第七章 煤炭的综合利用 第一节煤的气化 第二节煤的液化 第三节煤的燃烧 第三节石煤和煤研石的利用
第七章 煤炭的综合利用 ◼ 第一节 煤的气化 ◼ 第二节 煤的液化 ◼ 第三节 煤的燃烧 ◼ 第三节 石煤和煤矸石的利用
第一节煤的气化 口定义： 煤的气化是指气化原料（煤或焦炭）与气 化剂（空气、水蒸汽、氧气等）接触，在 定温度压力下，发生一系列复杂的热化 学反应，使原料最大限度地转变为气态可 燃物（煤气）的工艺过程。煤气的有效成 分主要是H2、C0、和CH4等
第一节 煤的气化 ◼ 定义： 煤的气化是指气化原料（煤或焦炭）与气 化剂（空气、水蒸汽、氧气等）接触，在 一定温度压力下，发生一系列复杂的热化 学反应，使原料最大限度地转变为气态可 燃物（煤气）的工艺过程。煤气的有效成 分主要是H2、CO、和CH4等
一、煤炭气化的意义 」1.煤气是洁净的燃料： 发电、工业锅炉、窑炉、城市民用。 ·2煤气是化学合成工业的原料： 合成氨、甲醇、二甲醚、醋酸酐
一、煤炭气化的意义 ◼ 1.煤气是洁净的燃料： 发电、工业锅炉、窑炉、城市民用。 ◼ 2.煤气是化学合成工业的原料： 合成氨、甲醇、二甲醚、醋酸酐
二、煤的气化方法与煤气的种类 (一)煤的气化方法 ·1.按原料在气化炉中的运动状态可分为： 移动床（固定床）气化、流化床（沸腾床） 气化、气流床（悬浮床）气化、熔融床气 化等； 2按气化过程的操作方式可分为：连续式 气化、间歇式气化、循环式气化等： 口 3按压力大小不同可分为：常压气化、加 压气化（中压0.7N3.5MPa,高压 >7.0MPa)
二、煤的气化方法与煤气的种类 ◼ （一）煤的气化方法 ◼ 1.按原料在气化炉中的运动状态可分为： 移动床（固定床）气化、流化床（沸腾床） 气化、气流床（悬浮床）气化、熔融床气 化等； ◼ 2.按气化过程的操作方式可分为：连续式 气化、间歇式气化、循环式气化等； ◼ 3.按压力大小不同可分为：常压气化、加 压气化（中压0.7~3 .5MPa，高压 >7.0MPa）
(二)煤气的种类 ·1空气煤气 ▣2.混合煤气 ▣3.水煤气 ▣4.半水煤气
(二)煤气的种类 ◼ 1.空气煤气 ◼ 2.混合煤气 ◼ 3.水煤气 ◼ 4.半水煤气
三、煤气化的化学反应 1.燃烧反应 C+02→c02-395.4kJ/mol ·2发生炉煤气反应 C+CO2-2C0+167.9KJ/mol ·3碳一水蒸汽反应 C+H2O-CO+H2+135.7KJ/mol 4.变换反应 CO+H2O-CO2+H2-32.2kJ/mol
三、煤气化的化学反应 ◼ 1.燃烧反应 C＋O2→CO2－395.4kJ/mol ◼ 2.发生炉煤气反应 C＋CO2→2CO＋167.9KJ/mol ◼ 3.碳—水蒸汽反应 C＋H2O→CO＋H2＋135.7KJ/mol ◼ 4.变换反应 CO＋H2O→CO2＋H2－32.2kJ/mol
5.碳加氢反应 C+2H2-CH4+39.4kJ/mol σ6热解或脱挥发分反应 CmHn-n/4CH4+(m-n)/4 C 或CmHn+(2m-n/2H2-→mCH4
◼ 5.碳加氢反应 C+2H2→CH4＋39.4kJ/mol ◼ 6.热解或脱挥发分反应 CmHn →n/4CH4+（m－n）/4 C 或CmHn＋（2m－n/2H2→mCH4
三、气化用煤对煤质的要求 移各清对煤质的要求 (1)水分M≤6%。 (2)挥发分Vaar1≤10% (3)灰分A.246. (4)煤灰熔融性ST≥1250°C。 (5)固定碳w(FC)aar>65%。 (6)粒度。粒度13w100mm (7)抗碎强度抗碎强度(>25m)≥65o。 (8)热稳定性。TS+670≥706， (9)反应性。无烟煤的化学反应性较差，但通过提高反 应温度可增加反应性。 (10)硫分。S,d≤1.56
三、气化用煤对煤质的要求 （一）移动床气化法对煤质的要求 1．移动床常压气化法对煤质的要求 （1）水分 Mt≤6%。 （2）挥发分 Vdaf1 ≤ 10%. （3）灰分 Ad24%. （4）煤灰熔融性 ST≥1250℃。 （5）固定碳 w (FC)daf>65% 。 （6）粒度。粒度13~100㎜ （7）抗碎强度抗碎强度（>25㎜） ≥ 65%。 （8）热稳定性。TS+670 ≥ 70%。 （9）反应性。无烟煤的化学反应性较差，但通过提高反 应温度可增 加反应性。 （10）硫分。St,d ≤ 1.5%
2.移动床加压气化对煤质的要求 移动床加压气化典型的气化炉是德国鲁奇公司发 明的鲁奇炉，它采用蒸气一氧（高氧空气）作气 化剂，气化压力为2w3MPa,在压力高而温度不 很高的条件下，可促进甲烷的生成反应；同时由 于加压气化使反应物浓度增高，反应速度加快。 由于气化温度低，鲁奇炉加压气化法可采用灰熔 性低的煤气化、对煤的抗碎强度和热稳定性要求 较低，可气化褐煤，其粒度下限达5m,能采用 高水分(M=20%w30%)和高灰分 (A=306)的劣质煤，对黏结性稍强的烟煤也 能气化
2．移动床加压气化对煤质的要求 ◼ 移动床加压气化典型的气化炉是德国鲁奇公司发 明的鲁奇炉，它采用蒸气一氧（高氧空气）作气 化剂，气化压力为2~3MPa，在压力高而温度不 很高的条件下，可促进甲烷的生成反应；同时由 于加压气化使反应物浓度增高，反应速度加快。 ◼ 由于气化温度低，鲁奇炉加压气化法可采用灰熔 性低的煤气化、对煤的抗碎强度和热稳定性要求 较低，可气化褐煤，其粒度下限达5㎜，能采用 高水分（Mt=20%~30%）和高灰分 （Ad=30%）的劣质煤，对黏结性稍强的烟煤也 能气化
(二)沸腾床气化法及其煤质的要求 沸腾床气化又称流化床气化。 1.对原料煤的要求是活性愈大愈好，所以 用褐煤最好，要求Mar1250°℃，硫分St,d<2%
（二）沸腾床气化法及其煤质的要求 ◼ 沸腾床气化又称流化床气化。 1.对原料煤的要求是活性愈大愈好，所以 用褐煤最好，要求Mar1250℃,硫分St,d<2%