煤的气化发展简介？

煤炭地下气化的发展历程~

英文名称：Underground Coal Gasification地下煤炭气化的设想，最早由俄国著名化学家门捷列夫于1888年提出，他认为，“采煤的目的应当说是提取煤中含能的成分，而不是采煤本身”，并指出了实现煤炭气化工业化的基本途径。 自上世纪30年代以来，美国、德国、原苏联等主要产煤国均大力投入这一领域的技术研究，取得了大量的科研成果，储备了煤炭地下气化的一些关键性技术。我国自1958年以来开始进行自然条件下煤炭地下气化试验，1980年以后，先后在徐州、唐山、山东新汶等十余个矿区进行了试验，初步实现了地下气化从试验到应用的突破。

早在20世纪20年代，美国就已开始采用煤炭气化装置生产气态燃料。30年代初，美国有11000台煤炭气化装置进行生产。二次大战后，因受廉价石油和天然气的影响，煤炭气化工厂纷纷停工和倒闭。70年代以后美国又开始积极研究煤炭气化技术，尤其是煤炭气化发电技术。
美国的煤炭气化技术有移动床气化装置、流体床气化装置、夹带气化装置三大类。煤炭的综合气化装置具有第二代气化技术的特点，能保证发电厂机组发电能力达到100～300兆瓦，可与现有的商业性发电厂竞争。配备现有燃气轮机的综合气化联合循环系统与常规煤蒸汽发电厂相比，前者效率更高，热耗更小，投资费用更少。美电力研究所和电力工业部门因此在加州巴斯托附近建造一座100兆瓦的煤炭气化发电厂。这种方式将成为世界各国极为有利的选择方式。

煤炭气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。
　　如图：
　　气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型，即非均相气－固反应和均相的气相反应。
　　不同的气化工艺对原料的性质要求不同，因此在选择煤气化工艺时，考虑气化用煤的特性及其影响极为重要。气化用煤的性质主要包括煤的反应性、粘结性、结渣性、热稳定性、机械强度、粒度组成以及水分、灰分和硫分含量等。
　　煤炭气化工艺可按压力、气化剂、气化过程供热方式等分类，常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有：
　　1) 固定床气化：在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂由气化炉底部加入，煤料与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，煤料下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化；而实际上，煤料在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的称其为移动床气化。
　　2) 流化床气化：它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。
　　3) 气流床气化。它是一种并流气化，用气化剂将粒度为100um以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵打入气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。
　　4) 熔浴床气化。它是将粉煤和气化剂以切线方向高速喷入一温度较高且高度稳定的熔池内，把一部分动能传给熔渣，使池内熔融物做螺旋状的旋转运动并气化。目前此气化工艺已不再发展。
　　以上均为地面气化，还有地下气化工艺。
　　煤炭气化技术广泛应用于下列领域：
　　1）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。
　　2）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。
　　3）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。
　　4）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。
　　5）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。
　　6）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。它们与高效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%。
　　7）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。
　　8）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。

作为占我国能源资源70％的煤炭，能否加快推进煤炭气化产业，在减少环境污染的前提下释放更大的能效出来，这无疑对"十一五"发展规划的起步具有重要的战略意义。 　　目前，在国内火力发电是重头。据国家发改委副主任张国宝披露，截至去年，在国内总装机容量中，煤电占73.9％，水电占24.5％，核电占1.6％。至于可再生资源发电，其所占的比重微乎其微。 　　一份数据表明，煤炭火力发电站的能源利用率一般为48％至50％，使用煤炭气化发电技术可把能源利用率提高大约几个百分点到十几个百分点不等。而煤炭气化过程中产生的氮氧化物和硫化物等有害气体也将比直接燃烧煤炭减少20％以上。 　　我国煤炭气化的正式起步始于上个世纪80年代。当时，在徐州、唐山、山东等10余个矿区先后进行试验。从2000年起，山东新汶矿务局煤炭气化步入产业化应用，实现了连续稳定生产中热值煤气，供民用及内燃机发电。此前唐山刘庄煤矿煤气主要用于工业锅炉燃烧。 　　一般说来，煤炭气化分为地上与地下气化两种。前者以煤炭作为原料，以氧或氢作气化介质，控制氧化程度，使煤炭转化成为一氧化碳、氢和甲烷等可燃性气体。后者的原理与前者基本一致，区别仅在于是在未经开采的煤层中进行。 　　由于地下气化集建井、采煤、地面气化三大工艺为一体，通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体，可作为燃料、化工原料、城市煤气或用于提取氢气与建设坑口电厂发电，具有安全性好、投资少、效益高、污染少等特点，目前深受世界各国重视。 　　从目前进展看，我国地下气化技术仍处于工业试验阶段，不尽如人意。专家分析指出：产业化进程停滞，技术难题尚未破，政策措施不到位，这三大问题是导致上述结果的直接原因。 　　煤炭地下气化的目的在于应用和产业化。近几年来，国内不少企业，这其中不乏煤炭的大型企业，纷纷看好煤炭地下气化技术，但煤炭价格的不断飚升，效益唾手可获，因此"继续挖煤"，不愿意冒太大的风险，投资止步不前。 　　据调查，煤炭地下气化在实现商业化前必须攻克五大难点，这就是气化炉型与结构、单炉产量服务年限与成本、提高煤气质量与数量、地下气化炉密闭与安全、地下气化炉气化工艺测控。 　　对地下气化的研究，一般需要建立煤炭气化试验研究基地。选择1～2个有代表性的煤种（烟煤、无烟煤等）、煤层（厚度、倾角等）和用户（民用燃料、发电、化工原料）作为试验基地，开展多项技术攻关与研究。但缺乏支持力度，尚为空白。 　　相关资料显示，在国际上，煤炭地下气化技术，俄罗斯、美国、德国和日本处于领跑者的地位。 　　据悉，美国的煤炭气化技术现拥有移动床气化装置、流体床气化装置、夹带气化装置三大类。而煤炭的综合气化装置具有第二代气化技术的特点，能确保发电厂机组发电能力达到100兆瓦至300兆瓦，可与现有的商业性发电厂竞争。 　　开发煤炭气化复合发电技术是日本电力公司的主攻方向。这是指首先在气化炉里用1600℃到1800℃的高温把煤炭气化，使之推动燃气轮机发电；然后，再利用废气废热制造水蒸气，推动蒸汽轮机发电。 　　据统计，我国排放的二氧化硫的90％、氮氧化物的70％来自燃煤，这其中50％左右来自火电厂，电厂每发1000瓦时火电向大气中排放0.1公斤二氧化硫。在去年，其排放总量接近1600万吨。按此速度，到2025年前后，我国二氧化硫排放量将超过美国，居全球第一。 　　为此，专家再次发出呼吁，煤炭深加工及煤炭气化刻不容缓，它不仅是我国未来能源产业的重要出路，更是当前减少大气污染的重要途径

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定日县17225497749： 煤炭气化技术的介绍 - ？
焦幸康立： 煤炭气化技术是一种将煤转换成可燃气体的化工科技.是国家新型能源战略公关技术,是国家提倡的洁净煤技术.目前我国运用的煤炭气化技术主要是运用煤气发生炉进行煤气转换.目前中小型企业运用的煤炭气化技术主要是碳煤气化技术,也就是通常说的煤气发生炉,煤气发生站,主要通过煤气发生炉供应可燃烧的煤气进行产品的加热加工等.比较大型的有粉煤气化技术,也称为粉煤气化煤气发生炉,新型粉煤气化炉由粉煤烘干系统、制粉系统、燃烧室、气化室、净化室、冷却系统等组成.采用高温裂解技术制取煤气.

定日县17225497749： 煤炭气化包含哪些内容,各有什么特点? - ？
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定日县17225497749： 采煤方法的发展趋势 - ？
焦幸康立： 地下气化煤炭地下气化就是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧.通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程.该过程集建井、采煤、地面气化三大工艺为一体.变传统的物理采煤为化学采煤,因而具有安全性好、投资少、效益高、污染少等优点.深受世界各国的重视.被誉为第二代采煤方法.早在1979年联合国“世界煤炭远景会议”上就明确指出,发展煤炭地下气化是世界煤炭开采的研究方向之一,是从根本上解决传统开采方法存在的一系列技术和环境问题的重要途径.

定日县17225497749： 煤炭气化的煤炭气化原理 - ？
焦幸康立： 煤气化原理气化过程是煤炭的一个热化学加工过程.它是以煤或煤焦为原料,以氧气T (空气、富氧或工业纯氧)、水蒸气作为气化剂,在高温高压下通过化学反应将煤或媒焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程.气化时所得的可燃气体...

定日县17225497749： 煤炭气化的内容 - ？
焦幸康立：[答案] 煤炭气化是指煤在特定的设备内,在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应,将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程.煤炭气化时,必须具备三个条件,即气化...

定日县17225497749： 什么是煤炭地下汽化? ？
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定日县17225497749： 煤制气的简介 - ？
焦幸康立： 生产的煤制气的主要组分和含量:(1)主要成分:CO2、CO、H2、CH4、H2O、H2S、N2、焦油、油、石脑油、酚、腐植酸等(煤质不同成分也不同) (2)含量:H2,38%:CO,17%:CO2,29%:O2,小于0.4:N2+Ar,0.5:CH4,13%:H2S,0.4%

定日县17225497749： 煤的气化主要化学方程式 - ？
焦幸康立： 煤的气化是一个很复杂的过程 煤气化过程的两类主要反应:燃烧反应和还原反应 有加空气气化,叫空气煤气 有加水气化的,叫水煤气 有空气或富氧和水共同气化的,叫混合煤气 发生的主要反应方程式有 C+O2=CO22C+O2=2CO C+H2O=CO+H2 C+2H2O=CO2+2H2 CO+H2O=CO2+H2 CO+3H2=CH4+H2O 还有很多中间反应

定日县17225497749： 煤转汽的主要原理? - ？
焦幸康立： 煤转气主要通过两条路线:煤焦化和煤气化.1)煤焦化方法是:把煤放在隔绝空气的环境下加热到1000摄氏度左右(干馏),煤变成焦炭和煤气.焦炉煤气的主要组成是H2、CH4、CO、CO2等.2)煤直接气化:气化方法很多,高温下与水蒸汽反应生成的煤气叫水煤气,主要成分是H2、CO、CH4等;与空气反应的煤气叫发生炉煤气,主要成分是CO、CO2等;与水和空气发生反应的煤气叫混合发生炉煤气,主要成分是H2、CO、CH4、CO2等;还有半水煤气等等.按照操作压力分,可分为常压气化、加压气化等.

定日县17225497749： 煤化工把煤都加工成什么 了 - ？
焦幸康立： 煤可为能源、化工和冶金提供有价值的原料.以煤为原料,经过化学加工转化为气体、液体和固体燃料及化学品的工业,称为煤化学工业(简称煤化工,chemical processing of coal).煤化工始于18世纪后半叶,19世纪形成了完整的煤化学工业...