煤气化工艺论文大全11篇

煤气化工艺论文篇（1）

中图分类号:TQ53 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0119-01

1焦炉煤气

1.1 焦炉煤气的组成与杂质含量

一般焦炉煤气的主要成份为H2、CO、CH4、CO2等,各成份所占比例如表1所示。

同时也含有一些杂质如表2所示。

1.2 焦炉煤气的利用

焦炉煤气是极好的气体燃料,同时又是宝贵的化工原料气,焦炉煤气被净化后可以作为城市燃气来使用,从其成份上来看也是制造甲醇、合成氨、提取氢气的很好的原料。

2焦炉煤气制甲醇的基本工艺流程

如图1所示,为焦炉煤气制造甲醇最基本的工艺流程,净化与转化在整个焦炉煤气制甲醇流程中的关键技术。

3焦炉煤气的净化工艺

焦炉气的净化总的来说有三大步骤:(1)焦炉气经过捕捉、洗涤、脱酸蒸氨等化工过程,将有害的物质脱除到甲醇合成催化剂所要求的精度,进入焦炉气柜;(2)脱硫,分无机硫的脱除和有机硫的脱除,具体的方法根据系统选择工艺方案而改变;(3)焦炉煤气的深度净化,在精脱硫后再深度脱除氯离子和羰基金属,防止其对甲醇合成催化剂的毒害。

脱硫工艺技术方案:(1)几乎全部的无机硫和极少部分的有机硫能够在焦化厂化产湿法脱硫时脱掉;(2)绝大部分的有机硫的脱除采用的是干法脱除,具体的有分为4种:吸收法、水解法、热解法和加氢转化法,其中水解法和加氢转化法在国内外化工工艺上用的最为普遍。

4焦炉煤气的烷烃转化技术

目前具体的方法有:蒸汽转化工艺、纯氧非催化部分氧化转化工艺、纯氧催化部分氧化转化工艺。

4.1 蒸汽转化工艺

其原理类似于天然气制甲醇两段转化中的一段炉转化机理,不过考虑到焦炉煤气的甲烷含量只有天然气的1/4,所以在焦炉煤气制造甲烷的实际工艺选择中,该方法一般不被采用。

4.2 纯氧非催化部分氧化转化工艺

从理论上分析,该工艺具有以下几个优点:(1)该工艺能够生成的合成气比较接近于最佳氢碳比;(2)合成甲醇时循环气中含有的惰性气比例较小,便于节能减排;(3)该工艺在转化时没有催化剂要求,所以对原料气要求不是太严格,焦炉煤气转化前不需要进行深度脱硫净化;(4)非催化部分氧化转化工艺大大简化了脱硫净化过程,而且脱硫精度高,降低了原料气净化成本,转化过程中排放硫化物对环境的二次污染明显降低,是将来焦炉煤气净化与转化的发展方向。

但是由于技术上的问题,到目前为止尚没有非催化部分氧化转化工艺的商业化应用的先例,因此不采用纯氧非催化部分氧化转化工艺。

4.3 纯氧催化部分氧化转化工艺

降低转化温度,加入蒸汽参与烷烃转化,加入催化剂加快转化反应速度,这就是纯氧催化部分氧化转化技术。

如果原料气的总硫体积分数超标,可在催化部分氧化转化后接着串接氧化锌脱硫槽,使原料气从氧化锌脱硫槽中流过,促使合成气的总硫体积分数达标。与非催化部分氧化法相比,该转化工艺,燃料气和氧气的消耗不高,而且转化炉结构比较简单,造价相比而言较低,其规模化商业应用业绩显著,在目前焦炉煤气烷烃转化方案中应用最为广泛。

5合成气的氢碳比调整

如果新鲜合成气中氢碳比与理论值偏离较大,氢碳比过小时,容易发生副反应,同时催化剂易衰老;如果氢碳比过大时,单耗增加,这两种情况都需要调整。大量的实践和数据表明:新鲜合成气氢碳比调整在2.05～2.15之间最为理想,其合成效率高、原料的利用率最合理。从焦炉煤气各组分资源合理利用和成本角度考虑,通常采用补碳的方式来进行合成气的氢碳比调整的。具体实施时,有应该结合甲醇厂可利用的资源来选择“CO2补碳法”或“煤制气补碳法”。

6合成气中二氧化碳含量的确定

合成甲醇时,CO、CO2都与H2发生反应,所以,CO2也是有效原料气的一种。在合成甲醇过程中,适量的CO2能有效降低反应热,有助于保持铜系催化剂的高活性,催化剂的使用寿命被有效延长,同时还能够抑制副反应的发生,避免CO氧化为CO2,有效防止催化剂结碳;不过CO2的量如果过高,会降低甲醇产率。大量的理论研究和实践表明,控制合成气中CO2的体积分数在3%～6%之间甲醇产率的较高。

7甲醇合成与精馏工艺技术

7.1 甲醇合成工艺

根据合成压力,可以将甲醇的合成工艺分为高压、中压和低压法三种,焦炉煤气制甲醇合成技术全部为低压法。目前,国内外有多种低压法甲醇合成工艺,其原理大同小异,不同之处主要在于甲醇反应器的结构、反应热移走及回收利用方式、催化剂性能。

7.2 甲醇精馏工艺(粗甲醇精馏工艺流程)

煤气化工艺论文篇（2）

前言

伴随着国内以及世界钢铁工业的迅速发展，对于炼焦产品的需求也在与日俱增，相关行业的产能迅速扩大，也带来了严重的资源浪费和环境污染，影响了国民经济的稳定健康发展。对此，为了加快炼焦产业结构的调整，实现产业的绿色发展，政府有关部门加强了对炼焦工艺的研究，并且制定了相应的行业准入条件。

1炼焦的概念

炼焦，是指在隔绝空气的条件下，将炼焦煤加热到1000℃，通过热分解作用和结焦作用，产生焦炭、焦炉煤气以及其他化学产品的工艺，是现代钢铁工业中一个非常重要的环节。炼焦得到的焦炭高温强度大、气孔率高，是高炉炼铁中一种非常重要的燃料，同时也可以作为还原剂、输送剂以及支撑剂等，而作为副产品的焦炉煤气发热值极高，可以作为加热炉和平炉的一种气体燃料，同样是钢铁工业生产中一种重要的能源组分。就目前的发展情况分析，炼焦生产通常需要用到焦炉以及相应的辅助设备，包括装煤、推焦、熄焦以及筛焦几个比较关键的环节。为了保证良好的生产效率，在每一个焦炉组中都会配备相应的装煤车、拦焦机以及电动车等，同时还设置有必要的焦台和筛焦站。最近几年，伴随着炼焦工艺的发展，其关键环节也出现了一定的变化，如煤捣固工艺、配型煤工艺以及煤预热工艺等，促进了炼焦效率以及焦炭质量的提高[1]。

2炼焦的生产工艺流程

2.1备煤

备煤主要是对炼焦煤的制备，主要是将从煤矿运来的煤制备成配比准确、质量均匀、粒度适中，能够满足炼焦要求的煤料，其一般流程包括了卸煤、贮存、配比、粉碎以及混合，在制备完成后，还需要将其运到焦炉贮煤塔进行存储。备煤环节对于炼焦的质量影响巨大，必须得到足够的重视。对于作业人员而言，必须强化煤炭的配比设计和混合处理，保证配煤的精准度，减少质量波动，以稳定焦炭的质量。

2.2炼焦

对于已经制备好的煤料，应该从煤塔中取出，利用装煤车运输到炭化室装炉。干馏产生的焦炉煤气会在经过集气系统后，进入到回收车间，进行相应的回收利用。而在经过一个结焦周期（由装炉到推焦，根据炭化室的宽度不同而有所差异，通常情况下为14-18h）后，使用推焦机，将炼制完成的焦炭经拦焦机推进熄焦车内，待熄焦完成后，放入到晾焦台上，进一步进行筛分和贮藏。炼焦车间一般包括两个炼焦炉构成的炉组，需要将其布置在同一中心线上，在中间搭设煤塔，以方便煤炭的运输。同时，熄焦塔与炭化室中心的距离不能低于40m，如果采用的是干法熄焦，则需要额外设置干熄焦站，在炼焦车间，还应该设置相应的管道系统和换向系统。

2.3煤气净化

煤气净化是非常复杂的，主要包括以下几个流程：（1）冷凝鼓风：炼焦过程中产生的荒煤气，夹杂有大量的焦油和氨水，如果直接排放，不仅会造成环境的污染，而且也是一种浪费，需要对其进行处理。在其沿吸煤气管道进入到气液分离器后，经气液分离后的荒煤气会进入到横断初冷器进行二段冷却，等待后续处理。（2）煤气脱硫：主要是去除煤气中的硫元素，减少污染成分。对于采用再生塔流程的工艺技术，可以不需要设置独立的再生塔和反应槽等，而对于采用喷射再生槽流程的工艺技术，则不需要设置独立的液封槽、反应槽以及富液泵等设备[2]。（3）硫铵工艺：在经过脱硫处理后，煤气会经过预热装置进入到饱和器中，分成两股，在饱和器前室的环境空间中，利用硫酸吸收煤气中的氨，然后再次合并，进入到后室，再次经母液喷淋，到达旋风式除酸器，对煤气中夹杂的酸雾进行分离，并将处理后的煤气送到终冷洗苯流程。（4）终冷洗苯：在经硫铵工艺处理后，煤气的温度在55℃左右，会首先进入到终冷塔中，进行二段冷而却，利用循环冷却水逆向接触煤气，将其温度降低到39℃左右，然后送入终冷塔的上段。在这个过程中，冷却水的温度会上升到44℃左右，在经下段循环喷洒液冷却器冷却到37℃后，可以循环使用。（5）脱萘流程：对于煤气中萘的处理，可以采用管式炉法连续脱萘工艺，经粗萘工段后，煤气的温度降低到了25℃以下，从底部进入洗萘塔下段，冷却至22℃后接触低萘贫油，对煤气中的萘进行吸收[3]。

3结语

总而言之，炼焦产业在现代钢铁工业发展的带动下获得了巨大的进步，炼焦的工艺技术持续提高，工业流程也在持续改进。本文对炼焦及其生产工艺流程进行了简要分析和讨论，希望能够为炼焦产业的健康发展提供一些帮助。

参考文献：

[1]田锁根.捣固炼焦的生产实践探讨[J].燃料与化工,2011,42(1):33.

煤气化工艺论文篇（3）

中图分类号TQ54 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）123-0125-02

0 引言

煤气化是指在高温条件下通过某种化学反应将煤或者煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。在煤气化过程中它所处的气化环境、转化方式以及煤炭自身条件等等都能影响煤炭气化转化率以及产生废气的多少。人们虽然对这方面谈论的较多，但在一些具体细节方面认识不够透彻。所以，根据要煤炭的自身特质和对环境污染的状况选择合理的煤气化工艺才能达到双赢的效果。

1 煤气化工艺

1.1 固定床气化工艺

固定床气化的技术要求：碎煤固定层加压气化采用原料颗粒为6mm～50mm，气化剂则选择纯阳或者水蒸气。有两种类型，间歇性气化和连续性气化，间歇性气化工艺操作单一且耗能大已经为时代多淘汰。而鲁奇移动床加压气化是固定床气化的先进代表，其属于连续性气化。其主要优势在于耗氧率低；加压气化生产能力高；劣性煤也可以达到气化的效果

1.2气流床气化工艺

气流床气化工艺主要以纯氧作为氧化剂，在一定温度下完成气化过程，排除其体重不含有焦油萘、酚等气体，有效气体含量高[1]。此种工艺的优势在于：合成的气体质量较高，工艺灵活，水煤浆气化炉一般情况下不宜气化褐煤即成浆困难，气化压力、生产能力高，产生的污染气体较少。有利就有弊，此工艺的不足在于为了避免使用助溶剂增加投资成本，要求煤灰熔点低（小于1300℃），含灰量低（低于10%～15%）。

1.3流化床气化工艺

粉煤流化床加压气化又名沸腾床气化，发展比较成熟，常见的煤气化工艺，该工艺直接采用0-6mm的碎煤作为原料，制作煤的方法简单，气化剂又可作为硫化介质使用，且炉内温度均匀分布。使用碎煤为原料的流化床工艺，一直备受国内外的关注。陆续开发了如高温温柯勒（HTW）、U-Gas等加压流化床气化。

2 煤气化工艺污染物处理的应用和比较

气化工艺会导致很多污染物的产生，在对这些污染进行处理的时候也具有不一样的难易程度。现在环境问题已经受到了大家的普遍关注，所以为了实现节能减排的目标，必须要重视针对气化工艺产生的污染物进行科学有效的处理。

1）灰水系统闪蒸汽是气流床气化工艺产生的主要废气，其主要的处理方式通常是对在变换工段对收集起来的灰水系统闪蒸汽实施汽提塔工艺处理；

2）固定床气化工艺会产生数量较多的废气，其中主要包括煤气水处理汽提气、煤气水分离膨胀气、灰锁泄压排气、煤锁、煤锁加煤排气。通常采用氮气吹出高空排放的方式针对煤锁加煤排气进行处理；煤锁卸压气往往具有较多的排放量，通常采用气柜收集的方式对其进行处理，可以作为燃料进行使用；

3）气流床气化工艺会产生渣池排出的细渣水、洗涤塔洗涤水、废水来源急冷水等，由于其具有较高的问题的温度的压力，但是并不含焦油以及氰化物等，并且具有较低的甲烷含量，所以在对其进行处理的时候相对比较容易，通常是采用投加絮凝剂沉降的针对其中的回水进行处理；

4）加压固定床鲁奇炉气化的废气当中往往存在较高的焦油、氨、氰等物质，所以在对其处理的时候往往采用设置酚、氨回收以及气水分离的方式，在将焦油、氨、氰等物质分离出来之后，可以对使其作为冷却水进行回收利用，然后送到污水处理站。在对其进行处理的时候往往具有复杂的实际运行过程，而且具有较高的运行成本，而且污水很难达到有效的处理效果。

在对煤气化工艺技术路线进行确定的时候，除了要以投资情况、产品链设定、装置规模、灰熔融性温度以及煤灰等煤质特性作为参考依据，同时也需要对运输条件、动力供应保证性、水资源以及煤炭资源等原辅材料进行充分的考虑，更为重要的是要兼顾到当地的环境承载力；比如如果建设的地区对水资源比较敏感，就不应该对气化工艺进行选择，该工艺往往会产生相对较大的废水量，而且具有较为复杂的水质，具有较高的氨氮等有害物，并且在对其进行处理的时候往往需要较大的成本，所以会在一定程度上影响到水环境。近年来，我国致力于灰熔聚气化技术、多元料浆气化技术、多喷嘴对置式水煤浆气化技术等技术的研究与开发，并且成功的运用到工业化装置中，其能够对清洁生产与环境保护的要求进行很好的贯彻，能够很好的保证我国今后的煤化工发展，具有更强的实用性，因此必将会得到十分广泛地应用。

3 环境保护分析

煤气化对环境造成的污染是不可避免的，虽然已经有很多专家在开发新能源，试图改变能源的单一性，减少因为煤气化对环境造成的污染，但我国的煤炭能源丰硕，长期处于大量开发的阶段，一时半会儿改变不了它处于主要能源的位置。每种煤气化工艺产生的污染物质都不相同，对环境的污染程度也不同。所以我们给出的处理方式要针对到各种情况，研究出更合理的治理污染的方案。治理是一方面，治标不治本，所以在选择煤气化工艺时就应该考虑全面，比如下下列一些因素：大气排放物、废水、有害化合物、需要燃烧掉的煤粉量、固态废物的有害组分、气化炉水分需要量。大气排放物是指CO，SO2，NOX和颗粒物以及甲醇，氨等，分析这个问题是，要考虑他的排除数量够不够成对环境的威胁，以及气象方面的问题；废水，设备运行过程中会产生无用的水，其中可能含有有害物质流入河流湖泊，所以在流入外界之前要进行处理，让其内含有的污染物减少。灰和熔渣是主要的固体废物，有些气化工艺产生的煤渣不能被淋溶，对环境造成污染，要选择恰当的工艺。

4结论

煤气化经过长时间的发展形成了三种气化方式，它们对煤炭质量和设备的的要求在都不相同，这些也是煤炭在选择煤气化工艺时要来考虑的因素。当然除了这些，煤气化工艺对环境影响的程度也是考虑的重点。通过各方的努力煤气化工艺的类别越来越多，都朝着高要求高标准发展，有了明显的环境效益和经济效益。但仍需继续努力研究更好的工艺，达到低耗高效。

参考文献

煤气化工艺论文篇（4）

中图分类号TQ53 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）106-0196-02

众所周知，丙烯和乙烯均是相当关键的有机化学工业原料，其中，乙烯工业更是评估一个国家石化工业发达程度的重要指标。近些年来，我国丙烯、乙烯工业取得了日新月异的发展，生产能力持续提高。然而，仍无法满足国内不断增长的市场需求，事实上，就当前来看，我国丙烯、乙烯的产生量仅占同期消费总量的一半多，与此同时，随着国际石油价格的与日俱增，采用石脑油裂解的办法生产出丙烯、乙烯的陈旧方式也面临着极大地挑战。目前，我国石油、天然气的资源总量稀缺，煤炭资源则比较丰富，丙烯、乙烯的生产能力暂无法达到使用需求的客观状况为煤制烯烃的发展提供了相对大的余地。在石油高价及日趋短缺的情形下，不失时机地加快煤制烯烃的发展，进而争取得到代替石油的化工原料，适当延展产业链，提升产品的综合附加值，对于维护我国能源安全有着深远意义。

1 煤制烯烃产业的发展现况简析

毋庸置疑，相较于石油资源，我国煤炭资源的总量更加庞大，1000m以内的煤炭储量达1万亿吨，占全球总储量的三分之一强，可开采总量超过1800亿吨。异常丰富的煤炭储量为我国煤化工的持续发展提供了扎实的原料来源，煤制烯烃产业势必成为能源规划的关键性方向，同时也是石化工业取得振兴的关键所在。现如今，我国正不断探索以煤制烯烃为中心环节的煤化工发展道路，取得了事半功倍的效果。国内众所科研院所均将煤制烯烃的研究纳入重点课题。经过多年扎实攻关，并汲取和借鉴国际上现有的MTO工艺，我国成功研发出新一代煤制烯烃的工艺路线，相较于传统工艺技术，其转化CO的成功率已达95%，节省50%～75%的运行与投入成本。

现如今，我国正在传统煤制烯烃工艺技术的前提下继续开发新一代甲醇制取煤制烯烃新技术，经由技术性能的日臻完善和优化，甲醇制取烯烃工艺技术得到了再次创新的机会。全新一代工艺技术每吨的烯烃产品耗费甲醇原料量同比下降了15%以上，凸显成本性和经济性。

另外，在煤制丙烯技术方面，我国也取得了相应的突破，截至目前，我国已研制成功世界领先的并具有自主知识产权的新一代MTP技术，国际首套流化床工业试验装置成功启动，其转换甲醇的概率高达99.9%，丙烯的选择性已突破67%。煤制烯烃科研示范项目的顺利完成，均表明我国已具备了相当成熟的煤制烯烃工业化技术，并且开启了国际高碳能源低碳化途径发展的新纪元，必定为煤制烯烃产业的跨越式发展奠定雄厚的基础。

2 煤制烯烃的工艺路线及产品特征

2.1煤制烯烃的工艺路线

以煤炭资源为原料并经甲醇制取低碳烯烃的工艺生产流程主要包含：原料煤同源自于空分单元的纯氧在仪器中会产生化学反应，进而生成粗合成气，一部分的粗合成气会经由CO转变后和尚未变换过的粗合成气进行混合，直入气体的净化单元。除去粗合成气内的一氧化碳和硫化氢等气体，紧接着再进入甲醇的合成单元产生甲醇，甲醇会在甲醇制烯烃设备中完成转换反应，顺利产生含有低碳烯烃成分的混合气体，经过多级别压缩后直入轻烯烃的回收单元中产生丙烯、乙烯，同时，随机产出混合的C5+和C4等产品。

2.2煤制烯烃的产品特征

相较于石脑油裂解产生烯烃的裂解气，甲醇制取低碳烯烃的产品气具备如下特征：甲烷和氢气的含量均低于10%，这样便能加速分隔乙烯；丙烯、乙烯的含量较高，通常甲醇制烯烃产品中的丙烯、乙烯含量均在70%以上；所含炔烃量相对较少；混合的C4+不包含丁二烯和甲苯等芳烃；不包含硫化氢；所生成的物质中包含较少的二甲醚和甲醇等含氧化合物。

依照上面煤制烯烃的产品特征，需选用恰当的产品气分离工艺技术，以制取得到聚合级别的丙烯、乙烯以及C5、C4等不同产品，为下游产品的后续加工供应充足的原料资源。

3 煤制烯烃下游产品的加工技术举例

3.1丙烯的加工技术要点

丙烯是国际消费量位居于乙烯之后的一类关键的基础性化工原料，2011年，我国丙烯生产能力突破1350万吨，而当年丙烯的消费量则达到1900万吨，并且截止现在，丙烯的产量及消费量仍呈现逐年递增的态势。丙烯在化学工业上的主要用途在于生产丙烯酸、异丙苯和丙烯腈等多种有机原料。依照煤制烯烃合成气及项目产品丰富的特征，应当重点顾虑到借助于丙烯制造异丙醇、聚丙烯及丁辛醇等产品。

以聚丙烯为例，截止到2012年底，聚丙烯已成为消费量仅次于聚乙烯的应用最为普遍的一类树脂，在吹膜、喷丝、涂覆等方面均有较高的应用价值，2010年，全球聚丙烯的产量已突破5200万吨，相应地，我国聚丙烯的产量及消费量也在逐年增长。聚丙烯的加工工艺有本体法、淤浆法和气相法等，淤浆法已被逐渐停用，目前占据优势地位的是本体法和气相法，比较有代表性的气相法工艺有Novolen工艺等，该工艺借由两个串联或并联的搅拌釜反应器，反应温度高达70℃～85℃，压强在2.1 MPa～3.1MPa，可产出无规共聚、均聚产品，工艺特征是能用共聚反应器制造均聚物。

3.2 混合C4的加工技术

甲醇制烯烃的整个过程中会附加产生接近5.5%的混合C4，与用石脑油裂解的办法制取乙烯不同，该混合C4不包含丁二烯，所含异丁烯的总量十分低，主要组成成分为丁烯-2、丁烯-1，经由加工将其转化成丙烯、乙烯或者另外具有高附加值的产品，进而削减煤制烯烃项目的成本。当前用到的技术工艺有烯烃裂解技术和烯烃歧化技术等。歧化反应主要是利用催化剂把烯烃混合物转换成新的烯烃混合物，例如2-丁烯、乙烯发生歧化反应之后会生成2分子的丙烯。

3.3乙烯的加工技术要点

毋庸置疑，乙烯是全世界范围内最为关键、最大的基础性有机化学工业原料，预计到2015年和2019年，全世界乙烯的产量将突破17000万吨和17500万吨。在2012年全球乙烯的消费比例中，聚乙烯耗费乙烯达到6900万吨，占耗费总量的60%以上。我国乙烯的下游产品主要乙二醇、苯乙烯和环氧乙烯等。

煤制烯烃行业的乙烯在后加工后以环氧乙烯、乙二醇和聚乙烯为最大消费量。作为我国消费总量最大的合成树脂基础化工原料，聚乙烯在我国的消费量呈现连年攀升的态势。当前，聚乙烯的合成工艺主要包含低压聚乙烯工艺和高压聚乙烯工艺，聚乙烯应用最为普遍的加工工艺有低压法、高压法和中压法三种。

4 结论

煤气化工艺论文篇（5）

中图分类号：TQ54 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）02（c）-0100-02

中国是世界上公认的产煤和用煤大国，中国一年煤的产量在10亿 t左右，其中大部分用于电力行业和私人使用，使用过程较为简单，一般为直接燃烧，通过煤化工进行产气的比较少。但是随着近年来国际油价不断攀升，天然气供应欠缺，我国的煤化工产业亟待发展。

1 煤气化技术概述

煤气化技术就是以煤作为原材料，采用各种化学反应和化学技术，在CO加H2合成各种化工产品，从而达到减少天然气、石油等稀缺资源消耗的目的，优化我国能源结构。现代煤气化技术中最为活跃的就是气流床反应器。气流床反应器是20世纪80年代以后随着洁净煤气化工艺的开发研究而发展起淼模它以干粉煤或者水泥浆作为反应原材料，进行单系列的大规模加压气化，从而大大促进了合成气产业化、规模化的进程，并且气流床反应器生产的合成气气化指标较好，是现代煤气化的主流技术之一。

现代煤气化过程一般分为3个步骤层次。第一层：煤合成气。将干粉煤和水泥浆等原材料经过部分氧化方法加工成为CO和H2的合成气；第二层：合成气加工；第三层：深加工。煤气化中的深加工以加工甲醇和烯烃的下游产品为主，产量较大，同时也是我国目前整个化工行业的支柱。

2 煤气化技术种类

目前，煤气化技术种类有几十种，该文采用按照煤气化炉分类的方式对煤气化技术进行研究，按照这种分类方式煤气化技术主要有3种，分别为固定床气化工艺、流化床气化工艺、气流床气化工艺。

2.1 固定床煤气化工艺

固定床气化炉目前常见的有U.G.I间歇式气化和鲁奇Lurgi连续式气化2种。

U.G.I间歇式气化炉历史较长，使用至今已有100多年历史。U.G.I间歇式气化以焦炭或者无烟煤为原材料，气化剂采用水蒸气或者空气，在常压下生产合成气。虽然该U.G.I间歇式气化炉已经使用了100多年，但是由于其在发展的100多年来改善较少，仍然沿用很多旧的技术手段，工艺落后，对原材料的质量要求也很高，产品质量和数量都有限，并且对环境的污染严重，所以该工艺在如今的时代背景下已经属于淘汰型工艺，大部分煤气化企业都禁止使用该工艺。

鲁奇Lurgi连续式气化是在U.G.I间歇式气化的基础上发展起来的，它以U.G.I间歇式气化的相关工艺为基础，由西德鲁奇公司于20世纪40年代开发出来，目前属于第一代煤气化工艺。鲁奇Lurgi连续式气化炉对煤气化原料要求较低，块状粘结性贫瘠煤即可，气化剂和U.G.I间歇式气化一样采用水蒸气或空气，在加压的条件下可以连续生产煤气。

2.2 流化床煤气化工艺

流化床煤气化工艺是介于固定床煤气化工艺和气流床煤气化工艺之间的一种煤气化技术。流化床煤气化工艺的第一个生产装置是在20世纪20年代德国制造成功的温克勒煤气化炉，但是该炉并未取得预想的效果，因为其存在很多缺点，比如气化压力低、容量小、碳转化率低等。后来人们针对温克勒煤气化炉存在的缺点进行了针对性改善，制造出了现代流化床煤气化工艺使用的HTW高温温克勒煤气化技术。

HTW高温温克勒煤气化炉对原材料要求较低，褐煤、长焰煤以及其他粘结性不强、化学反应较为灵活的煤都能作为煤气化原材料，原材料入炉粒度控制在0～10 mm即可。该煤气化工艺生产能力较强，其产量是相同规模、相同气压固定床气化炉的3～4倍，其单台耗煤量约为160 t/h。

2.3 气流床煤气化工艺

气流床煤气化工艺又分为干法气化和湿法气化2种。干法干煤粉气化技术主要有Shell工艺、GSP技术。湿法料浆气化技术有GE工艺、多元料浆气化技术等。

3 煤气化技术选择依据

现代煤气化技术的选择依据主要有煤质因素、煤气化技术指标以及下游产品需要3个因素。

3.1 煤质因素

我国煤的储量丰富、种类齐全，从褐煤到无烟煤都有一定量的储存，只是储量有差别。在煤结构的选择中，煤质不同会直接影响煤气化技术的选择，并且对于煤气化过程的工艺配置和产品也有很大影响。煤质因素主要包括以下几点。

（1）水分。水分不同使用的煤气化炉型也不同。水分含量为8%～10%时采用固定床煤气化技术。采用气流床和流化床时要求水分含量小于5%。如果是采用气流床对烟煤进行气化，要求原材料含水量小于2%。

（2）灰熔点、灰组成。灰熔点即灰分熔融时的温度，灰组成影响着灰熔点。

（3）成浆性。成浆性对湿法气化影响较大，成浆性好，气化指标就好。

（4）发热量。发热量即煤的热值。热值越高，单位煤量产出的气量就越大。

以上4个为影响煤质的主要因素，在进行煤气化技术选择时需要充分考虑这4点因素。

3.2 煤气化技术指标

煤气化指标主要包括以下几点，进行煤气化技术选择时应充分考虑这些因素。

（1）产气率。产气率是单位重量的原料产生的气体体积与原料重量的比，一般表示为m3/kg。产气率是进行煤气化技术选择时首先需要考虑的问题，它关系到投资方的效益问题，因此在进行技术选择时必须将各种煤气化技术的产气率进行比较分析。

（2）技术成熟与可靠性。进行煤气化产业化时必须选择技术成熟、可靠性高的技术。气流床湿法气化法在我国已有20多年的应用历史，技术较为成熟，可靠性高。气流床干法气化法在我国使用较少，但是正在积累使用经验，相比其他技术可靠性较高。

（3）消耗与成本。消耗与成本是指生产1m3（CO+H2）时使用的原材料、气化剂和电的量。

（4）三废排放及处理。煤气化过程可能产生废气、废水、废渣，先进的煤气化工艺产生的“三废”较少，处理方便，所以选择煤气化技术时要考虑到三废排放与处理。

（5）投资。企业在选择煤气化技术时还要充分考虑自身经济实力，根据具体实际情况选择合理的方法。比如同等规模的气化系统，采用Shell法、GSP法、多原料法的投资比例为1.8∶1.2∶1。

3.3 下游产品需要

在化工生产中选择煤气化技术时还要考虑煤气化下游产品的需要，根据下游产品的用途，比如是用于生产甲醇、合成氨，还是用于发电、生产燃料气等来确定采用何种工艺技术。图1列出了各工艺强调的合成气质量指标。

4 结语

通过上述对煤气化选择依据的研究分析可以得出如下结论。

（1）当原材料为褐煤时，可以选用Lurgi炉或者干煤粉气化技术。

（2）原料煤为烟煤或者其他成浆性适中、变质性较高时，可以选用湿法气化技术。

（3）下游产品为还原气或者原料气时，可以选用干煤粉气化或者Lurgi炉。

（4）下游产品为合成氨、合成油或者甲醇时，可以选用湿法气化技术。

该文从理论出发，对煤气化技术的选择依据进行了分析，在实际应用中各企业可根据这些因素对各种煤气化技术进行评价分析，选择节能无污染，成本较低、投资少效益高的技术方法。

煤气化工艺论文篇（6）

中图分类号：TQ351.27+4 文献标识码：A

1概述

近几年来，随着经济的迅速发展以及工业水平的进一步提高，人们对于石油的需求量提出了新的要求。这样一来，就促使石油的价格迅速增加。而且对于石油来说，它是一种不可再生资源，因此，各个国家都在努力寻求新能源对石油进行替代，并且竞争日益激烈。而在诸多替代能源之中，甲醇以简便性以及现实性受到了广泛的青睐，甲醇可以通过工业程序进行大规模的合成，而且它是一种有机化合物。目前状况下，对于甲醇的使用主要分为两类，分别是直接使用以及间接使用，而对于直接使用，又可以对其进行细分，分为全额甲醛以及部分掺混两种形式。而对于间接使用来说，它可以实现对于能量的转化，转化过程主要是将相应的甲醇转化为二甲醚、甲基叔丁基醚和烯烃等。所以，为了适应国家能源安全的发展需要，应当加强煤制甲醇的发展力度，同时对其进行有效的加工，使其成为能够替代石油的燃料。这样一来，也会促进我国工业的高速发展。

2煤制甲醇的工艺技术

目前状况下，以煤作为原料来进行对于甲醇的生产过程之中，存在着一定的关键工艺技术，而这一关键工艺技术设计了多个方面的技术，主要有空分、煤气化、变换、酸性气体脱除、制冷、甲醇合成以及相应的甲醇转化技术。而在这一系列的技术当中，煤气化技术是最重要最很核心的部分。因为煤气化技术可以对其它相关工艺技术的规模以及路线起到一定程度上的决定性作用。所以，对于煤制甲醇方案的确定，主要是通过优化选择相应的煤气化技术方案来进行的。

对于块(碎)煤气化技术来说，Lurgi气化技术为第一代气化技术，BGL气化技术是以Lurgi气化技术为基础并对其进行一定程度上的发展而产生的第二代气化技术，它具有一系列的优点，主要体现在能耗低、副产品少、废水量少；而对于水煤浆气化技术来说，国外具有代表性的有美国GE公司的单喷嘴水煤浆气化工艺，国内有华东理工大学和兖矿联合开发的多喷嘴对置式水煤浆气化技术；对于粉煤气化技术来说，具有代表性的是Shell干煤粉气化技术。通过对多喷嘴对置式水煤浆气化技术、BGL块(碎)煤气化技术以及Shell干粉煤气化技术的综合性对比分析， 找出最合适的煤制甲醇技术。

3技术方案

本文主要以年产300万t的二甲醚作为相应的研究实例，以煤原料进行对于甲醇的生产，甲醇再转化生产二甲醚。主要存在着以下三种方案，下面我们做具体介绍。

3.1 方案一

采用相应的水煤浆气化工艺进行对于合成气的生产，然后对其进行一定程度上的气化处理。在上述操作完成之后，再实现对于甲醇的合成，最后再通过甲醇生产相应的二甲醚。

3.2 方案二

采用BGL块(碎)煤熔渣气化技术生产合成气，净化后合成甲醇，再由甲醇生产二甲醚。由于BGL气化炉产生合成气组分中甲烷含量相对较高，可加以回收利用。因此根据方案的具体情况， 采用PSA富集驰放气中的甲烷， 对富甲烷气进行非催化部分氧化处理，生成的合成气并入粗合成气净化系统。

3.3 方案三

采用Shell干煤粉气化技术生产合成气，净化后合成甲醇，再由甲醇生产二甲醚。

4综合技术经济指标

4.1 建设范围

3个方案的建设范围包括总图运输、煤储运转运、工艺装置、热电联产、公用工程系统和辅助生产设施等。与方案1、方案3相比， 方案2增加了型煤制备、污水预处理、PSA及甲烷非催化部分氧化等单元。

4.2 财务评价基础

为了便于3种技术方案比选， 统一评价标准， 取定各方案二甲醚的销售都为300万t/a，各方案其它产品都作为副产品在制造成本中扣除， 使得各方案销售收入一致，通过比较看出不同方案的相对制造成本水平， 便于各方案制造成本的对比。财务评价测算价格的取定是在国际油价60美元/桶的情况下测算的，各方案价格体系一致。

5.各种煤气化技术的综合比较分析

5.1 原料的适应性

对于多喷嘴对置式水煤浆气化工艺，选用的原料煤首先应具有较好的成浆性，以确保气化装置有较高的处理效率， 其次灰熔点FT不应过高， 以便延长耐火砖的使用寿命，原料煤的成浆性是选用水煤浆气化的关键；对于BGL(块)碎煤熔渣气化工艺进料要求为块煤(型煤) ， 煤的粒度为6～50mm，需增加型煤车间进行型煤制备；Shell粉煤气化工艺入炉前要求含水2%～5%的干粉煤， 灰分10%～30%。

5.2 产品的适应性

多喷嘴对置式水煤浆气化激冷工艺制得合成气， 汽气比达1.4，适合生产合成氨和甲醇，也可用作制氢、羰基合成气等，用途广泛;BGL块(碎)煤熔渣气化工艺气化炉出口合成气中甲烷质量分数高达6%左右，较适于作为IGCC 系统的燃料气和生产SNG(合成天然气)，生产甲醇则需处理合成气中的甲烷。因此，采用BGL气化工艺需增加PSA及非催化部分氧化装置， PSA 富集驰放气中的甲烷，对富甲烷气进行非催化部分氧化处理， 生成的合成气并入粗合成气净化系统，增加了系统的复杂程度及投资; She ll粉煤气化工艺采用废锅流程，变换需加入大量水蒸汽或采用多级喷水激冷或低水汽比变换流程，粗合成气中CO质量分数高达60%～65%，对CO变换的要求高，也增加了下游低温甲醇洗的负荷。

5.3 投资

从项目总投资情况来看，多喷嘴对置式水煤浆气化技术最低，BGL块(碎)煤熔渣气化技术居中，Shell粉煤气化技术最高。Shell粉煤气化技术理论上不需要备炉，但从近些年气化炉实际运行情况来看，少量的备炉还是需要的，考虑备用炉将进一步增加投资。

5.4 污水处理

多喷嘴水煤浆气化技术及She ll粉煤气化工艺都属于洁净煤气化技术， 具有气体有效成分高、三废排放较少且容易处理、气化压力范围大等优点;由于BGL块(碎)煤熔渣气化工艺的特点，决定了其排放废水中含有酚、氨和油， 废水处理量虽然少于Lurgi气化工艺， 但处理难度和Lurgi气化工艺排放的废水是完全相同的， 目前尚无成熟的废水处理工艺， 很难做到达标排放， 做到完全回用难度更大。因此，采用BGL气化工艺，对于拟采用的煤种必须在同类装置上进行试烧才能准确确定气化炉的生产能力、副产品的数量和组成，并且只有根据试烧后的废水组成，才能进行污水处理的设计，以期达标排放或回用。

结语

本文主要针对煤制甲醇项目的煤气化技术选择进行了一定程度上的分析与研究。首先，对煤制甲醇的工艺技术进行了简明扼要的阐述，然后结合实例，介绍了与之相关的三个方案，并基于这三个方案，从原料的适应性、产品的适应性以及投资三个方面进行了对于各种煤气化技术的综合比较分析。经过探讨研究，我们得出结论：如果能够保证相关的原料煤成浆性良好，那么从各个方面的指标对比来看，水煤浆气化技术最为优越。

参考文献

[1]张咏梅，刘付亮.煤制甲醇燃料的发展及前景分析[J].煤矿现代化， 2010(3):8-9.

[2]2010-2013年中国煤化工行业发展及未来走向分析报告[R].北京:北京中经科情经济信息咨询有限公司，2008.

[3]周晓谦，殷伯良.煤制甲醇工业发展现状分析[J].露天采矿技术，2006(2):4-6.

煤气化工艺论文篇（7）

前言

煤化工生产为连续化的大规模生产，工艺流程长、设备庞大、自动化程度高，需具有一定专业技能的操作工进行作业。从确保生产稳定、安全、高效、节能、环保等方面考虑，企业不允许实习学生动手操作。另外，煤化工生产装置投资费用高，近期不可能在学校建立真正的生产实训基地。由于以上原因，在真正的生产场所锻炼并提高学生的职业能力、操作技能、通用能力等是有一定难度的。

1.煤气化课程传统授课方式

1-煤气发生炉2-燃烧室3-洗气箱4-废热锅炉5-洗气塔6-料斗7-烟

如图1所示，采用传统教学方式，间歇式煤气化生产合成氨原料气-半水煤气工艺的介绍以煤气发生炉为核心，按照设备顺序逐一介绍各设备的结构、工作原理、作用及操作控制要点等，然后将整个工艺流程连贯起来介绍原辅材料的输入和产品的输出等过程。［1］

传统教学方式存在的主要问题是：学生读图能力较差，对设备结构及工作原理不了解；学生对原料来源、性质、状态及预处理过程不清楚，对产品的去向不清楚；大多数学生对工艺流程图的理解难度较大。针对上述问题，笔者尝试在煤气化生产工艺中采用情景教学法。

2.情景教学法的应用

情景教学法是教师根据课程内容所描绘的情景，设计形象鲜明的画面或动画、视频短片等，辅之以详细的解说，使学生仿佛置身其间，如临其境；师生在此情此景之中进行着的一种情景交融的教学活动。因此，情景教学法对培养学生的学习兴趣，启迪思维，开发智力等方面有独到之处。

采用情景教学法，一般来说，可以通过“感知―理解―深化”三个教学阶段来进行。

2.1 感知――创设画面，引入情境，形成表象。

如图2所示，首先介绍气化原料，即：焦炭、块煤、型煤等，并设置问题：三种不同原料各自的特征是什么？有何共同点？为什么国内现在多数氮肥企业采用型煤制气？［2］

多数学生不知道型煤是什么，怎样加工而成的。此时，可进一步引入一些图片或视频短片介绍型煤加工工艺，如图3所示。

接着介绍煤气化制合成氨原料气的气化剂：空气和水蒸气，以及气化剂的供给方式。

水蒸气自蒸汽总管来，空气则通过高压离心通风机输送，如图4所示。

将型煤加入煤气发生炉，然后交替通入空气和水蒸气进行气化反应，制造合成氨原料气-半水煤气，煤气发生炉结构示意图及工作原理如图5所示。

由于煤气化容易产生气-固夹带现象，影响后续工序的正常生产，因此多数氮肥企业在煤气发生炉出口增设了旋风分离器，以替代传统工艺流程中的燃烧室，如图6所示。

经气-固分离并回收煤气显热后，半水煤气进入洗气塔进行冷却、净化。

洗气塔一般采用填料吸收塔，为了让学生了解塔内的气液传质情况，此时播放一段填料塔气液吸收的视频录像，并提供填料塔结构图和物料进出口示意图，如图7所示。

半水煤气经除尘、回收热量、洗涤冷却后，送气柜储存，供下一工序使用，图8是气柜的外形图和工作原理图。

2.2 理解――深入情景，理解流程。

在介绍完煤气化工艺流程中的原料、产品及主要设备后，此时再引导学生结合课本上所学习到的知识，理论联系实际思考前面提到的相关问题，并逐一解决。

原料：采用型煤，可以将大量粉煤加工成型，原料适应范围更广，原料成本更低，企业经济效益更好。采用水蒸气和空气为气化剂，主要完成以下两个化学反应：

C(g)+O2(g)=CO2(g)-Q1

目的：提高炉温，蓄积热量，为制气作准备。

C(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)+Q2

目的：大规模制气。

气体净化：半水煤气经旋风分离器除尘、水膜除尘并降温，为下一工序脱硫作准备。

能量回收：废热锅炉回收煤气显热，副产低压饱和蒸气并返回煤气发生炉作为气化剂，以降低制气成本。

产品输出：半水煤气送气柜储存供下一工序使用。

2.3 深化――再现情境。

煤气化生产合成氨原料气-半水煤气的过程，是一个典型化工产品的制造过程，主要包含以下两个单元过程。

①化学反应单元过程――煤气化过程。

②化工单元操作过程――流体输送（如空气及煤气的输送、洗涤水的输送）、传热（废热锅炉回收余热）、非均相物系的分离（旋风分离器气-固分离）、传质（洗气塔）等。

将上述单元过程设备按照情景教学法介绍的先后顺序，重新绘制工艺流程示意图如图9所示。

3.运用情景教学法的注意事项

设计情景是情景教学法的关键，情景设置，直接影响着情景教学法的教学实效。因此创设情景时应注意以下几点：

3.1有趣味性：通过图片、动画或视频短片等多种形式调动学生学习兴趣。

3.2有针对性：必须紧扣教材重点、难点。

3.3有诱发性：引导学生将画面与问题和书本理论联系起来，培养创造性思维。

3.4有代表性：是学生在学习中普遍关注却又不易弄懂的问题，能揭示学生的思维误区。

3.5有典型性：容易发现或捕捉到材料与理论之间的内在联系，具体材料能深刻、透彻、全面地说明理论。

煤气化工艺论文篇（8）

 

1.采煤方法和工艺

采煤方法究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、 不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业条件，提高单产和机械化水平。

（1）开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是 使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。

（2）开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。

硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。

硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。

两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5～5.5m宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机 的应用，促进工作面的高产高效。

（3）缓倾斜薄煤层长壁开采。主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。

（4）缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采。应进一步加强完善支架结构及强度，加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。

（5）各种综采高产高效综采设备保障系统。要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架 -围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改善 “支架-围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自 动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油 -磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。

2.深矿井开采技术

深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业 场所工作环境的变化；深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地 压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术 与装备。

3.“三下”采煤技术

提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表沉陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理论和 关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的 开采设计、工艺参数优化和装备，提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。

4.优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术

改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为目标，研究开发煤矿地质 条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件 的最优匹配。

总结推广神华集团大柳塔矿、潞安漳村矿实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统大大简化，分别实现无轨胶轮、单轨吊辅助运输一条龙，从井口直达工作面， 同时实现了综采与综掘同步发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井开拓部署与巷道布置系统的优化，简化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集 中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少出矸率；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术，既是减少污染的一项有力措施，又简化 了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。

5.小煤矿技术改造和机械化开采技术

实施国家关闭小煤矿，淘汰落后生产技术和生产设备，提高平均单井规模的技术政策，开发小型煤矿机械化、半机械化开采技术和装备，改进小煤矿的采煤方法和开采工艺，提高采煤 工作面的单产和工效；提高小煤矿的顶底板控制技术水平，最大限度地减少顶底板事故率。

6.煤炭地下气化技术

煤炭地下气化技术是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。煤炭地下气化技术属于一种特殊的采煤方法，它属国际首创。煤炭地下气化技术具有投资少、工期短、见效快、用人少、效率高、成本低 、效益好等优点，尤其适合我国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高、“三下”压煤严重的具体国情，具有广阔的推广应用前景。应继续研究完善“长通道、大断面、两阶段”和“矿井 式气化”两种典型煤炭地下气化工艺，进行较大规模的地下气化试验研究，摸索实现“两个控制、三个稳定”的技术途径，并实现连续、稳定生产探索应用的途径。

【参考文献】

[1] 魏同，张先尘，王玉浚.中国煤炭开发战略研究.山西科学技术出版社，1999.

煤气化工艺论文篇（9）

1.我国煤制气发展前景

煤制气项目是以煤炭为主要原料生产化工和能源产品，传统煤化工主要包括合成氨、甲醇、焦炭和电石四种产品，现代煤制气是指替代石油或石油化工的产品，目前主要包括煤制油、煤制烯烃、二甲醚、煤制天然气等。煤制气是非石油路线生产替代石油产品的一个有效途径。从有关资料看，煤制气的能源转化效率较高，比用煤生产甲醇等其他产品高约13%，比直接液化高约8%，比间接液化项目高约18%。

煤制气前景看好，相对于传统煤化工已经日益明显的“夕阳”特征，而在材料和燃料两个新型煤化工发展方向上，煤质烯烃和煤质乙二醇等煤基材料的发展前景要好于煤制油等新型煤基清洁能源的煤基燃料方向。

2.煤制天然气概述

煤制天然气是以煤为原料，采用气化、净化和甲烷化技术制取的合成天然气。天然气（natural gas）又称油田气、石油气、石油伴生气。开采石油时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气。天然气的化学组成及其理化特性因地而异，主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在0.6～0.8g/cm3，比空气轻。通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。天然气是一种优质、清洁能源，煤制天然气的耗水量在煤化工行业中是相对较少，而转化效率又相对较高，因此，与耗水量较大的煤制油相比具有明显的优势。此外，煤制天然气过程中利用的水中不存在有无污染物质，对环境的影响也较小。

3.煤制天然气工艺流程

煤制SNG可以高效清洁地利用我国较为丰富的煤炭资源，尤其是劣质煤炭；还可利用生物质资源，拓展生物质的利用形式，来生产国内能源短缺的天然气，然后并入现有的天然气长输管网；再利用已有的天然气管道和NGCC电厂，在冬天供暖期间，将生产的代用天然气供给工业和用作为燃料用于供暖；在夏天用电高峰时，部分代用天然气用于发电；在非高峰时期，可以转变为LNG以作战略储备；从而省去了新建燃煤电厂或改建IGCC电厂的投资和建立铁路等基础设施的费用，并保证了天然气供应的渠道和实现了CO2的减排。由此可见，煤制SNG是一举数得的有效措施，有望成为未来劣质煤炭资源和生物质资源等综合利用的发展方向。本文以某厂煤制SNG项目为例，首先对总工艺流程进行了简要描述，并对其中甲烷化技术进行了介绍。其次对流程进行了模拟计算，得出客观可靠数据。最后对煤制SNG在节能减排方面的优势进行了分析。

3.1工艺简介

煤制SNG技术是利用褐煤等劣质煤炭，通过煤气化、一氧化碳变换、酸性气体脱除、高甲烷化工艺来生产代用天然气。本文所研究项目的工艺流程如图1所示，其中气化采用BGL技术，并配有空分装置和硫回收装置。主要流程为：原煤经过备煤单元处理后，经煤锁送入气化炉。蒸汽和来自空分的氧气作为气化剂从气化炉下部喷入。在气化炉内煤和气化剂逆流接触，煤经过干燥、干馏和气化、氧化后，生成粗合成气。粗合成气的主要组成为氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、油和高级烃，粗合成气经急冷和洗涤后送入变换单元。

粗合成气经过部分变换和工艺废热回收后进入酸性气体脱除单元。粗合成气经酸性气体脱除单元脱除硫化氢和二氧化碳及其它杂质后送入甲烷化单元。在甲烷化单元内，原料气经预热后送入硫保护反应器，脱硫后依次进入后续甲烷化反应器进行甲烷化反应，得到合格的天然气产品，再经压缩干燥后送入天然气管网。

图1 煤制SNG总工艺流程示意图

3.2甲烷化技术

煤制SNG工艺流程中主要包括煤气化、变换、酸性气体脱除、甲烷化等工艺技术，其中高甲烷化技术为关键技术之一。

3.2.1托普索甲烷化技术

丹麦托普索公司开发甲烷化技术可以追溯至20世纪 70年代后期，该工艺已经在半商业规模的不同装置中得到证明，在真实工业状态下生产200m3/h～3000m3/h的SNG。在TREMPTM工艺中，反应在绝热条件下进行。反应产生的热量导致了很高的升，通过循环来控制第一甲烷化反应器的度。TREMPTM工艺一般有三个反应器，第二和第三绝热反应器可用一个沸水反应器（BWR）代替，虽投资较高，但能够解决空间有限问题。另外，在有些情况下，采用四个绝热反应器是一种优化选择，而在有些条件下，使用一个喷射器代替循环压缩机。除了核心技术外，因为生产甲烷的过程要放出大量的热量，如何利用和回收甲烷化热量是这项技术的关键。托普索工艺可以将这些热量再次利用，在生产天然气的同时，产出高压过热蒸汽。

3.2.2 Davy甲烷化技术

20世纪90年代末期，Davy工艺技术公司获得了将CRG技术对外转让许可的专有权，并进一步开发了 CRG技术和最新版催化剂。Davy甲烷化工艺技术除具有托普索TREMPTM工艺可产出高压过热蒸汽和高品质天然气特点外，还具有如下特点：催化剂具有变换功能，合成气不需要调节H/C比，转化率高。催化剂使用范围很宽，在230℃～700℃范围内都具有很高且稳定的活性。

3.2.3鲁奇甲烷化技术

鲁奇甲烷化技术首先由鲁奇公司、南非沙索公司在20世纪70年代开始在两个半工业化实验厂进行试验，证明了煤气进行甲烷化可制取合格的天然气，其中CO转化率可达100%，CO2转化率可达98%，产品甲烷含量可达95%，低热值达8500kcal/Nm3，完全满足生产天然气的需求。

4.总结

煤制气项目对工业快速发展具有一定的必要性；对于人们生活质量的提高也具有重要的意义。特别是煤制天然气项目，它具有广阔的发展空间和光明的发展前景。从技术上说：煤制气技术中，KBR制氨技术效率高而且环保，在煤制天然气技术上我国也有所突破。随着市场油价的增长，煤制天然气发展空间很大，同时国家政策又给予有利的鞭策及支持，这使煤制气更“健康而茁壮成长”例如：2010年6月，国家发改委《关于规范煤制天然气产业发展有关事项的通知》，进一步加强对煤制天然气产业的规范和引导，促进煤制天然气行业健康发展。所以发展煤化工的煤制气项目具有发展前景。

【参考文献】

[1]钱伯章，朱建芳.煤化工发展中的前景与问题[J].西部煤化工，2008，（2）

[2]王永炜.中国煤炭资源分布现状和远景预测[J].煤，2007，（05）.

煤气化工艺论文篇（10）

一、引言

我厂三回收系统于1987年建成投产，配套三焦4.3m焦炉，粗苯、硫铵等化产品回收工艺已于2005年停产拆除，仅保留鼓风冷凝系统继续运行。由于处理能力小，投产时间长，设备及工艺技术严重落后，部分设备如电捕、卧式焦油氨水分离器等检修频繁，安全管理工作难度大，运行成本高，在5#干熄焦配套工程回收系统投产后，我厂煤气鼓风机的输送能力有所提升，因此可以考虑将三回收系统的鼓冷工序停止运行，降低生产成本，并拆除系统设备，减少设备维护工作并优化岗位人员结构。

二、系统停产的可行性分析

将三鼓冷系统完全停止运行并拆除，主体思路是将焦炉煤气输送负荷重新分配。三焦荒煤气由一、五风机共同负责输送，二风机输送一部分五焦荒煤气，三系统焦油氨水由一或五回收系统进行处理。此外还需考虑循环氨水系统的供给及三焦焦油氨水如何处理等问题，因此需对各方面数据进行分析。

1.煤气负荷数据分析

停止三回收煤气风机的运行，前提条件是其他各系统的煤气风机的剩余输送能力必须大于三回收煤气风机的输送能力，对相关系统煤气风机数据进行分析，数据见表1。

三、工艺优化方案

1.煤气系统改造方案

2.循环氨水系统改造方案

对循环氨水及焦油氨水回水工艺的改造方案，可以由三个方案进行选择。

2.1自流式回水工艺

根据现有工艺情况，三焦循环氨水由一回收单独供给，焦油氨水回水接入一回收刮渣机，工艺连接方式如图1。相关数据分析如下：

2.1.1三焦2#炉吸煤气管最东端管中心标高1：11.751

2.1.2三焦3#炉吸煤气管最西端管中心标高2：11.586

2.1.3三冷凝吸煤气管三通处管中心标高3： 11.586-28×0.01515=11.162

2.1.4三焦1#炉吸煤气管最西端标高4：11.100

2.1.5一冷凝刮渣机滤筒减速机平台标高5：9.525

由于现有工艺条件限制，回水管坡度无法继续放大，此工艺方案的优点是改造后工艺与一冷凝现有系统设计工艺一致，无需增加大型设备，投资小，后期管理简单。缺点是安装施工难度大，对接时间较长，对接作业时可能会对焦炉设备产生不利影响，引发集气管拉裂等问题。回水管管道坡度小，回水流动加速度小，大块渣可能会堵塞管道。

2.2设置中间槽的回水工艺

在三冷凝气液分离器附近区域安装两个焦油氨水中间槽，设置焦油氨水中间泵，三焦焦油氨水回水用泵送至一系统、五系统共同处理，工艺连接方式如图2。

工艺优化后，在实际生产中有三个主要问题可能会对生产管理造成影响。

2.2.1循环氨水中间槽及中间泵容易堵焦油渣。由于循环氨水泵进口流体为自流式流动，一旦出现停电或者泵跳闸的情况，极易在泵进口管段凝结油渣，堵塞流体流动。

2.2.2循环氨水中间槽液位监控难度大。循环氨水中间槽的介质为混合物，密度变化大，因此远程液位计监控到的液位准确度差，而且介质中含焦油、焦油渣等易堵塞管道的介质，易影响远程液位计的准确监控。

2.2.3一、五刮渣机负荷增加后，除渣效果差。经改造后，一、五刮渣机的生产负荷均有所提升，且循环氨水中间泵送来的混合液流速快，使得槽内的渣难沉降，一、五系统的除渣效果可能会受影响。设计中采取以下方式予以避免：

2.2.3.1循环氨水中间泵扬程设计40m，减少介质出管余压，并采用变频调节，在确保流量足够的前提下降低管道压力。

2.2.3.2进口管从刮渣机顶部接入，设置变径，出口介质流向与刮渣机液面平行，避免刮渣机内溶液翻滚，如图3所示。

参考文献

[1]何建平、李辉，《炼焦化学产品回收技术》，冶金工业出版社，2008，第二版.

[2]肖瑞华，《炼焦化学产品生产技术问答》，冶金工业出版社，2007.1，第一版.

煤气化工艺论文篇（11）

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）07-0040-02

1 煤炭开采的意义

煤炭是黑宝石，是工业的食量，是可燃烧的墨色黄金，各行各业都少不了对煤炭的需求；当今社会发展一日千里，在新形式下，煤矿开采技术需要与时俱进，不断进步和臻于完善是行业追求的最高目标，自始至终是采矿学科发展的主题。理论与实践紧密结合才能使得采煤行业不断成熟，因此，在持续发展现代采煤工艺之际，研究多层次、多样化的采煤工艺，建立符合新时代需要的、具有中国特色的采煤工艺理论迫在眉睫。一直以来，由于不断地进步，我国采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用随着时间的推移，随着业内人员的努力，在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度日益提升。

2 采煤方法和工艺

为了提高工作效率，增加企业的经济效益，就要研究开发出各种适宜开采条件的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，以适应开采需要；生产系统和开采布置力求简易实用、高效经济、安全可靠，生产过程监控与科学管理桴鼓相应，彼此增益，相互配套，增加不同矿井煤层在各种条件下的采煤机械化，使用最先进的装备，提升开采工艺，让应用水平更上层楼，为生产服务，提高采煤机械化的程度，增强效益，扩大应用范围。

2.1 各种领先技术，促进生产 埋深浅、硬顶板、硬煤层高产高效技术，现代科技广泛应用，开采技术成套全备，各种技术难题迎刃而解。硬顶板控制手段先进，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，经由岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等一系列的顶板快捷解决方法，俾使直接顶能随采随冒，增加顶煤回收率，还能够基本顶能按定步距垮落，顶煤不仅仅可以轻而易举的被破碎，尚且能够确保工作面的安全工作。有的开采技术能够使顶煤体能随采随冒，提高其回收率，比如硬厚顶煤控制方面的技术；有的技术对工作面的推进度能够大幅度的提高，促进生产效率的提升，比如两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，其特点是工序简单，极大地得到优化，能够对放煤时间有所节省；5.5m宽煤巷锚杆支护技术更是展现了技术的强大作用，工作面高产高效，采煤机被得到充分的使用，综采配套设备重型化，功率巨大。

2.2 缓倾斜薄煤层长壁开采 薄煤层采煤机、刨煤机的使用，适宜特殊的开采条件，体积轻小，便于移动，功率非凡，性能高；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术，促进开采进程，增加刨煤机综采量。

2.3 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采 支架结构及强度的增强和完善在安全方面有所增加，防倒、防滑双管齐下，顶梁焊缝开裂现象得到控制，以前的工作中，千斤顶常常受到损害，今一并得到缓解。

2.4 各种综采高产高效综采设备保障体系 开机率进一步提高，采掘运设备三位一体，得到完善的自动监控，“支架—围岩”系统亦在其监控范围之内，各种信息比如顶板状态、支护质量、支架位态等都得到及时的反馈，信息全部是自动采集，及时的检测故障，随即的诊断，采煤机在线与离线相结合的“油-磨屑”监测与温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。

3 深矿井开采技术

煤炭资源信息表明，我国煤炭储量虽然巨大，但是浅部储量较少，大部分在1000m以下，量达储藏量的四分之三左右；有鉴于此，井开采技术水平急需提升，深矿井面临的问题亟待解决，开采必须高瞻远瞩，不能急功近利，要永续经营，不断研发心得战略技术，进一步为开发和利用深部煤炭资源发挥作用。当今世界，很多国家的煤炭开采业对深井开采技术高度关注，在波兰、俄罗斯、德国等国家，普遍采用深井开采；在我国，随着煤炭开采量的增加，随着开采规模的大幅度扩张，开采深度日益延伸，对深矿井开采技术十分需求。深部开采由于多方面因素，在生产方面不断滋生出大量的问题，对企业的煤矿生产、对资源的保护、对矿井建设的影响都十分显著。研究深部开采的问题，找出妥善处理的对策，对安全、经济、合理地开发深部煤炭资源颇具价值和研究意义。深矿井开采的关键技术涉及几个方面，瓦斯毒害预防、热害防治、煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、热害治理及深井通风、井巷布置等等。比较关键的是，支护技术的提升、装备的精良方面，深井巷道掘进的速度，尤其需要说明的是软岩巷道需要快速的条件，深井围岩状态和应力场及分布状态的特征研究，此外尚有深井冲击地压防治技术与监测监控技术，二者对开采一样具有影响。

4 采煤技术与环境保护

根据以往经验，提高数值模拟计算和相似材料模拟等，解读煤上岩层的变化，研究地表沉陷原因，找出规律，解决开采资源和地下水资源、地表建筑物的矛盾，总结沉降控制规律，发展其理论，提升充填技术、建筑物防护技术以及重建技术，村庄受到保护以及损害后的修复，等等， 煤炭开采与环境保护，土地复垦和矿井水资源优化和谐统一。开采布置合理，采煤方法先进，不断完善，持续改进，最大的实现开采效益，降低污染和成本，研究开发最具备战略意义的煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采技术与开采布置与煤层地质条件的最合理最环保的匹配。

5 发展绿色开采

绿色是随着时代的发展应运而生的一个概念，涉及保水、建筑物下采煤保护、离层注浆减沉、多种资源共采、条带与充填方式、煤巷科学支护、井下妥善处理等等，不一而足，并且，随着环境的日益破坏，环保的呼声越来越高，小煤矿逐步得到清理，落后生产技术和生产设备相继被淘汰，单井规模得到扩大，采煤方法不断提升，最大限度地减少事故的发生。

6 煤炭地下气化技术

煤炭地下气化开创以来，倍受青睐，它是将处于地下的煤炭采用科学的方法先行处理：把地下煤炭进行加工，完全燃烧之后，产生了可燃气体，易于管理、输送，煤炭地下气化集建井、采煤、气化工艺为一体，具备诸多优点如投资低廉、安全可靠、工期较短、见效快速、节省用工量、效率颇高、低成本、高效益等等，不胜枚举，并且十分符合我国的开采情况，变复杂的物理采煤为化学采煤，通过简易的管道安全快速的把能源供用给用户，大大地提高开采修率，减少了投资，增加了安全，降低了污染。

综上所述，要想提高采矿行业的开采效率，必须精心研磨，黾勉惕厉，知机识变，提高开采技术水平，实行绿色开采，永续经营，推广煤炭地下气化技术，注重安全生产，不断提高开采工艺，为企业的生产竭尽微忱，创造更大的经济效益。

参考文献：