉，变换炉这时就会需要新的高温气体，模拟的变换工段里加入了预热装置，提前储存并加热生成高温气体，然后连入变换炉中与另一部分的水煤气进行变换反应，然后进入气液分离器进行分离，分离成功后的气体将进入低压蒸汽室内降温，再次进入气液分离器进行分离，再喷入冷水来清洗掉气体中的三氢化氮，最后气体进入净化系统，生产气态甲醇。
精馏工段的流程为四塔工作方式，首先甲醇气态材料在预热器中进行高温加热，再传输进预塔中部，在这里去除粗甲醇里的残留溶解气体与二甲醚等，这些属于低沸点物质。在加热后，气体进入冷却器进行气体降温，形成甲醇蒸气后进入预塔的回流管道。甲醇蒸气在经过回流后进入换热器，加热后进入加压塔，甲醇在加压塔中进行冷凝化处理，其中小部分送回加压塔顶部作为回流液。剩余的甲醇气体进入精度甲醇管道，最后由加压塔提供压力与热量，将冷凝的高精度甲醇视需求定制成液态或固态储存，然后将杂质或者甲醇残留物通过排污口排入废水处理器进行净化提取处理。
参考文献：
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经化学方法将煤炭转换为气体、液体和固体产品或半产品，而后进一步加工成化工、能源产品的工业。
包括焦化、电石化学、煤气化等。随着世界石油资源不断减少，煤化工有着广阔的前景。
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。
在煤化工可利用的生产技术中，炼焦是应用最早的工艺，并且至今仍然是化学工业的重要组成部分。
煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源，有利于提高人民生活水平和环境保护；煤气化生产的合成气是合成液体燃料等多种产品的原料。
煤直接液化，即煤高压加氢液化，可以生产人造石油和化学产品。在石油短缺时，煤的液化产品将替代目前的天然石油。
煤化工开始于18世纪后半叶，19世纪形成了完整的煤化工体系。进入20世纪，许多以农林产品为原料的有机化学品多改为以煤为原料生产，煤化工成为化学工业的重要组成部分。第二次世界大战以后，石油化工发展迅速，很多化学品的生产又从以煤为原料转移到以石油、天然气为原料，从而削弱了煤化工在化学工业中的地位。煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品。焦化是应用最早且至今仍然是最重要的方法，其主要目的是制取冶金用焦炭 ，同时副产煤气和苯、甲苯、二甲苯、萘等芳烃。煤气化在煤化工中也占有重要的地位，用于生产城市煤气及各种燃料气 ，也用于生产合成气 ；煤低温干馏、煤直接液化及煤间接液化等过程主要生产液体燃料。
1煤化工企业安全生产
1.1煤化工安全生产的必要性
安全生产是煤化工企业生产活动中一项常规性检查指导工作，是企业发展的根本，煤化工企业建立全面完善的安全生产制度至关重要，煤化工安全生产管理活动对人民群众的生命财产安全有着直接影响，对改革发展与社会稳定的大环境建设也至关重要，大力开展化工生产管理工作，有效保证群众生命安全，符合最广大人民的根本利益。企业生存与发展的关键性问题，安全生产管理工作存在欠缺，会导致煤化工生产中存在的安全隐患不能及时排除，会造成伤亡事故，导致职业病，可能会危害劳动者的安全健康，导致生产遭受很大损失。为维护企业长期稳定发展，推进社会主义市场经济建设，必须开展煤化工安全生产以及劳动保护工作。
1.2煤化工企业安全生产中存在的不足
1.2.1安全生产意识不强
我国煤化工行业安全管理工作存在很多不足，部分煤化工行业过分追求经济效益，将安全生产当作口号，并未认真贯彻执行，安全生产管理相关规范缺乏执行，思想轻忽，安全事故频发。
1.2.2安全生产管理制度不健全
安全生产管理制度不健全是煤化工企业安全生产活动中的一个重大不足，安全生产管理制度是化工企业安全生产活动顺利开展的根本保证，但部分化工单位没有严格的安全生产管理制度，有些单位虽有安全管理制度但相关条目过于笼统，缺乏有效的贯彻和执行，并且没有相关负责人，执行偏差较大。
1.3煤化工企业安全生产的相关要求
煤化工企业安全生产活动与石油化工安全生产活动既有相同点，又存在一定差异，有煤化工企业自身的特有要求。首先，必须遵循生产工艺规程进行操作，严禁在超温、超压、超负荷的工矿下进行生产，不能擅自更改工艺指标，不能在生产系统上进行实验性操作，生产厂区内严禁吸烟喝酒、严禁将烟火带进生产区内。生产区内不能设置吸烟室，要进一步加强生产车间烟火管控力度，不能使用有明火、不防爆电热源，建设完善、安全的生产系统和生产安全指挥系统，车间生产人员在工作期间采用岗位责任制度，建立检查制度和交接班制度，明确指挥人员权责，保证其能够进行正确决策，要求指挥正确有效，不能出现违章指挥和盲目智慧。生产一线人员要坚守岗位，服从统一调度安排，禁止脱岗、串岗、睡岗，安全生产管理人员需要按照规定配置，组织安全生产专项培训，在获得职业资格证书后才能从事生产经营中的安全生产管理工作。
2煤化工生产企业监督管理
2.1增强安全意识，进一步加强安全教育
煤化工生产基地生产的相关管理人员必须牢固树立安全意识，对员工进行系统性的安全教育，使员工在工作中时刻注重安全，养成良好的安全习惯，在煤化工生产过程严禁“三违”工作，严格按照安全规范操作，工作人员在工作中必须身穿紧扣工作服，穿防滑鞋，佩戴安全帽，确保各项安全措施执行到位。注意恶劣环境条件对施工的影响，遇到大风、大雨、大雾、大雪天气时，应立即停止作业，确保人员安全。要保持工作和施工范围内的清洁有序，要注意保管随身携带的各项工具。
2.2严格安全规范，加强监督检查
制定作业安全防护规范，实现管理流程的进一步细化，保证安全管理工作有章可循，同时需要进一步强化煤化工安全生产工作人员的安全防护监督检查工作，在化工生产工作的各个环节开展安全防护工作，保证煤化工工作人员清晰认识安全防护的重要性，将安全防护工作作为煤化工生产的常规工作，专职人员每天按时到现场监督检查、不定期对生产现场进行综合检查，及时发现安全隐患，把安全问题消除源头上，落实责任制度，确保安全生产作业安全。作业人员上下脚手架应走专用通道，从规定的通道上下，不得在阳台等非规定的通道攀登翻跃，确保人员安全。
2.3建立科学高效安全管理机制
各级领导应以身作则，把安全生产管理的各项规章制度落实到具体工作中，结合企业实际，建立健全“安全生产星级考核办法”和“三违考核办法”，改变把是否发生事故作为衡量工作好坏的评价模式，将定性描述转化评先评优，固定检查考核，实行严格考核制度。
水煤浆气化技术论文篇二
德士古水煤浆气化技术的特点及应用
【摘要】水煤浆气化技术在我国由来已久，近年来，德士古水煤浆气化技术在我国的发展更为的迅速，其技术应用的范围也在不断的扩大，德士古水煤浆气化技术具有很多优点，因此，其应用还有待于进一步开发。本文将从以下几个方面来分析德士古水煤浆气化技术的特点及应用。
【关键词】德士古水煤浆气化技术;特点;应用;分析
中图分类号：X752 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
目前，国内水煤浆气化的应用还存在一定的问题，选用何种技术成为了主要的关注点，因此，研究德士古水煤浆气化技术的特点及其在我国的应用具有很深远的现实意义。
二、煤气化原理及发展趋势
1、煤气化的原理
煤的气化反应是指气化剂(空气、水蒸气、富氧空气、工业氧气以及其相应混合物等)与碳质原料之间以及反应产物与原料、反应产物之间的化学反应。在气化炉内，煤炭要经历干燥、热解、气化和燃烧过程。
(一)湿煤中水分蒸发的过程：
(二)热解(干馏)是煤受热后自身发生的一系列物理化学变化过程。一般来讲，热解的形式为：煤 煤气(CO2，CO，CH4，H2O，H2，NH3， H2S)+焦油+焦炭
(三)气化与燃烧过程。仅考虑煤的主要元素碳的反应，这些反应如下：
a.碳-氧间的反应;
b.碳-水蒸气间的反应;
c.甲烷生成反应;
需要指出的是，以上所列诸反应为煤气化和燃烧过程的基本化学反应，不同过程可由上述或其中部分反应以串联或平行的方式组合而成。
2、煤气化技术的发展趋势
现代煤炭气化技术发展趋势如下：
(一)气化压力向高压发展。气化压力由常压、低压(<1.0MPa)向高压(2.0-8.5MPa) 气化发展，从而提高气化效率、碳转化率和气化炉能力。
(二)气化炉能力向大型化发展。大型化便于实现自动控制和优化操作，降低能耗和操作费用。
(三)气化温度向高温发展。气化温度高，煤中有机物质分解气化，消除或减少环境污染，对煤种适应性广。
(四)不断开发新的气化技术和新型气化炉，提高碳转化率和煤气质量，降低建设投资。目前碳转化率高达98%-99%，煤气中含CO+H2达到80%-90%。
(五)现代煤气化技术与其他先进技术联合应用。
(六)煤气化技术与先进脱硫、除尘技术相结合，实现环境友好，减少污染。
三、国内应用上存在的问题与解决措施
1.存在的问题
(一)气化效率仍然低
当前在国内，在燃烧上多采用单喷嘴直喷的模式，像德士古炉，而华东理工大学则采用多嘴对喷，后者的改进虽然增强了利用的效率，但是其对耐火砖的损坏也相应的加大了。在整个气化装置中，采用单个喷嘴时，其容量受到了限制，这就制约了水煤浆气化的转化效率。当采用多对喷嘴时，喷嘴的寿命也同时受到了考验，在雾化方面的效果仍然不能得到完全的控制。
(二)耐火砖的寿命短
水煤浆中本身存在34%左右的水，它的存在会吸收大量的热，在转化过程中，反应的进行使得化学平衡容易遭受破坏，因此，在设计上安排了耐火砖来作内衬。耐火砖专为改善水煤浆气化而来，所以，好的耐火砖将会对气化产生重要的作用。而在实际转化过程中，耐火砖十分容易损坏，当转化炉的操作温度过高时，它将直接烧坏耐火砖。
(三)煤炭质量的影响在现今的转化中，煤浆的混合制成，也对煤中含灰量和灰熔点有着特定的要求，当煤的质量不能满足水煤浆的合成时，其气化的效果将降低，同时，在进一步的燃烧中，由于可燃物含量的低下使得将要获得热能减少。
四、德士古水煤浆气化技术工艺
水煤浆制气的德士古工艺见图 1：
五、德士古水煤浆气化技术特点
德士古加压水煤浆气化工艺与第一代煤气化工艺相比,主要是提高了气化压力和温度,从而改善了技术经济指标。扩大了煤种的适应范围,该气化炉属于喷流气化,以水煤浆方式进料,其气化压力为2.0~8.5MPa。
主要工艺特点如下:
1、煤种适应性强,主要以烟煤为主,对煤的活性没有严格要求,但对煤的灰熔点有一定要求。
2、水煤浆用泵连续输送,故气化炉操作稳定性好,输送方便并有利于环境改善。
3、碳转化率高达96%以上,排水中无焦油、酚等污染环境的副产物产生,同时煤气中甲烷含量低,是较为理想的合成原料气。
4、气化在加压下进行,气化强度高,设备体积小,布置紧凑而且能耗较低。
5、气化炉内无转动部件,其结构简单、可靠。
6、气体在气化炉内停留时间短,仅为几秒钟,因而气化操作弹性大。
7、气化炉高温下排出之熔渣性能稳定,对环境影响小。
德士古水煤浆气化技术,与无烟煤间歇气化及鲁奇(Lurgi)气化技术相比具有明显的优越性。该法常以灰融点低活性较好的煤质为主,对煤种有较宽的适应性。适宜于作生产合成氨和甲醇的原料气。因而该技术引入我国以后,引起合成氨企业及各界人事的普遍关注。
六、德士古水煤浆气化的应用
目前我国采用该技术的在运行装置有20多家。鲁南化肥厂、上海焦化厂、陕西渭河化肥厂、安徽淮南化工厂和黑龙江浩良河化肥厂是国内使用德士古水煤浆气化炉较早的厂家，德士古水煤浆气化炉的部分应用情况见表 1。
表 1 德士古德士古水煤浆气化的应用状况
七、水煤浆气化工艺前景展望
德士古加压水煤浆气化技术虽然是比较成熟的煤气化技术，但从已投产的水煤浆加压气化装置的运行情况看，由于工程设计和操作经验的不完善，还没有达到长周期、高负荷、稳定运行的最佳状态，存在的问题还较多。
1、气化炉烧嘴运行周期较短，一般不超过 3 个月，这是造成德士古装置必须有备炉的主要原因;
2、耐火砖使用寿命国产约 1 a，进口约 2 a，导致维修费用较大;
3、单烧嘴制气，操作弹性较低;德士古加压水煤浆气化炉耐火砖的寿命问题仍然是一个难题，对于德士古水煤浆气化炉烧嘴的问题已有一些新的气化炉将单喷嘴改为对置式多喷嘴，可以增加热质传递，并且能提高碳的转化率。目前由兖矿集团有限公司、华东理工大学共同承担的国家高技术研究发展计划(863 计划)重大课题“新型水煤浆气化技术”就是将单喷嘴水煤浆气化炉改为对置式多喷嘴水煤浆气化炉，并配套生产甲醇和联产发电。多喷嘴对置式水煤浆气化技术含水煤浆制备工序、多喷嘴对置式水煤浆气化和煤气初步净化工序、含渣水处理工序。
多喷嘴对置式水煤浆气化技术自动化程度高，全部采用集散控制系统(DCS)控制，特别是氧煤比完全可以投自动串级控制。工业运行证实，该装置具有开车方便、操作灵活、投煤负荷增减自如的特点，操作的方便程度优于引进水煤浆气化装置。多喷嘴对置式水煤浆气化技术已被工程实践证实完全可行，工艺指标也极为先进，对初步的运行结果统计表明：有效气 CO+H2≥82%，碳转化率≥98%。通过工业化规模的气化炉的示范运行，我国在水煤浆气流床气化技术方面将达国际先进水平，具有自主知识产权的大型煤气化技术。
随着机械化采煤的发展，粉煤产率也在增加，利用此项技术可以解决粉煤的利用问题，也可以解决煤炭在洗选过程中产生的大量煤泥，利用水煤浆气化技术联合循环发电也具有广阔前景。今后煤化工的更多机会是发展新型煤化工，即煤制甲醇、煤烯烃、二甲醚和煤制油，煤气化生产甲醇及其下游产品的开发和 IGCC 联合发电也是新型煤化工的一个发展方向。新型煤化工将成为今后煤化工产业的发展主题。
八、结束语
在我国今后的水煤浆气化的发展过程中，可以更加深入的分析德士古水煤浆气化技术，通过充分利用其优势来提高其使用效果，从而提高我国水煤浆气化技术的整体质量水平。
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看了“水煤浆气化技术论文”的人还看：
1. 煤气化技术论文
2. 煤气化技术论文(2)
3. 煤炭气化技术论文(2)
4. 洁净煤燃烧技术论文
5. 大气污染控制技术论文
