太原东山煤地下气化模型试验研究

通过地下气化模型试验，获得了东山煤地下气化过程的一般规律。进行了东山煤空气气化及纯氧-水蒸气气化试验，研究了鼓风量及气氧比对煤气组成的影响、气化过程的稳定性以及试验条件下的煤层气化速率变化，进行了纯氧-水蒸气地下气化的物料衡算。试验结果表明，东山煤空气气化可以生产低热值空气煤气，鼓风量会影响空气煤气的组成；纯氧-水蒸气地下气化可以获得合格的二甲醚合成原料气，但需根据气化工作面的移动及煤气组成变化，采用移动点供风气化维持气化过程连续稳定进行。气化过程的物料衡算可以用来预测气化煤气的基本组成。气氧比影响煤气组成变化，试验条件下适宜的气氧比范围为1.8～2.2。气化工作面扩展速率在供风点附近出现最大值，变化平稳，瘦煤地下气化具有较高的稳定性。     

科研成果简介

沈北褐煤两段加压气化 目前广泛采用的鲁奇炉移动床加压气化生产城市煤气方法,有着以劣质和高灰高熔点煤为原料,煤气热值高、气化热效率高等优点,但同时产生大量污水,焦油品位低,煤气不能用作工业原料。山西煤炭化学所首次提出了煤的两段加压气化,对鲁奇炉气化法进行革新和改进,并于1985年完成了沈北褐煤两段加压气化模试条件试验。与移动床加压气化法御比,污水排放量减少约1/3,焦油产量减少纹1/3,但其中<170℃的轻馏分增加约36%,>230℃的重馏分减少约20%。干馏段净煤气的高热值为4751kcal/m³,气化段净煤气的甲烷含量约6%,H₂/CO约2,4,无CH₃SH,CS₂及焦油,可作合成原料气。还可利用气化粗煤气的显热生产部分工艺蒸汽。总投资可减少约10%,煤气成本可降低约10%。该项成果于1985年通过鉴定,同时获中科院1986年科技进步三等奖,并已列入国家"七五"攻关项目,着手准备工业试验。     

不同常压流化床煤气化方案的模型预测 Ⅰ. 模型建立及验证

为评价不同气化方案对常压流化床气化的影响，从化学动力学角度并结合化学平衡建立了流化床气化模型，该模型考虑了煤热解和气化所经历的各反应过程。模型预测结果与文献报道的试验数据吻合较好，气化组分的平方误差和在10%左右，表明该模型可以用来预测各种气化方案对常压流化床气化的气化过程、生成煤气组分和气化效率等方面的影响。     

循环流化床(CFB)煤/焦气化反应的研究Ⅲ.同鼓泡流化床(BFB)气化反应的对比

为了更进一步了解ＣＦＢ气化能力和碳利用率，本文报道了两种煤焦（西山焦煤飞灰，神木煤）以二氧化碳及氧气混合物为气化介质，在小型鼓泡流化床上进行气化反应的研究，并与相同气化条件下的循环流化床气化数据进行了比较。研究结果表明：在相同直径气化反应装置上，相同的气化条件下，循环流化床（ＣＦＢ）的气化碳转化率、气化强度远远高于鼓泡流化床（ＢＦＢ）的气化结果，但ＢＦＢ的煤气中可燃气组成高于ＣＦＢ的。ＣＦＢ气化反应装置更适合于生产中、低热值煤气。     

用于煤制天然气的气化-热解耦合系统模拟研究及能量分析

大规模煤制天然气系统中气流床气化是一种重要且富吸引力的技术。对一种气流床气化-热解耦合系统进行了研究。该系统中气化炉分为两段:主要进行煤焦气化的气化段以及主要发生煤热解的热解段。采用流程模拟方法建立了耦合系统模型并与煤气化废锅系统进行了比较。同时,考察了操作条件对耦合系统气化性能的影响,提出了优化的操作条件。结果显示,气化温度1400 ℃时,耦合系统优化的蒸汽煤比为250~300 kg(steam)·t^-1(dry coal)。耦合系统的冷煤气效率为88.18%,高于气化废锅系统(84.14%),且其消耗指标均有所降低。但耦合系统的气化性能受到热解段焦油和CH₄产率很大的影响。耦合系统总体能量利用效率为92.26%,略低于气化废锅系统(93.39%),但其火用效率比气化废锅系统高2.2%。这说明通过热解-气化的耦合方式能够有效回收气化高温合成气中的显热并提高其能量品位。     

快速热处理石油焦与煤的微观结构变化及气化活性分析

为了研究在接近工业气化条件下石油焦和煤的结构和气化活性变化规律的差异,在滴管炉装置内,800~1 400℃对两种石油焦和一种烟煤进行快速热处理。用比表面积孔隙分析仪、XRD分析仪考察快速热处理对石油焦和煤的孔隙结构、碳微晶结构的影响,用热重分析仪考察不同温度快速热处理后石油焦和煤的CO₂气化活性。结果表明,石油焦与煤相比,孔隙结构主要由微孔组成,随快速热处理温度的升高,石油焦和煤微孔比表面积和孔容均先增大后逐渐减小;快速热处理降低了石油焦和煤的石墨化程度,石油焦碳微晶结构变化主要表现在堆垛高度的变化,而煤的碳微晶结构变化在衍射峰对应的2θ₀₀₂值、晶面间距和堆垛高度上均有体现;石油焦和煤的气化活性随快速热处理温度升高的变化趋势不同,但均与碳微晶结构参数(石墨化程度)的变化紧密相关。     

滴管炉内新疆后峡煤挥发分释放和形态变化

对新疆后峡煤和滴管炉内的快速热解焦的比表面积、平均孔径、粒径和表面结构进行了分析,研究快速热解过程中原煤的形态变化。将热解焦在热重分析仪上进行气化实验,研究形态变化对气化反应的影响。结果表明,随热解温度的升高,煤焦比表面积与平均孔径变化趋势不同;快速热解过程中煤颗粒除破碎外,还会发生膨胀及凝聚形态变化;不同热解碎片气化趋势不一样,1200℃热解温度下的热解焦气化稳定性最好。     

煤和生物质共气化制备富氢气体的实验研究

在煤处理量为8kg/h的小型流化床反应器上,以富氧空气和水蒸气为气化介质,对煤和生物质共气化制取富氢燃气进行了实验研究。在850℃～1 050℃主要考察了空气当量比、水碳比、生物质比例和生物质种类对燃气组成和气体产率的影响。结果表明,对煤和稻草混合体系,稻草质量比为33%时,空气当量比增加,CO2含量显著增加,H2、CO和CH4含量减少,气体产率增加;水碳比增加,CO2和CH4含量增加,CO和H2含量减小,气体产率先增加后减小;生物质比例增加,CO2、H2和CH4含量增加,CO含量降低,气体产率先增加后减小,当生物质比例小于50%时,可以实现体系的稳定运行。对于三种不同的煤与生物质混合体系,煤与高粱秆共气化所得煤气中H2含量最高,气体产率的顺序为:煤/木屑煤/高粱秆煤/稻草煤。实验中H2在煤气中的体积分数最高可达37.25%,最大产率为0.54m3/kg。     

福建无烟粉煤纸浆黑液富氧流化床催化气化研究

在实验室小型流化床反应器中研究了福建龙岩无烟粉煤纸浆黑液富氧催化气化的特性，考察了纸浆黑液催化剂添加量不同时氧体积分数变化对碳转化率、产气率、煤气组成与热值的影响。结果表明，纸浆黑液催化和富氧气体燃烧的双重作用明显地提高了煤的碳转化率和煤气有效组成；纸浆黑液中钠碱对煤焦气化的催化与对煤灰分中SiO2和Al2O3等氧化物的熔制反应同时发生并存在着竞争；纸浆黑液中钠碱对高温碳与气化剂之间多种反应表现出不同程度的促进。龙岩无烟粉煤在纸浆黑液富氧催化气化时适宜操作条件是氧的体积分数40％和蒸汽/富氧比为1.4kg/m3～2.0kg/m3。碳转化率94％、煤产气率为3.62m3/kg、煤气热值为7.33mJ/m3。     

气相色谱法测定高硫化氢含量气体中微量有机硫化合物

近年来,我国煤化工的研究热点主要集中在煤制甲醇[1]、煤制烯烃[2]、煤制油[3]、煤制乙二醇[4]等煤制化工产品领域.在各类煤制化工产品的合成过程中,均需要使用煤气化净化合成气作为原料气,其中硫的物质的量占比应不高于 5.0×10-3.煤气化方法主要包括德士古水煤浆加压气化法[5]和德国西门子GSP气化法[6-7]....     

中国烟煤的气化问题

绪言现代国民经济的发展,首先是重工业的发展,不使用煤气是不可设想的。煤气是最方便、最经济的燃料,也是化学工业的原料.在工业上使用煤气可以大大地强化生产过程,提高劳动生产率,改善劳动条件和企业的环境卫生条件,并能使生产自动化.作为劳动人民日常生活应用,在使城市煤气化方面,气体燃料也具有重要的意义.一般认为,最经济的供气来源是天然气,而在没有天然气的地区,使用气化固体燃料制得的发生炉煤气是合理的.在中华人民共和国的条件下,没有已开发的大量的天然气资源,而有大量的固体燃枓     

利用小方爐乾餾煤生產小高爐用焦、液體燃料及發電用煤氣

煤用气燃式小方炉来乾馏,可以解决当前迫切需要的小高炉用焦,拖拉机、排灌机、内燃机、发电机等所需要的轻、重柴油和汽油,以及发电动力用煤气的来源。炉型和操作比较简易,可遍地开花,煤也可以得到较完善的综合利用。本报导主要介绍抚顺煤在小方炉内乾馏的试验结果和所得乾馏焦油的加工方法。     

气相色谱法测定工业甲醇的纯度

哈尔滨气化厂主要以煤为原料生产城市用煤气，主要副产品为工业甲醇。在生产过程中，为调整工艺的需要，有些生产厂家对甲醇有特殊要求。为此必须对工业甲醇的纯度作出分析。     

水煤浆气化炉的数学模拟

本文以水煤 浆气化炉气化过程的三区模型为基础，提出了计算气化炉出口煤气组成的混合模型，计算值与工厂测定值吻合良好。以A、M、N三种不同组成的煤为例，预测了煤种、气化压力、氧碳比、水煤浆浓度、热损失等因素对气化结果的影响。模拟结果表明，气化炉热损失显著影响煤气出口温度与级,适宜的氧碳比约为0.88左右，适宜的水煤浆浓度约为65％。     

宝钢焦炭质量预测模型Ⅰ.影响焦炭热性质的因素

根据19种单种煤和64个配煤方案在模拟焦炉（SCO炉）上的试验，研究了原料煤性质对焦炭热性质的影响。结果：表明，煤中的无机组分对焦炭的热性质影响也较大，矿物质催化指数MCI与焦炭的热性质存在较好的线性关系。配合煤的煤质指标中Vd,Ad,Std具有较好的加和性，G,IgMF在一定范围内具有加和性，Y值，奥亚膨胀度（全膨胀a b)，的实测值高于其加和值，此外成型煤的配入对焦炭的热性质改善效果明显。     

我国几个煤种的加压气化条件研究

在实验室小型装置上,于近似工业炉的条件下,对我国三个矿区十个煤样进行了加压气化条件的研究。考察了操作压力、蒸汽氧气比及气化强度对气化各指标的影响,找出了半工业装置较适合的操作条件,同时在小型装置模拟工业炉条件的可能性方面进行了初步探讨。结果表明,沈北及昆明松华褐煤是适用的原料;大同烟煤由于粘结性大,操作困难和气化指标不佳,应在有搅拌装置的工业炉上进行试验才能确定共适用性。     

福建无烟粉煤催化气化

报导了福建无烟粉煤在碱性催化剂作用下的催化气化工作进展,在小型Φ１８ｍｍ固定床与Φ２０ｍｍ流化床中,进行了水蒸气气化、混合气（空气／水蒸气）气化,采用复合１催化剂添加量８％,８５０～９００℃及流化床条件下,即可获得产气率Ｖ＞３ｍ３／ｋｇ煤（无催化剂时,Ｖ＜１．６ｍ３／ｋｇ煤）及煤气热值ＱＬＶＨ＞９ＭＪ／ｍ３（水蒸气气化）与＞６ＭＪ／ｍ３（混合气气化）的结果,并与无烟煤气化的工业装置进行了比较,这为无烟粉煤有效转化的工业化试验提供了最重要的依据     

《中国煤炭性质、分类和利用》

煤炭是我国的主要能源和原料 ,但当前面临利用过程中存在的低效及严重污染等问题。究其原因 ,部分是由于煤炭供需双方缺少对煤炭性质和分类的深入了解。《中国煤炭性质、分类和利用》一书 ,是从煤性质入手 ,以煤分类为主线 ,将煤的类别、组成、特性与煤的加工利用紧密联系起来 ,阐述煤质和分类对煤的燃烧、气化、焦化和液化及对环境影响的指导作用 ,以期从中国煤炭资源、性质与分类到煤化工及有效、洁净利用工程之间架起一座桥梁。它的出版将填补这一方面的空白。本书在编写方式与学术内容方面都颇有新意。全书共十章 :1.绪论 ;　 2 .中国煤…     

《中国煤炭性质、分类和利用》

煤炭是我国的主要能源和原料 ,但当前面临利用过程中存在的低效及严重污染等问题。究其原因 ,部分是由于煤炭供需双方缺少对煤炭性质和分类的深入了解。《中国煤炭性质、分类和利用》一书 ,是从煤性质入手 ,以煤分类为主线 ,将煤的类别、组成、特性与煤的加工利用紧密联系起来 ,阐述煤质和分类对煤的燃烧、气化、焦化和液化及对环境影响的指导作用 ,以期从中国煤炭资源、性质与分类到煤化工及有效、洁净利用工程之间架起一座桥梁。它的出版将填补这一方面的空白。本书在编写方式与学术内容方面都颇有新意。全书共十章 :1.绪论 ;　 2 .中国煤…     

有机钾盐催化剂在流化床煤催化气化工艺条件研究

采用等体积浸渍法制备出有机钾盐催化剂,在流化床试验装置上具有较高的煤催化气化性能.进行气化温度、压力、初始煤水质量比和载气流速等工艺条件试验,以煤炭转变为的气相产物转化率和甲烷产率(累积生成量)作为两个主要考察指标.通过试验得出煤气化反应条件对催化剂性能具有显著的影响,在流化床装置上优选工艺条件范围是温度700～800...