第二章煤炭气化原理.pptVIP

由上表可见，反应式在温度为700～1700°C范围内时，可见，三个方程中反应物几乎完全反应，即以上三个反应是不可逆的。而式却不同 从kp3可见，在煤气发生炉中可能的温度变化范围内，其平衡常数的对数值，在正、负值之间变动，即其平衡组成中的CO和C02的相对含量，随平衡时温度的不同变化很大。 平衡常数与温度的关系 如平衡时气体总压为p，各组分的分压分别为pco和pCO2．设气体中只有CO和C02两种气体， CO的物质的量的分率为x，则pco=px，pco2=(1-x),由此可得kp。： 平衡常数与压力的关系 由此可计算出不同压力、不同温度下的X值，即可求出平衡时CO、CO2的组成。 平衡时CO、CO2的组成的计算 CO2平衡转化率的计算 工业生产中如果以空气为气化剂，因而与空气中的氧同时进入煤气发生炉的还有氮气。由于氮气的存在，稀释了气体混合物中一氧化碳与二氧化碳的浓度，也就是降低了它们的分压，因此，平衡向生成一氧化碳的方向移动。 CO2平衡转化率 《煤炭气化工艺》 第二章 煤炭气化原理 第一节 煤炭气化方法 第二节 煤炭气化原理 掌握煤炭气化方法、煤炭气化原理 熟悉与理解气化过程的理论基础与煤气平衡组成的计算 了解地下气化 知识目标 能掌握煤炭气化反应 会判断实际用煤气化时的主要影响因素 会解释T、P对气化的影响 能力目标 是获得基本有机化学工业原料的重要途径 是煤或煤焦与气化剂(空气、氧气、水蒸气、氢等) 在高温下发生化学反应将煤或煤焦中有机物转变为煤气的过程 一个复杂的多相 物理及 化学过程 煤的气化 煤气 定义：气化剂通过炽热固体燃料层时，所含游离氧或结合氧将燃料中的碳转化成的可燃性气体。 煤气的有效成分：为一氧化碳、氢气、甲烷等 用途：其可作为化工原料、城市煤气和工业原料。 煤炭气化设备 2-1煤炭气化方法（一）气化技术 气化技术 地面气化 地下气化 将煤从地下挖掘出来后再经过各种气化技术获得煤气的方法称地面气化。 煤炭地下气化，就是将埋藏在地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学反应而产生可燃气体的过程。 其过程集建井、采煤、气化工艺合二为一，将传统的物理采煤方法转变为无人无设备的化学采煤方法，省去了传统的采煤机械设备和地面气化炉笨重复杂设施。 其生产煤气具有安全性好、投资少、见效快、污染少、效益高等显著优点，深受世界各国的重视，被誉为第二代采煤方法。 建地下气化炉的两种技术途径 钻井式建地下气化炉技术 巷道式建地下气化炉技术 在正开采或废弃的煤矿井中可启建地下气化炉，由人工掘进的方式在煤层中建立起气化巷道，并在进气孔底部巷道壁筑起一道密闭墙（促使定向燃烧煤层），便可将密闭墙前面的煤炭点燃。单套炉由气化通道进气孔、辅助孔和出气孔组成，气化通道于同一煤层内连通各孔。但该技术人工竖井深度受限，因受煤层的地应力和煤层温度制约。 即采用常规的油气井钻井技术，钻一口一般的长祼眼水平井段，与另外的二口直井于同一煤层内以洞穴式相连通。单套地下气化炉仍由气化通道、进气孔、辅助孔和出气孔等组成。将进气孔底部的气化穴煤炭点燃，鼓入汽化剂促使连续气化煤炭，由辅助孔鼓入氢气，气化通道内仍有氧化带、还原带和干馏干燥带出现。此种建地下气化炉技术于国外多采用，但国内的辽河油田于2005年内成功建起了首座钻井式地下气化炉，开创了国内建地下气化炉新阶段。但因钻井井径受限，制约着单套炉规模化开采 煤炭地下气化开采能有效地利用矿物能源资源，毕竟国内井工可采煤炭含量仅占煤炭资源储量的11.43%，地下气化开采就是有效利用资源的途径。 目前山东、山西、内蒙古、贵州、河南、四川、辽宁等地区都在引入煤炭地下气化技术，使“报废”的煤炭资源得到充分利用。 煤气组成为：φ（C02）：9％～11％； φ （CO）：15%～19％； φ （H2）：14%～17％； φ （CH4）；1 4％～1 5%； φ （O2）：0. 2％～0．3％； φ （N2）：53％～55％。 地下气化的概况 煤炭地下气化原理 （二）地面气化技术的分类 其原理如图 此过程的反应式如下： 煤在气化过程中不需外界供热，而是利用煤与氧反应放出热量来达到反应所需温度，即燃烧一部分气化所用燃料，将热量积累到燃料层里，再通入水蒸气发生化学反应制取煤气。 传热方式 外热式 内热式 是指利用外部给气化炉提供热量的过程。 其热源可由加热外部炉壁来加热燃料，炉壁需选用耐火度高且导热性好的材料； 同时也可用高度过热水蒸气(1100 ℃)； 另外也可用加热水蒸气和粉末燃料的混合物到1100℃．达到水煤气反应温度。 其原理如图所示 加氢气化 气化介质 富氧气化 纯氧气化 水蒸气气化 （二）地面气化技术的分类 气化剂是富