低阶粉煤多管回转热解新技术_胡洪
低阶煤概念
低阶煤 bituminous coal；bitumite:soft coal ;low-rank coal 煤的一类。燃烧时火焰较长而有烟的煤，煤化程度较低的煤。外观呈灰黑色至黑色，粉末从棕色到黑色。由有光泽的和无光泽的部分互相集合合成层状，沥青、油脂、玻璃、金属、金刚等光泽均有，具明显的条带状、凸镜状构造。 该种煤含碳量为75%～90%，不含游离的腐殖酸。大多数具有粘结性；发热量较高。燃烧时火焰长而多烟。多数能结焦。密度约1.2-1.5。挥发物约10%-40%。相对密度1.25～1.35，热值约27170-37200千焦/千克（6500-8900千卡/公斤）。挥发分含量中等的称做中烟煤(metabituminous coal)；较低的称做次烟煤(sub-bituminous coal)。 根据挥发分含量、胶质层厚度或工艺性质，可分为长焰煤、气煤、肥煤、焦煤、贫煤、瘦煤等。用作炼焦、炼油、气化、低温干馏及化学工业等的原料，也可直接用作燃料。 烟煤除可用于作燃料、燃料电池、催化剂或载体、土壤改良剂、过滤剂、建筑材料、吸附剂处理废水等 煤热解 煤热解是煤转化的关键步骤,煤气化、液化、焦化和燃烧都要经过或发生热解过程。在不同的工艺中,煤热解的加热速率和环境气氛是不同的。煤炭高温焦化(温度在950℃左右)在19世纪初已有生产,长期以来其主要目的是生产炼铁用焦炭和燃料气,烃类液体产率约为煤重的5%,作为其副产品,煤焦油蒸馏物是有机化学工业的原料。 从20世纪初,温和热解用来由煤生产无烟燃料。80年代以后,煤化学家对温和热解的其它用途的兴趣与日俱增。温和热解又称“温和气化”,是把煤加热到450℃～650℃,将煤在低温热分解产生的挥发性物质从煤中赶出。这种研究的最初目的是对低品质的煤和褐煤提质加工,提高它们的热值,降低硫含量。温和热解的液体收率可达到15%～20%。在相对较低的温度条件下,也进行过在氢气环境中热解的研究。 快速热解可以提高液体产率,一般是在1 200℃以上操作,煤的停留时间大大缩短,只有几秒钟。为提高经济性,快速热解和加氢热解主要目的是生产化学原料,这是通过煤的热解将煤定向转化。煤热解可以生产苯、萘、蒽、菲以及目前尚无法人工合成的多种稠环芳香烃类化合物及杂环化合物。
干馏热解气化
煤的干馏热解气化 1.干馏 以往都是人们利用煤炭资源时都是采用的直接燃烧方式来获取所需的热能量，这种方式获取的可利用能量少，而且还污染环境，因此再次基础上人们对煤进行干馏获取它的产物再利用，不仅可以充分利用其中的热能量，更加比之前环保。 1.1煤干馏的定义 煤干馏是指煤是指煤在隔绝空气条件下加热，使煤中的有机物受热逐渐分解，生成焦炭（或半焦）、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程。按加热终温的不同,可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏（见煤低温干馏）。 1.2煤干馏的过程[1] 煤干馏过程主要经历如下变化；当煤料的温度高于100度时，煤中水分蒸发出来；温度升高到200度以上时，煤中结合水释放出来；高达350度以上时，粘结性煤开始软化，并进一步形成粘稠的胶质体（泥煤、褐煤等不发生此现象）；至400~500度大部分煤气和焦油都析出，称一次分解产物，在450~550度，热分解继续进行，残留物之间变稠并固化形成半焦；高于550度，半焦继续分解，析出体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时，一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接
触，发生二次热分解，形成二次热分解产物（焦炉煤气和其他炼焦化学产品）。 1.3煤干馏的产物、产率及分类[1] 煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件（主要是温度和时间）。随着干馏终温的不同，煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦，煤气产率低，焦油产率高；高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭，煤气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率，则介于低温干馏和高温干馏之间。按加热终温的不同,可分为三种：900～1100℃为高温干馏，即焦化；700～900℃为中温干馏；500～600℃为低温干馏。 1.4煤干馏的应用[1] 低温干馏主要用褐煤和部分年轻烟煤，也可用泥炭。低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃，是人造石油重要来源之一。高温干馏主要用烟煤，因此干馏使煤粉和劣质煤得到了合理利用，创造了可贵的经济效益。高温干馏主要用于生产冶金焦炭，所得的焦油为芳烃、杂环化合物的混合物，是工业上获得芳烃的重要来源。工业上应用最广、产品最多的是高温干馏。工业上炼焦的原理是将煤粉放在隔绝空气的炼焦炉中加热，煤粉分解得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、和粗苯等。这些产物可用于生产化肥、塑料、合成橡胶、合成纤维、炸药、染料、医药等。焦炭主要用于冶金工业，其中又以炼铁为主，它在生铁成本中约占
粉煤气化装置危险危害性分析及预防措施
第28卷第4期2012年2月 甘肃科技 Gansu Science and Technology Vol . 28No . 4Feb . 2012 粉煤气化装置危险危害性分析及预防措施 李 毅 （北京石油化工工程有限公司西安分公司，陕西西安710075） 摘 要：以粉煤气化装置为研究对象，分析了气化装置中存在的介质毒性及燃爆危险性等，并提出生产运行过程中 应采取的预防措施。 关键词：毒性；火灾和爆炸危险性；粉煤气化中图分类号：TQ545 由于粉煤气化装置在生产过程中使用的原料、 燃料、辅助材料及产生的中间产品、最终产品均具有不同程度的毒性和燃爆危险性，因此在生产中如何预防和避免事故的发生，是装置长周期运转的保障。针对粉煤气化装置的特点，对装置中的主要危险、危害做了分析并提出相应的防范措施，为气化装置的工程设计、生产管理提供参考。 1主要物料的危险危害性分类
气化装置在生产过程中所使用的原料、燃料、辅助材料及产生的中间产品、最终产品中主要危险物料有：粉煤、一氧化碳、氢气、硫化氢、氨、柴油、石油液化气、氢氧化钠、盐酸等，根据GB5044－85《职业性接触毒物危害程度分级》和GB50160－2008《石油化工企业设计防火规范》及其他相关规范的规定，对以上物料的危险、危害性的分析见表1。 2主要危险因素分析 煤粉制备系统一般包括原煤储存、粉磨系统、收尘系统、热风炉、公用管道及润滑、辅助设备等，通过以上系统完成粉煤的制备、干燥、氮气加压储存及输送，其特点是煤粉挥发份高、粒度细、水分低，与普通煤粉相比，其粉尘层和粉尘云的引燃温度低、点火能量小、爆炸下限浓度低，同时最大爆炸压力及爆炸压力上升速率大，发生爆炸后破坏力强等特性。2. 1粉煤制备系统的主要危险因素 粉煤制备系统的火灾危险主要为自燃和煤粉尘爆炸， 而煤粉尘爆炸往往又是煤自燃引起的，其主要危险因素有以下几点：1）原煤仓、旋转分离器、磨煤机等停运后，热风门关闭不严， 内部积聚粉尘，如遇明火或其他火源，可引起煤粉燃烧或爆炸；另外，粗粒分离器和细粒分 离器若不及时清理， 当系统重新启动后就有可能发生爆炸。 2）输送设备发生故障，磨煤机断煤内部钢件摩擦发热，可引起煤粉过热而爆炸。3）系统启闭频繁导致热风门磨损。热风内漏使磨机入口温度达到100? 时，导致磨机内存煤燃烧爆炸。 4）煤粉泄漏。因煤粉比表面积很大，与空气接触后易氧化和自燃，
煤化工发展方向
受产能过剩、需求疲软影响，近几年，煤化工企业的日子每况愈下。尤其是去年以来国际石油价格的大幅下跌，极大地削弱了煤化工产品的成本优势。目前，除化肥、煤制烯烃尚有一定盈利外，焦化、电石、电石法聚氯乙烯、甲醇、二甲醚、煤制油、煤制气等均不同程度地出现亏损，有些甚至出现了行业性巨幅亏损。从长远看，随着环境约束的增大和碳税启征的临近，具有高排碳特征的煤化工行业受到的冲击将首当其冲，成本增加、竞争力下降将在所难免。 那么，已经四面楚歌的煤化工行业，如何才能走出当前困局、规避未来束缚、实现可持续发展呢？11月上旬，参加2015煤炭清洁高效开发与利用技术研计会的各位专家给出了建议。 发展超超临界发电搞好煤基多联产 无论为了自身可持续发展，还是为承担国际减排义务，中国都必须要控制二氧化碳排放。而减少二氧化碳排放最直接、最有效的办法，就是大幅提高可再生能源比重，减少化石能源尤其是煤这种高碳能源的消耗。但无论是发达国家几十年的经验还是中国的实践均表明：可再生能源在三五十年内很难担纲能源消费的主角，人类经济社会今后的发展主要还要依赖化石能源。尤其是中国这样一个富煤贫油少气的国家，至少在三五十年内煤仍将是主要能源。但大量使用煤炭又的确会引发十分严重的环境问题，如何解决这一矛盾呢？我认为应该从以下三方面寻求突破： 一是加快发展燃煤超超临界蒸汽发电。首先，电是最清洁、最高效、最便于配送和输运、最便于分布式应用、最易于和其他能源协同、最易于控制和高度智能化、最易于和信息技术高度融合的二次能源，其需求量伴随着社会的进步和人民生活水平的提高持续增加；其次，先进的超超临界发电技术能够真正实现煤炭的高效清洁利用；再次，目前中国电煤占煤炭消费总量的比重仅50%左右，远低于发达国家普遍80%以上的水平，与美国98%的占比相差甚远，具有较大的增长空间。一旦该技术得到普及，不仅能大幅减少电力行业的排放和对大气环境的影响，还将显著降低我国发电行业的总体成本，为电价下调打开空间，降低各行业尤其老百姓的用电成本，刺激电力消费，加快城乡电气化进程。 二是积极开发IGCC（整体煤气化联合循环发电系统)研究与示范。IGCC把高效的燃气—蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤气化技术相结合，即煤→气化→净化（脱除灰、硫、氮，直接回收二氧化碳）→干净的合成气（一氧化碳+氢气）→燃气轮机发电→排放气→余热锅炉→蒸汽→蒸汽轮机发电，因此，无论热能利用效率还是污染物排放，尤其二氧化碳的排放，都显著优于常规电站，已经成为世界主要发达国家研究的方向。但由于其单位装机投资较大，经济性较差，目前无法推广应用。建议“十三五”期间，重点研究开发新技术，加快技术优化集成，通过技术创新与工程创新，大幅降低IGCC的投资成本，为煤炭清洁高效经济利用探寻现实路径。 三是重点发展煤基多联产。煤基多联产是将煤化工、IGCC、城市热/电/冷联供等高度集成耦合，是一个跨行业的系统工程，能够实现能量流、物质流的总体优化，能够实现碳氢比的合理优化利用、热量与压力的梯级利用，减少无谓的化学放热与反复的升/降压过程，最终实现物质的充分利用。其产品包括电力、热/冷气、城市煤气、液体燃料、氧气、纯净二氧化碳和甲醇等化学品。还可通过对甲醇的深加工生产更多、附加值更高的化学品，规避产品单一带来的市场与经营风险。生产过程产生的纯净二氧化碳，则可用作冷冻保鲜、保护焊、气肥、碳酸饮料、可降解塑料、驱油等广泛领域，或注入地下固化。煤基多联产不仅能够帮助企业增效提质，摆脱环境魔咒，还可以在碳税启征后通过碳交易受益。 布局煤地下气化解决煤化工瓶颈
粉煤热解含尘干馏气除尘技术研发及应用
粉煤热解含尘干馏气除尘技术研发及应用 樊英杰郑化安张生军 （陕西煤业化工技术研究院有限责任公司西安710065） 煤炭热解技术主要包括块煤热解工艺和粉煤热解工艺。考虑到目前机械采煤块煤产量仅占煤炭开采量的20%，因而以粉煤为原料的热解工艺必将成为煤热解的主流工艺。采用固体热载体为热源，将粉煤热解的大连理工大学新法干馏工艺，虽然进行了过程放大，但没有得到大规模工业应用。其中，粉煤热解过程中热解粉焦和热解油气的高温在线分离是该工艺遇到的主要技术难题之一。粉煤在中、低温热解过程中产生的含尘干馏气体温度高、易相变。热解粉焦和热解油气高温在线分离效果不理想，最终导致煤焦油中的固含量偏高，油品质量较差，无法满足煤焦油进一步深加工的质量指标。粉煤热解过程中含尘干馏气的除尘技术及关键设备的开发研究，已经成为煤炭中低温热解领域亟待开发的课题之一。 1 含尘干馏气特点及其对高温除尘设备的基本要求 粉煤中低温热解产生的含尘干馏气具有如下特点。 （1）干馏气主要由热解油气和热解粉焦组成，粉尘粒度小，含量高。 （2）干馏气的温度高，一般在300～600℃。 （3）干馏气中的硫化氢、氨等腐蚀性气体含量高，甚至含有碱金属、重金属蒸汽等。
（4）干馏气中含有易冷凝和黏结的大分子芳烃，容易导致过滤器堵塞。 （5）气体成分复杂，气体介质在分离设备中存在后续反应，一易析炭，发生结焦现象。 （6）热解油气对温度变化非常敏感，易相变，由气、固两相变为气、液、固三相，且较难分离。 （7）开车工况和正常运行工况含尘气体组成有差别。 因此，粉煤热解过程中含尘干馏气高温气固在线分离对除尘设备的要求较苛刻，主要应满足以下条件。 （1）耐高温（500～600℃）。 （2）具有良好的保温效果和抗腐蚀性。如果保温效果不好或者温度发生变化，热解气中可冷凝气体会生成带粉尘的焦油，黏附在除尘设备上，在高温条件下加速设备老化甚至使其失去作用。 （3）在除尘器中的停留时间要短，在最短的时间内除去热解气中夹带的粉尘，避免热解气在除尘设备中发生二次裂解等副反应，影响焦油品质。 （4）高温条件下，滤材或设备寿命要长，易再生，过滤效率高。 2 含尘干馏气高温在线除尘技术研究现状 目前，针对粉煤热解工艺中含尘干馏气高温在线除尘问题，许多科研单位尝试了不同的分离除尘方法，以期开发出较为可行的粉煤热解含尘干馏气高温在线除尘方法。国内在热解粉焦和热解油气高温在线分离
低阶煤的固体热载体热解工艺
低阶煤的固体热载体热解工艺 发表时间：2019-08-30T16:39:11.633Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：冉启东张倍铭[导读] 摘要：低阶煤的热解是指煤在隔绝空气或惰性气氛条件下持续加热至较高温度时，所发生的一系列物理变化和化学反应的复杂过程。 国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心湖北武汉 430000 摘要：低阶煤的热解是指煤在隔绝空气或惰性气氛条件下持续加热至较高温度时，所发生的一系列物理变化和化学反应的复杂过程。低阶煤的固体热载体热解工艺则利用高温半焦或其它的高温固体物料与煤在热解室内混合，利用热载体的显热将煤热解，如Garrett、Toscoal、LR和DG等工艺。本文对煤的固体热载体热解工艺的相关专利进行了统计，并从专利申请趋势、专利申请分布和煤的固体热载体热解工艺发展趋势进行了分析。 关键词：煤，固体热载体，热解 对煤热解工艺的应用始于19 世纪，当时主要用于制取灯油和蜡。二次世界大战期间，德国建立了大型低温干馏工厂，用褐煤为原料生产低温煤焦油，再高压加氢制取汽油和柴油。到上世纪七十年代，煤炭热解生产低温焦油已受到各国学者的广泛重视，并开发出多种热解工艺过程。煤热解工艺按加热方式可分为外热式和内热式两类，外热式热效率低，加热不均匀，挥发产物的二次分解严重；内热式工艺克服了外热式的缺点，借助热载体（根据供热介质不同又分为气体热载体和固体热载体）把热量直接传递给煤，煤受热后发生热解反应。气体热载体热解工艺通常是将燃料燃烧的烟气引入热解室，代表性的有美国的COED工艺、ENCOAL工艺和波兰的双沸腾床工艺等；固体热载体热解工艺则利用高温半焦或其它的高温固体物料与煤在热解室内混合，利用热载体的显热将煤热解。与气体热载体热解工艺相比，固体热载体热解避免了煤热解析出的挥发产物被烟气稀释，同时降低了冷却系统的负荷，如Garrett、Toscoal、LR和DG等工艺。 1 专利申请量趋势分析 笔者检索到的国外关于低阶煤的固体热载体热解工艺的专利最早出现在1974年。上世纪80年代年开始，相关专利申请量保持了较为平缓的态势，以每五年为一个阶段统计国外专利申请量大概在40~60件之间。而相关工艺在国内起步较晚，国内专利最早出现在1995年，在2010年以前一共只有35件申请。但是从2012年以后，专利申请增长极为迅速，2012年的申请量为54件，2013年至今更是申请了296件，其中近两年的申请还有大量处于未公开状态。 2 煤的固体热载体热解工艺专利分布 排名靠前的国家依次为中国、日本、美国、德国和俄罗斯，并且中国和日本的申请量远远高于其他国家，显示出极高的开发研究活跃度。这与中国政府“十一五”规划中煤化工被列为大力发展对象有关。 进一步地，对在华申请人进行统计分析发现（如下图3 和图4 所示），企业的申请量占比最多，来自高校及科研院所的申请也比较多，分配比较均匀。中国的企业申请人中，中石化洛阳工程有限公司申请量最大，为12件，此外，中煤能源黑龙江煤化工有限公司、中石油的申请量均为11件。高校的申请人中，东北电力的申请量最大，为17件，长安大学和大连理工大学申请量均为14件，此外，上海交通大学的申请量也达到了8件。科研院所申请人中，中科院过程所、北京低碳清洁能源研究所、陕西煤业化工技术研究院有限责任公司在这一领域的研究也比较活跃，也都在10件左右。本领域个人申请相对较少。近年来企业申请量较大说明低阶煤的固体热载体热解工艺在国内企业中应用较多，前景较好，同时高校和科研院所也保持了很高的活跃度，说明至少在未来一段时间内低阶煤的固体热载体热解工艺仍是国内低阶煤热解工艺的重要工艺。 3 重要申请人特点 国内的主要申请人中，大连理工的申请主要研究CFB多联产工艺，以及依托自身开发的DG工艺进行流化床和固定床联用工艺的研究，这也是当前大部分高校和科研院所的改进重点。东北大学的申请侧重于将固体热载体热解与外热式工艺结合，其大部分申请都是为了提高干馏煤气的热值和降低焦油中的粉尘和重质组分。中石化洛阳工程有限公司的研究主要集中与对DG工艺和传统LR工艺的改进，该公司对低阶煤的热解工艺的申请大多是跟随类似的油页岩热解工艺的申请一起提出。中石油对低阶煤固体热载体热解工艺的研究并不活跃，但是其在油页岩热解领域的专利技术较多，油页岩和低阶煤具有相似的热解性质，这也是我们需要关注的地方。中科院过程所的专利大多专注于对热解反应器的改进。 结语 总体来说，低阶煤固体热载体热解工艺主要有Carrett工艺、LR工艺、DG工艺、Toscoal工艺和CFB工艺五大技术路线。CFB多联产工艺是国内目前研究的热点，约占了该领域申请量的64%。此外，大连理工大学开发的DG工艺以及对国内引进的传统LR工艺的改进也是当前研究的重点，而Carrett工艺和Toscoal工艺的研究和应用均比较少。在对CFB多联产工艺的改进中，最突出的技术问题是优化低阶煤能量利用，约占54％，此外，改善装置稳定性也是多联产工艺的研究热点，约占23%。针对优化低阶煤能量利用这一技术问题，该领域常用的技术手段主要有以下3 种：（1）将煤燃烧与热解耦合，将低阶煤干馏后的高温半焦（500℃～600℃）直接送入循环流化床锅炉燃烧，以燃烧后的高温热灰作为热载体热解低阶煤，充分利用了热灰和半焦的显热；（2）通过对低阶煤的分级转化，产出电、热、煤气和煤焦油。根据市场需求调节四种产品的产出，以达到最高的效益；（3）将低阶煤与其他劣质燃料配合利用，通过热解系统使用高挥发分的低阶煤，循环流化床锅炉使用劣质燃料（如煤矸石等），将热解产生的半焦加入在循环流化床锅炉的燃烧进料负荷之内，在一个系统中实现对优、劣燃料的合理利用。从总量来看，这三种技术手段的专利产出量基本相当，除此之外也还有其他的一些技术手段，包括将热解和气化耦合，实现对低阶煤的梯级利用等。 DG工艺整体思路和LR工艺相似，可以看成是对后者的改进，在对这两种工艺进行改进时面临的技术问题也有很多相同之处，其中，面临的较多的技术问题主要有以下两点：1）煤和半焦载热体混合不均导致热解效果差；2）由于半焦热载体在循环过程中发生磨损，产生的细小颗粒随着油气从热解装置中排除，最后在旋风分离器中随着焦油的冷凝粘附于旋风分离器中，导致设备腐蚀和堵塞。针对煤和半焦载热体混合不均这一技术问题，该领域一般采用添加烧炭器等燃烧设备和较小粉煤粒径来解决。针对半焦热载体在循环过程中发生磨损这一技术问题，该领域一般采用调节半焦运动速度和形成煤包半焦的状态。 参考文献： 【1】高晋生.煤的热解、炼焦和煤焦油加工[M].北京：化学工业出版社，201
常压气流床粉煤气化：1、K-T炉.
二、常压气流床粉煤气化(K-T炉) K-T法是柯柏斯托切克(Koppers—Totzek)的简称，1936年由德国柯柏斯（Koppers）公司的托切克（Totzek）工程师提出了常压粉煤部分氧化的原理并进行了初步试验，因而取名为柯柏斯－托切克（Koppers－Totzek）炉，简称K－T炉。1948年由联邦德国Koppers 公司、美国Koppers公司和美国矿务局共同在美国密苏里州进行中试，中试规模为36t／d 干煤粉，用以生产“费－托”合成气。第一台工业化装置于1952年建于芬兰，以后在西班牙、日本、比利时、葡萄牙、希腊、埃及、泰国、前民主德国、土耳其、赞比亚、南非、印度、波兰等17个国家20家工厂先后建设了77台炉子，主要用于生产合成氨和燃料气。经过工业化验证，是一种十分成熟常压粉煤气化制合成气的气化技术。 1、K-T炉 气化炉有双头和四头两种结构。双头K-T气化炉如图4-42所示。炉身是一圆筒体，用锅炉钢板焊成双壁外壳，通常衬有耐火材料。在内外壳的环隙间产生的低压蒸汽，同时把内壁冷到灰熔点以下，使内壁挂渣而起到一定的保护作用。 粉煤、氧气、蒸汽在炉头进行燃烧反应，火焰中心温度高达2000℃，在炉上部出口处约1400～1600℃，约有50％至60％的液态渣被气流带出，在缓慢冷却过程中，灰渣会黏附于废热锅炉表面，甚至结成大块渣瘤，破坏炉子的正常操作。为避免炉出口或废热锅炉结渣，必须在高温煤气中喷水，使气流温度在瞬间降至灰的软化温度（ST）以下，并使液渣固化以防粘壁。 在高温气化环境条件下，炉子的防护除了用挂渣来起一定的作用外，更重要的是耐火材料的选择。最初采用硅砖砌筑，经常发生故障，后改用含铬的混凝土。后来用的加压喷涂含铬耐火喷涂材料，涂层厚达70mm，寿命可达3～5年。采用以氧化铝为主体的塑性捣实材料，效果也较好。 图4-42 K-T气化炉
低阶粉煤快速热解耦合节能脱销一体化火力发电新工艺
1 低阶粉煤快速热解耦合节能脱销一体化 火力发电新工艺 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 二〇一六年十月 2 1技术开发背景 2技术开发思路 3研究进展 4技术优势分析5神雾火电锅炉节能脱硝一体化新技术 6 工业化项目推广情况 目录 技术领军人物：董事局主席吴道洪博士 【担任职务及荣誉】 ★中国节能服务产业委员会会长 ★北京市热物理与能源工程学会理事长★中国循环经济协会副会长★北京市机械工程学会副理事长 ★北京市工业炉学会副理事长★国际燃烧与能源利用协会国际委员★中国石油与化工联合会煤化工专委会副主任★北京市第十一届、十二届政协委员★2007年被美国新闻周刊评为“改变世界的100位社会企业家” ★2012年获中国科协“求是杰出青年科技奖”★2016年获中国发明协会“当代发明家”称号 籍贯：湖北仙桃市 【教育经历】 ★1988年毕业于国防科技大学固体火箭 发动机专业获学士学位； ★1991年毕业于国防科技大学液体火箭发动机专业并获硕士学位； ★1994年毕业于北京航空航天大学航空发动机专业并获博士学位； ★1995年进入中国石油大学重质油加工 国家重点实验室从事博士后研究；★1996年创办北京神雾公司至今。 4
神雾集团概况 成立于1996年，是目前中国近5000家节能服务公司的领军企业 企业宗旨：争做全球化石能源消耗市场节能和低碳技术解决方案的提供商，致力于全球工业节能减排技术与资源综合利用技术的研发与推广。 企业资质：化工行业甲级工程设计资质、甲级工程咨询资质； 冶金行业甲级工程设计资质、甲级工程咨询资质；炉窑工程专业甲级资质； 已获得和正在审批的国内、国际专利近2000余项。 发展现状：目前拥有9家子公司（其中两家上市公司，市值400多亿元），员工3700余名，总资产124亿元；2016年上半年，神雾集团节能低碳项目订单已达350亿元； 2012年12月6日，在德勤发布的“2012中国清洁技术20强企业”名单中，神雾集团名列第一；2013年7月生态文明（贵阳）国际论坛上发布的“2013中国节能服务公司百强”第二名；2014年工信部、科技部、财政部评选的200家“国家科技创新示范企业”第一名。 5 ?发展历程 ●在中关村创办成立北京神雾喷嘴技术公司； 1996 ●投资1亿 元在昌平建成占地60亩的神雾工业园； 1999 ●全资收购中石化下属的北京华福工程有限公 司，全面进 入石油化工节能市场；2005 ●全资收购江苏省冶金设计 院有限公司， 进入钢铁、有色节能市场； ●投资5亿元建设集团核心节能装备制造 中心--湖北神 雾公司 2007●投资近7亿 元建设占地100亩的神雾节能与大气雾霾治理技术实验室；2009 ● 引入战略投资人，完 成私募；●完成国内重组，实现集团股份制改造；2010 961005070999 04 2004● 在国内 率先发明烧嘴式蓄热燃烧技术；神雾集团概况 142014 ●实施战略 转型； ●并购上市公司天立环保（股票代码300156）、金城股份（股票代码000820）。67 神雾集团四大平台及其分子公司 2015年10月23日，美 国能源部、商务部与中国国家发改委在华盛顿共同宣布首批中美10项提高能效的示范项目： “内蒙古港原化工神雾蓄热式电石生产新工艺节能改造项目”
粉煤加压气化技术的开发现状和应用前景
第1期(总第90期)煤 化 工No.1(Tota l No.90) 2000年2月 Coa l Che m ica l I ndustry Feb.2000 干法粉煤加压气化技术的开发现状和应用前景 门长贵 西北化工研究院 710600 摘 要 干法粉煤加压气化是一种高效低污染的先进煤气化方法。本文简要介绍了干法粉煤加压气化的工艺原理、技术特点及开发现状,并指出了这种煤气化工艺技术在联合循环发电和煤化工等领域内的应用前景。 关键词 干法粉煤气化 技术特点 开发现状 应用前景 引 言 目前我国一次能源消费中煤炭约占75%,在今后相当长的一段时间内煤炭仍是我国的主要能源,国家已把煤的高效、洁净利用技术列入21世纪的发展计划,因此发展先进的煤气化技术是当前的重要课题。 近年来,为了减少环境污染,提高煤炭的利用率,增加装置的生产能力,降低氧耗和煤耗,拓宽原料煤种的使用范围,充分利用煤炭资源,先后成功地开发出了新一代先进的煤气化工艺技术,有代表性的主要为鲁奇公司的碎煤移动床熔渣气化(B GL)工艺,水煤浆进料的T exaco气化工艺,干法粉煤进料的SCGP(Shell)气化工艺和P renflo、GSP工艺。上述几种煤气化工艺中,干法粉煤进料的加压气化工艺因其技术经济性具有明显的优势和较强的竞争力,预计它是今后煤气化工艺技术的发展方向。 1 干法气化的原理及技术特点 原料煤经破碎后在热风干燥的磨机内磨制成< 100Λm(90%)的煤粉,由常压料斗进入加压料斗,再由高压惰性载气送至气化炉喷嘴,来自空分的高压氧气预热后与过热蒸汽混合送入喷嘴。煤粉、氧气和蒸汽在气化炉高温高压的条件下发生碳的部分氧化反应,生成CO与H2总含量大于90%的高温煤气,经废热回收、除尘洗涤后的粗合成气送后序工段。 干法气化工艺具有如下技术特点: (1)对原料煤的适应性广,可气化褐煤、烟煤、无烟煤及石油焦。对煤的反应活性几乎没有要求,对高灰熔点、高灰分、高水分、高含硫量的煤种同样也适应。 (2)氧耗和煤耗低,与湿法进料的水煤浆气化工艺相比较,氧气消耗降低15%～25%,原料煤消耗降低10%～15%。 (3)单位重量的原料煤可以多产生10%的合成气,合成气中的有效气体成分(CO+H2)高达94%左右。 (4)原料煤能量的83%转换在合成气中(水煤浆气化工艺只有70%～76%),约15%的能量被回收为蒸汽。由此可见干法气化的热效率高。 (5)干法气化工艺的气化炉一般采用水冷壁结构,以渣抗渣,无昂贵的耐火砖衬里,水煤浆气化工艺气化炉耐火砖的费用约为10美元 tN H3,因多喷嘴操作,干法工艺气化炉运行安全可靠。 (6)单台气化炉生产能力大,目前已投入运行的气化炉操作压力3.0M Pa,日处理煤量2000t。如Shell干法进料气化工艺可采用多喷嘴加料(4只～8只),喷嘴的设计寿命可保证达到8000h,气化装置可以长周期运行。 (7)碳转化率高,可达99%,气化炉排出的熔渣为玻璃状的颗粒,对环境没有污染。气化污水中不含酚、氰、焦油等有害物质,容易处理,可做到零排放。 (8)工艺操作采用先进的控制系统,自动化程度高,利用专有的计算机控制技术可使工艺操作处于最佳状态下运行。 2 干法气化技术的现状 第一代干法粉煤气化技术是K2T炉,目前在南非和印度等国仍有部分装置在运行,该炉型为常压气化,已基本停止发展。我国80年代由西北化工研究院在临潼完成了K2T炉的中间试验,后在山东黄
低阶煤低温热解过程中挥发分的析出行为研究
低阶煤低温热解过程中挥发分的析出行为研究以锡林浩特煤(XL)和红柳林煤(HL)为原料,采用固定床热解装置,在N2气氛下对低阶煤低温热解特性进行了研究,发现煤热解焦油的产率随着热解终温的升高先增大后减小,XL热解焦油在热解终温为500℃时达到最大,为8.41%。HL热解焦油在热解终温为600℃时达到最大,为10.95%。压力的升高会抑制煤中挥发分的析出,使焦油产率减小,半焦和气体的产率增大,且随着热解终温的升高,压力对挥发分析出的阻碍作用有所减小。 以HL为原料,采用高压反应釜和固定床热解装置,通过热溶处理的方法考察了小分子化合物在煤低温热解中的作用。结果表明,随着热溶温度从260℃增加至340℃,热溶残渣热解过程中析出物质的含量从21.38%显著降低至10.49%,远低于原煤热解的挥发分析出量(28.02%),液相产物的含量从12.01%降低至3.72%,气相产物的含量稍有降低。340℃热溶处理后的HL热解比原煤热解的液体产率低近5%,半焦产率高近6%。 这是因为热溶脱除了煤中的部分小分子化合物,而这部分小分子物质可在煤热解过程中向煤提供自由基,促进煤的热解。以红柳林煤、石墨粉(C)、沥青烯(AS)和前沥青烯(PA)为原料,通过对这几种原料的混配,采用热重分析仪,对AS和PA 的热解析出行为进行了研究。结果表明,HL对AS热解析出行为的影响主要表现为夹带作用,即HL热解析出的挥发分与AS中的分子量较小的有机物互相夹带析出。 HL对PA的热解析出行为的影响,除夹带作用外,部分PA可能会通过与煤中的挥发分发生化学反应析出。综上所述,煤热解过程中沥青质的析出过程复杂,部分分子量较小的沥青质通过蒸发析出,部分未达到沸点的重质沥青质通过热解
科林粉煤气化技术
科林粉煤气化技术(CCG)简介 德国科林工业集团 二零一零年七月 1. 公司简介 德国科林工业集团是全球著名的煤气化、煤干燥和生物质气化技术提供商。该集团是前东德燃料研究所 (DBI)和黑水泵工业联合体（Gaskombinat Schwarze Pumpe，简称GSP）气化厂最大的后裔公司。 科林（CHOREN）名称的由来是：“C-Carbon-碳H-Hydrogen-氢O-Oxygen- 氧REN-RENewable-可再生”。 科林集团总部位于德国弗莱贝格市，原东德燃料研究所旧址，著名的黑水泵气化厂就在附近。戴姆勒奔驰汽车公司、德国大众汽车公司为科林的战略投资者。
目前集团拥有近300名研发及工程技术人员，其中主要技术骨干为前徳燃所和黑水泵厂的员工。科林公司的发起人Wolf博士即为前东徳燃料研究所研发部部长，煤气化运行总监贡瓦先生是前黑水泵气化厂厂运行主任。 科林集团拥有40多年气流床气化技术研发、设计、设备制造、建设以及运行的经验，可以为客户提供粉煤气化技术（CCG）和生物质气化技术（Carbo-V®）从工艺包设计到关键设备制造和开车运行等一系列综合性服务。 此外，科林集团也是蒸汽流化床煤干燥技术的创始人和专利持有人，在全世界煤干燥领域，特别是褐煤干燥领域具有多年成功运行经验。 科林能化技术（北京）有限公司是科林集团的全资子公司，负责集团在亚太地区的业务。 2. 技术来源及技术开发背景 科林高压干粉煤气化炉简称为CCG炉(Choren Coal Gasifier),该技术起源于前东德黑水泵工业联合体（Gaskombinat Schwarze Pumpe，简称GSP）下属的燃料研究所，于上世纪70年代石油危机时期开始开发，目的是利用当地褐煤提供城市燃气。1979年在弗莱贝格市建立了一套3MW中试装置，完成了一系列的基础研究和工艺验证工作。试验煤种来至于德国、中国、前苏联、南非、西班牙、保加利亚、澳大利亚、捷克等国家。1984年在黑水泵市（SCHWARZ PUMPE）建立了一套130MW（日投煤量为720吨）的水冷壁煤气化炉工业化装置，气化当地褐煤用作城市燃气，有运行8年的工业化生产经验。之后改用工业废液废油作为进料，继续运行至今。燃料研究所和黑水泵工厂的技术骨干后来发起成立了科林的前身公司，继续致力于煤气化技术的研发,并把运行中出的问题进行了设计更改和完善，推出了一套完整优化的新气化技术 - CCG。 3. CCG技术介绍 （A）气化工艺 CCG气化工艺过程主要是由给料、气化与激冷系统组成。原料煤被碾磨为100%<200μ，90%<65μ的粒度后, 经过干燥, 通过浓相气流输入系统送至烧嘴，在 反应室内与工业氧气（年老煤种还需添加少量水蒸气）在高温高压的条件下反应，产生以一氧化碳和氢气为主的合成气。
中国低阶煤热解分级分质利用技术及现状
中国低阶煤热解分级分质利用技术及现状 在世界一次能源消费结构中，石油、天然气、煤炭仍占据主要地位，总量达到了世界能源消费总量的86.3%，其中石油为32.57%，天然气为23.71%，煤炭为30.03%。中国的一次能源消费结构中，石油、天然气、煤炭三者总占比为89.1%，高于世界平均水平，其中石油占比为17.51%，天然气为5.62%，煤炭为66.03%。因此，中国作为一个“富煤贫油少气”国家的基本面貌没有改变，煤炭在国家能源结构中依然居于主导地位。来源于2015《BP世界能源统计年鉴》 中国的煤炭资源探明储量为1145亿吨，占世界煤炭总储量的12.8%，其中无烟煤和烟煤622亿吨，占中国煤炭总储量的54.32%，次烟煤和褐煤（统称低阶煤）523亿吨，占中国煤炭总储量的45.68%。低阶煤在我国煤炭构成中占有很高的比例。来源于2015《BP世界能源统计年鉴》 低阶煤是指煤化程度比较低的煤(一般干燥无灰基挥发分＞20%)，主要为褐煤和低煤化程度的烟煤。 褐煤包括褐煤一号(年轻褐煤)和褐煤二号(年老褐煤)2类，约占我国煤炭探明保有资源量的13%，主要分布于内蒙
古东部和云南，少量分布于黑龙江辽宁山东吉林和广西等地区，近年发现新疆等区域亦赋存褐煤。 低煤化程度的烟煤包括长焰煤、不黏煤和弱黏煤，约占我国煤炭探明保有资源量的33%，主要分布于陕西、内蒙古西部和新疆，其次为山西、宁夏、甘肃、辽宁、黑龙江等地区，吉林、山东和广西等地区少量赋存。 褐煤全水分高达20%～60%，收到基低位发热量一般为11．71～16．73MJ/kg。由于高水分，高含氧量，低发热量，化学反应性好、孔隙多、热稳定性差，在空气中易风化和破碎，不适合远距离输送，应用受到很大限制。 低煤化程度的烟煤原煤灰分一般低于15%，含硫量低于1%，鄂尔多斯盆地不黏煤和弱黏煤为为此类煤。 低阶煤的化学结构中侧链较多，氢、氧含量较高，结果导致其挥发分含量高、含水高、含氧多、易自燃、热值低。直接燃烧会产生大量的污染物，不仅破坏环境，而且造成了能源的浪费。目前最常用的直接利用方法是燃烧发电，且主要用于坑口电站，少量被部分干燥、热解或制成型煤后运往外地供各种工业锅炉燃烧或化工利用。但使用低变质煤发电在产生单位电量时需要更多的燃料和更大的设备资金投入，同时有较高的CO2排放，如褐煤锅炉燃料量是烟煤的2～4倍，产生的炉气量是其2～3倍。这使得发展更加高效、清洁、经济的低阶煤利用工艺显得十分必要。根据低阶煤中挥发分
几种常用煤气化技术的优缺点
几种煤气化技术介绍 煤气化技术发展迅猛，种类很多，目前在国内应用的主要有：传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等，下别分别加以介绍。 一Texaco水煤浆加压气化技术 德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后，发展迅速，目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行，在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。 Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序：将煤、石灰石<助熔剂）、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中，与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆；煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300～1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔，冷却除尘后进入CO变换工序，一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水，经泵进入气化炉，另一部分灰水作废水处理。 其优点如下： <1）适用于加压下<中、高压）气化，成功的工业化气化压力一般在 4.0MPa 和6.5Mpa。在较高气化压力下，可以降低合成气压缩能耗。 <2）气化炉进料稳定，因为气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送，所以煤浆的流量和压力容易得到保证。便于气化炉的负荷调节，使装置具有较大的操作弹性。 <3）工艺技术成熟可靠，设备国产化率高。同等生产规模，装置投资少。 该技术的缺点是： <1）因为气化炉采用的是热壁，为延长耐火衬里的使用寿命，煤的灰熔点尽可能的低，通常要求不大于1300℃。对于灰熔点较高的煤，为了降低煤的灰熔点，必须添加一定量的助熔剂，这样就降低了煤浆的有效浓度，增加了煤耗和氧耗，降低了生产的经济效益。而且，煤种的选择面也受到了限制，不能实现原料采购本地化。 <2）烧嘴的使用寿命短，停车更换烧嘴频繁<一般45～60天更换一次），为稳定后工序生产必须设置备用炉。无形中就增加了建设投资。 <3）一般一年至一年半更换一次炉内耐火砖。 二多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术 该技术由华东理工大学洁净煤技术研究所于遵宏教授带领的科研团队，经过20多年的研究，和兖矿集团有限公司合作，成功开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，并成功地实现了产业化，拥有近20项发明专利和实用新型专利。目前在山东德州和鲁南均有工业化装置成功运行。
粉煤加压气化技术
粉煤加压气化技术简介 一、背景 “九五”期间华东理工大学、兖矿鲁南化肥厂（水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心）、中国天辰化学工程公司共同承担了国家“十五”科技攻关计划课题“粉煤加压气化制合成气新技术研究与开发”，建设具有自主知识产权的粉煤加压气化中试装置。装置处理能力为15～45吨煤/天，操作压力2.0～2.5Mpa，操作温度1300～1400℃。 该课题于2001年年底启动，2002年10月完成研究开发阶段中期评估，中试装置进入设计施工阶段。2004年7月装置正式投运，首次在国内展示了粉煤加压气化技术的运行结果，填补了国内空白，技术指标达到国际先进水平。中试装置于2004年12月6日至9日顺利通过科技部组织的现场72 小时运行专家考核，2004年12月21日于北京通过科技部主持的课题专家验收。同年，该成果入选2004年度煤炭工业十大科学技术成果。 二、装置流程与技术优势 1、整个工艺流程如图1，具体流程为：原煤除杂后送入磨煤机破碎，同时由经过加热的低压氮气将其干燥，制备出合格煤粉存于料仓中。加热用低压氮气大部分可循环使用。料仓中的煤粉先后在低压氮气和高压氮气的输送下，通过气化喷嘴进入气化炉。气化剂氧气、蒸汽也通过气化喷嘴进入气化炉，并在高温高压下与煤粉进行气化反应。出气化炉的高温合成气经激冷、洗涤后并入造气车间合成气管线。熔融灰渣在气化炉激冷室中被激冷固化，经锁斗收集，定期排放。洗涤塔出来的黑水经过二级闪蒸，水蒸汽及一部分溶解在黑水中的酸性气CO 2、H2S 等被迅速闪蒸出来，闪蒸气经冷凝、分离后与气化分厂生产系统的酸性气一并处理，闪蒸黑水经换热器冷却后排入地沟，送气化分厂生产装置的污水处理系统。
煤气化技术的现状及发展趋势分析
煤气化技术是现代煤化工的基础，是通过煤直接液化制取油品或在高温下气化制得合成气，再以合成气为原料制取甲醇、合成油、天然气等一级产品及以甲醇为原料制得乙烯、丙烯等二级化工产品的核心技术。作为煤化工产业链中的“龙头”装置，煤气化装置具有投入大、可靠性要求高、对整个产业链经济效益影响大等特点。目前国内外气化技术众多，各种技术都有其特点和特定的适用场合，它们的工业化应用程度及可靠性不同，选择与煤种及下游产品相适宜的煤气化工艺技术是煤化工产业发展中的重要决策。 工业上以煤为原料生产合成气的历史已有百余年。根据发展进程分析，煤气化技术可分为三代。第一代气化技术为固定床、移动床气化技术，多以块煤和小颗粒煤为原料制取合成气，装置规模、原料、能耗及环保的局限性较大；第二代气化技术是现阶段最具有代表性的改进型流化床和气流床技术，其特征是连续进料及高温液态排渣；第三代气化技术尚处于小试或中试阶段，如煤的催化气化、煤的加氢气化、煤的地下气化、煤的等离子体气化、煤的太阳能气化和煤的核能余热气化等。 本文综述了近年来国内外煤气化技术开发及应用的进展情况，论述了固定床、流化床、气流床及煤催化气化等煤气化技术的现状及发展趋势。 1．国内外煤气化技术的发展现状 在世界能源储量中，煤炭约占79%，石油与天然气约占12%。煤炭利用技术的研究和开发是能源战略的重要内容之一。世界煤化工的发展经历了起步阶段、发展阶段、停滞阶段和复兴阶段。20世纪初，煤炭炼焦工业的兴起标志着世界煤化工发展的起步。此后世界煤化工迅速发展，直到20世纪中叶，煤一直是世界有机化学工业的主要原料。随着石油化学工业的兴起与发展，煤在化工原料中所占的比例不断下降并逐渐被石油和天然气替代，世界煤化工技术及产业的发展一度停滞。直到20世纪70年代末，由于石油价格大幅攀升，影响了世界石油化学工业的发展，同时煤化工在煤气化、煤液化等方面取得了显著的进展。特别是20世纪90年代后，世界石油价格长期在高位运行，且呈现不断上升趋势，这就更加促进了煤化工技术的发展，煤化工重新受到了人们的重视。 中国的煤气化工艺由老式的UGI炉块煤间歇气化迅速向世界最先进的粉煤加压气化工艺过渡，同时国内自主创新的新型煤气化技术也得到快速发展。据初步统计，采用国内外先进大型洁净煤气化技术已投产和正在建设的装置有80多套，50%以上的煤气化装置已投产运行，其中采用水煤浆气化技术的装置包括GE煤气化27套（已投产16套），四喷嘴33套（已投产13套），分级气化、多元料浆气化等多套；采用干煤粉气化技术的装置包括Shell煤气化18套（已投产11套）、GSP2套，还有正在工业化示范的LurgiBGL技术、航天粉煤加压气化（HT-L）技术、单喷嘴干粉气化技术和两段式干煤粉加压气化（TPRI）技术等。
粉煤气化机理
粉煤气化机理 一、气化反应热力学粉煤加压气化炉是气流床反应器，也称之为自热式反应器，在加压 无催化剂条件下，煤和氧气发生部分氧化反应，生成以CO和H2为有效组分的粗合成气，部分氧化反应一词是相对完全氧化而言的。整个部分氧化反应是一个复杂的多种化学反应过程。此反应的机理目前尚不能完全作以分析。我们只可以大致把它分为三步进行。 第一步：裂解及挥发分燃烧。当粉煤和氧气喷入气化炉内后，迅速被加热到高温，粉煤发生干馏及热裂解，释放出焦油、酚、甲醇、树脂、甲烷等挥发分，水分变成水蒸气，粉煤变成煤焦。由于这一区域氧气浓度高，在高温下挥发分完全燃烧，同时放出大量热量。因此，煤气中不含有焦油、酚、高级烃等可凝聚物。 第二步：燃烧及气化。在这一步，煤焦一方面与剩余的氧气发生燃烧反应，生成CO2和CO等气体，放出热量。另一方面，煤焦和水蒸气和CO2发生气化反应，生成H2和CO。在气相中，H2和CO又与残余的氧气发生燃烧反应，放出更多的热量。 第三步：气化。此时，反应物中几乎不含有O2。主要是煤焦、甲烷等和水蒸气、CO2发生气化反应，生成H2和CO。 其总反应可写为： C n H m + (n/2)O2 →nCO + (m/2)H2 + Q 气化炉中发生的主要反应可分为： ①非均相水煤气反应 C + 2H2O →2H2 + CO2 - Q ②变换反应CO + H2O →CO2 + H2 + Q ③甲烷化反应CO +3 H2 →H2O + CO2 + Q ④加氢反应 C + 2 H2 →CH4 +Q ⑤部分氧化反应 C + 1/2O2 →CO + Q ⑥氧化反应 C + O2 →CO2 + Q ⑦CO2还原反应 C + CO2 →2CO – Q ⑧热裂解反应C n H m →(n/4)CH4 + [(4m-n)/4]C - Q 气化炉内的反应相当复杂，既有气相反应，又有气-固双相反应，对于复杂 物系的平衡，我们引入独立反应数的概念，只要讨论独立反应即可。因为其他反应可通过独立反应的组合而替代。 所谓独立反应数，就是构成物系的物质数与构成物质的元素种数之差。假定煤气化反应在气化炉出口组成达到平衡，气体中含有CO2、CO、H2、O2、H2S、CH4、COS和C等八中物质，而这些物质是由C、H、O和S等四种元素构成，因此，气化反应只有四个独立反应，也就是说，在上述的反应中，我们只要讨论其中任意四个反应就够了。 另外，对于煤气化来说，S含量很低，基本上是一确定值（对于生成H2S、COS的比值），这样独立反应数就只有三个了。由于碳转化率在98%以上，于是独立反应数就只有两个了。所以，对于煤气化反应，只着重讨论变换反应和甲烷化反应两个反应。 煤气化反应的化学平衡： ①变换反应的化学平衡 CO + H2O →CO2 + H2 + 9838Kcal/Kmol 平衡常数计算式如下： K P=PCO2*PH2/PCO*PH2O 式中：K P为该反应平衡常数。PCO2、PH2、PCO、 PH2O分别表示CO2、H2、CO、H2O的平衡分压。LgK P=2182/T – 0.0936LgT +0.000632T – 1.0806×10-7T2-2.2967 式中：T 为平衡温度。从平衡上讲，变换反应为放热反应，降低温度对平衡有利。 但在高温条件 下，CO 变换反应接近平衡。