煤化工工艺技术评述与展望 Ⅰ.煤气化技术

全文评述了煤化工的三个工业化层次 ,分四个部分分别讨论煤气化技术、合成气制乙烯与二甲醚的研究方向、甲醇的大型化和国产化、合成油的工业化途径等问题 ,从工业化的角度来探讨煤化工工艺技术的发展、特别是新技术的产业化问题。本文作为第一部分重点评述煤气化技术发展状态及在我国应用与开发的工程化问题。     

序言

正近年来,中国现代煤化工技术不断突破,成功打开了煤气化、煤制油、天然气、烯烃、乙二醇、乙醇等多种燃料/化工品的"大门",取得了令人瞩目的成果,蹚出了一条煤炭洁净高效利用之路,现代煤化工的能源安全战略价值逐渐凸显。同时,现代煤化工发展也面临着巨大挑战,煤炭本身的能源利用与化工转化效率依然偏低,环境容量与水资源约束、温室气体减排等环境问题仍然是煤化工发展的主要制约因素,     

我国的新型煤化工产业——煤制甲醇

对我国新型煤化工产业煤气化生产合成气和煤制甲醇的生产工艺作了介绍,涉及煤资源综合利用、低碳绿色化学工业、反应条件的选择以及我国新型煤化工产业的发展特点和成就等.     

现代煤气化技术的开发与进展

评述了现代煤气化技术开发现状，对加压固定床气化，流化床气化，水煤浆气流床气化和干粉气流床气化典型代表技术的发展进行分析。结合热力学和动力学分析提出了未来煤气化技术发展的原则。鉴于目前制氧成本仍然是制约煤气化技术发展的最大因素，认为一方面应加速高效廉价的大规模制氧技术的开发，另一方面要注重氧耗低的气化技术的开发，重视过程集成概念和技术经济的优化。理论分析和已有研究表明粉煤/块煤双粒级进料液态排渣固定床气化、两段（多段）进料干粉气流床气化、流化床部分气化与气流床气化或CFB燃烧集成技术具有各自特点和良好的发展前景。     

基于煤气化渣特性的环境功能材料制备与应用研究进展

随着煤气化技术的兴起,煤气化渣（CGS）的产生量和堆存量越来越大,逐渐成为煤化工基地亟需解决的问题。CGS是一种廉价易得的工业废物,因其富含SiO2、Al2O3、残余炭以及矿质营养成分,且具有比表面积大、孔隙发达等特点,使得其在制备吸附剂（介孔二氧化硅、分子筛、陶瓷膜、混凝剂等）、土壤改良剂（土壤调节剂、堆肥、沙土改良等）、催化剂等领域存在天然优势。文中分析了气化渣的粒度分布、孔隙结构、化学矿物以及元素组成,归纳了CGS基介孔二氧化硅、分子筛及其复合材料的制备方法,重点阐述了CGS基多孔材料对重金属、有机染料、氨氮等污染物吸附性能,以及CGS应用于土壤调节剂、堆肥添加剂和沙土改良的研究进展。目前的研究表明,CGS在水体污染物吸附和土壤改良上具备一定优势,但其理化性质的差异性和重金属的生物有效性成为限制其利用的重要条件,并且复杂的工艺流程和较高的经济成本也是实现工业化的制约因素。为促进煤气化渣的资源化利用,需建立起CGS制备多孔吸附剂及其复合材料的信息库,以便不同产地的CGS有针对性的资源化利用。由于有机模板剂的加入,分子筛制备过程产生的废液废渣可能引起污染,应加强绿色合成分子筛的研究,探寻有效的非金属复合材料的制备方法,以减少环境污染的可能。此外,吸附剂应具备良好的再生性能,可将吸附、磁分离技术和解吸技术结合,通过嫁接、浸渍等技术将微生物或磁性Fe3O4负载与改性CGS上,实现CGS基复合材料的循环利用。使用生物、植物或化学技术降低CGS有害成分的生物有效性,从而减小CGS与沙土复配时二次污染的可能。为提高企业经济效益,未来研究中,应加强CGS的分级利用,实现其各自利用效益的最大化。     

气相色谱法测定高硫化氢含量气体中微量有机硫化合物

正近年来,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]。在进行煤气化时,原煤中的杂质硫会反应生成硫化氢、羰基硫化物等含硫副产物[8],物质的量占比约为0.5%[9],     

煤气化可弃型催化剂

煤的高效催化气化技术是提高煤气化效率的重要途径。目前,除CaCO₃以外,其他碱金属、碱土金属与过渡金属类催化剂都由于成本较高、回收困难等问题并未广泛应用。可弃型催化剂具有廉价、不必回收、环保并兼有调节灰熔特性、固硫等优点,近年来在煤气化领域的研究和应用受到广泛关注。本文综述了国内外几类可弃型催化剂在煤气化领域的研究进展,包括钙基、工业废液、废渣和生物质灰等催化剂的催化特性及其机理,讨论了在实际应用中存在的问题,展望了未来煤气化可弃型催化剂的发展前景。     

单原子材料在二氧化碳催化中的技术经济分析与产业化应用前景

近年来, 随着科学研究的不断深入, 单原子催化剂由于具有高活性与高选择性等突出特点被广泛挖掘和应用. 作为连接多相与均相催化的桥梁, 单原子催化剂已经成为催化领域的重要研究对象之一, 具有广泛的工业化应用前景. 本文对单原子催化剂的发展历程、 特点及其在不同领域的应用进行了概括, 综合评述了当前CO₂还原领域的技术经济分析, 并首次对单原子材料催化转化CO₂进行了技术经济分析与计算. 最后, 对单原子催化剂在CO₂还原领域中工业化应用的未来发展方向及亟需解决的关键科学和技术问题进行了展望, 以期推动单原子催化材料的进一步广泛应用.     

煤化工工艺技术评述与展望Ⅳ．煤间接液化技术

评述了国内外煤间接液化合成液体燃料开发趋势和工业化状况,从催化剂研制,F－T合成反应器开发,合成油工艺路线,工艺软件开发,工艺集成优化和技术经济分析等方面进行了讨论,指出发展洁净高效煤基合成液体燃料工业过程是解决我国燃油短缺的根本途径,并对我国煤制油工业化开发工作和示范厂建立提出一些建议和展望。     

煤炭间接液化:从基础到工业化

中国需要自主发展煤炭间接液化工业化技术,以缓解油品供应的紧张局面,保障经济的可持续发展.近年来中国成功地进行了煤炭间接液化示范厂的运行,掌握了成熟可靠的费托合成催化剂技术和大型合成反应器技术,正在设计和建设百万吨级合成油商业厂.本文简要介绍了国内外煤炭间接液化技术发展状态,评述了我国煤炭间接液化技术在费托合成反应机理、催化剂研制、反应动力学、反应器设计、系统工艺集成、油品加工等方面从基础到工程技术的研究进展,分析了我国建设百万吨级煤炭间接液化商业厂需要解决的关键基础和工程技术问题,并对我国未来煤制油产业化发展的前景以及所面临的挑战与对策进行了展望.