煤化工工艺原理范例6篇

煤化工工艺原理

煤化工工艺原理范文1

【关键词】选煤;工艺流程;重介质分选

1 重介质选煤概述

在解决了设备耐磨、介质回收、工艺简化等问题后,重介质选煤以其分选效率高、对煤质适应性强、可实现低密度分选、操作方便和易于实现自动控制等优点,深受世界各产煤大国的重视。美国、澳大利亚和南非的重介质选煤工艺在各国的原煤入选比例中分别占56%、90%和90%以上。我国从事重介质选煤技术的研究起步于20世纪50年代中期,“十五”期间,在政策引导和市场拉动下,我国的重介质旋流器选煤技术发展迅速,开发了具有自主知识产权的新工艺、新设备,为重介质选煤技术的推广应用和煤炭企业经济效益的提升作出了贡献。近年来,我国重介质选煤技术创新在简化工艺系统、设备大型化、提高重介质旋流器人料上限、降低有效分选下限以及生产过程自动控制等方面取得了突破性成就,我国重介质选煤方法所占比例已超过跳汰法达到44%。重介质选煤工艺流程也越来越简化,采用一套介质回收净化系统,实现了100~0mm原煤分级入选。但是,重介质选煤工艺还存在一些具体问题需要进一步研究。在充分考虑简化重介质选煤工艺流程的同时,应考虑如何改进重介质选煤工艺流程,以提高精煤产率为目的,增加企业经济效益和社会效益。

2 几种典型的重介质选煤工艺流程

根据人选原料煤粒度及产品结构不同,重介质选煤工艺有多种,分选效果各不相同。本文介绍几种目前应用较成功的重介质选煤工艺流程。

2.1跳汰粗选一重介质旋流器精选工艺

跳汰粗选一重介质旋流器精选工艺流程适于原煤可选性好,排矸密度约1.80kg/L,采用跳汰方法即可实现高效分选的选煤厂。采用跳汰机进行预排矸,可以有效降低矸石含量波动对重介质旋流器分选的影响,并减少重介质选的入料量和旋流器的磨损,而且精煤产品质量较高。缺点是工艺流程较复杂,设备种类较多,中煤中损失一些精煤,因此精煤产率较低。我国在20世纪90年代初期设计的兴隆庄选煤厂、桃山选煤厂、盘北选煤厂、北岗选煤厂等采用该工艺流程。实践表明,该工艺可生产低灰精煤,但精煤产率较低,中煤中一1.4g/cm。密度级含量高达15%。该工艺对于原煤含矸率较高、煤质波动较大以及已有跳汰分选系统进行技术改造时,具有一定的优越性。

2.2块煤重介质分选机一末煤重介质旋流器分选工艺

块煤重介质分选机末煤重介质旋流器分选工艺流程中块煤、末煤分别采用重介质分选,充分发挥了重介质分选机处理量大、旋流器分选精度高的特点,可满足大型选煤厂生产工艺的要求。我国最大的安家岭选煤厂采用此工艺流程,年入选原煤达到1500万t。此流程主要适用于煤泥含量较大,矸石易泥化,或对块煤产品有特殊用途的大型选煤厂。该工艺流程介质回收系统较复杂,管理不方便。

2.3块煤跳汰一末煤重介质旋流器分选工艺

块煤跳汰一末煤重介质旋流器分选工艺流程发挥了跳汰机选煤成本低、处理量大及重介质旋流器分选精度高的特点。采用该工艺可降低选煤成本,同时保证末精煤产品质量。我国自行设计的第一座全部设备国产化的三产品重介质选煤厂——铁东选煤厂采用该工艺。运行结果表明,精煤产品质量较高,但产率较低。此工艺适用于块煤可选性较好、末煤可选性较难并有块精煤用户的选煤厂。

2.4三产品重介质旋流器分级分选工艺

三产品重介质旋流器分级分选工艺先将原料煤进行预先分级脱泥,粗粒煤(80-2mm)进人大直径(1400mm)重介质旋流器分选,细粒煤(2-0.5mm)进入小直径重介质旋流器分选,煤泥进入浮选系统。采用一套介质回收净化系统,实现80-0mm级原煤的分级入选。由于采用大型设备及科学合理的设备布置形式,因此,简化了脱介、介质回收工艺流程,降低了基建投资和生产费用。该工艺是我国“十五”开发并推出的新工艺,目前已有山西神州煤电焦化股份有限公司晋阳选煤厂、汾西矿业集团介休选煤厂、山东新汶矿业集团翟镇矿选煤厂、内蒙古庆华集团百灵选煤厂和乌斯太选煤厂采用此工艺流程。该工艺适合人选原料煤煤泥含量较高、块煤与末煤理论分选密度相差较小、块煤中夹矸煤含量较少的选煤厂。

2.5三产品重介质旋流器分选工艺

三产品重介质旋流器分选工艺可以用单一低密度重悬浮液一次分选出精煤、中煤、矸石三种质量合格的产品,较之二产品重介质旋流器分选工艺可以省去一套高密度重悬浮液的制备、输送、回收系统。该工艺有两种形式,即有压给料和无压给料三产品重介质旋流器分选工艺。无压给料分选工艺以其流程简单、操作方便、基建投资低等优点,被新建厂或改造厂普遍看好,并得到推广应用。目前采用该工艺的选煤厂总设计能力超150Mt/a,约占我国选煤能力的20%以上,并成为我国选煤厂主要的选煤工艺。采用三产品重介质旋流器分选虽然可以降低基建投资和运行成本,但中煤(洗混煤)分选密度的调节比较困难,在原煤含矸率变化较大的情况下尤其明显。

3 几点建议

3.1对于大型及大型以上选煤厂,块煤与末煤分选密度差距较大时,应采用分级入选,具体分级粒度根据实际煤质资料确定。建议选用浅槽重介质分选机进行块煤排矸,然后将粗精块煤粉碎与末煤一起给人三产品重介质旋流器分选。

3.2对于采用大直径三产品旋重介质流器分选工艺的选煤厂,由于流体运动阻力的差异,不同粒度物料的实际分选密度也存在差异。入料粒度上限越大,分选粒度越宽,实际分选密度差异就越大,综合分选效果就越低。考虑到大颗粒的中煤中含有夹矸煤,粉碎后可解离出一定量精煤,建议对块中煤进行破碎解离分析后,确定中煤再选方案。对于稀缺煤种的分选应设中煤旋流器再选工艺流程,中煤再选旋流器可利用主选旋流器所用的合格介质,工艺并不复杂。

3.3对于煤泥含量较多(>15%)的原料煤的分选,应尽量选用脱泥入选,以减少合格介质的分流量,保证介质系统的稳定,改善旋流器分选效果,降低介质消耗。此外,可以减少次生煤泥量,尽量避免或减少煤的泥化程度,同时也可以改善细粒煤在重介质旋流器中的分选条件,提高分选效率。

3.4对于准备将跳汰工艺改为重介质旋流器分选工艺的选煤厂,建议根据实际生产煤质资料,利用原有跳汰机进行块煤排矸,将粗块精煤粉碎后与末煤一起给人三产品重介质旋流器分选。该工艺可以减少建设投资,增加原煤人选量,对原料煤中矸石含量较多的选煤厂效果非常突出。

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关键词:中低温煤焦油 加氢改质 煤焦油

一、煤焦油加氢的目的及原理

煤炭在进行干馏、气化或热解过程中会获得多种液体产品,而煤焦油就是其中之一,其中含有大量的烯烃、多环芳烃等不饱和烃以及硫、氮化合物,煤焦油通常具有酸度高、胶质含量高、产品安定性差等特点,因此无法作为优质燃油出厂使用。而对于煤焦油可以通过加氢改质工艺,在一定温度、压力以及催化剂的共同作用下,完成脱硫、饱和烃饱和、脱氮反应、芳烃饱和等作用,以实现改善煤焦油安定性、降低硫含量记忆芳烃含量的目的,最终获得优质燃料油,达到汽油、柴油调和油的质量要求。煤焦油在进行加氢处理过程中发生的反应主要有加氢脱硫、加氢脱氮、加氢脱氧、加氢脱金属及不饱和烃如烯烃和芳烃的加氢饱和反应。而煤焦油子啊经过加氢处理后,其原本所含有的硫、氮以及氧杂原子将风别转化为硫化氢、氨和水;此外,其中所包含的有机金属化合物将转化为相应的金属硫化物而得到脱除;不饱和烯烃和芳烃在经过加氢饱和后将会生成相应的烃类、煤焦油在经过加氢处理后,加氢产物经过分离以及后续工艺的处理后,可以得到硫、氮、芳烃含量较低的汽油、柴油等环境友好型清洁燃料。

二、煤焦油加氢工艺简介

1.加氢精制工艺

对煤焦油进行加氢精致工艺是煤焦油加氢工艺使用较为广泛的一种,主要是要以煤焦油的轻馏分油或全馏分油作为基本原料,并通过加氢精致或加氢处理等过程,来实现脱除原煤焦油中的硫、氮、氧、金属等杂质以及饱和烯烃和芳烃等,进而生产出石脑油、柴油、低硫低氮重质燃料油或碳材料的原料等产品。这种煤焦油加氢工艺的有点在于其工艺流程相对简单,但是也存在原料利用率较低的缺点,这种加氢工艺所出产产品的十六烷值通常较低。此外,经过预处理后的煤焦油在用泵打出并与煤焦油轻质馏分等充分混合进入加氢原料缓冲罐中,后再将原料经泵打出与氢气进行混合并加热后进行加氢反应,加氢后的生成物在进入换热器中冷却,再进入分离器进行气液分离处理,通过分离得到的液相分入分馏塔内,塔顶的轻质油极为石脑油,而踏地柴油经过过滤处理后就成为产品柴油。

2.加氢精制-加氢裂化工艺

煤焦油加氢精制-加氢裂化工艺主要是以全馏分煤焦油作为基本原料,后通过加氢精制-加氢裂化过程将煤焦油中的重油或沥青转化为轻馏分油,最大限度的提高了轻油收率。这种技术与煤焦油加氢将至技术相比,增加爱了加氢裂化的过程,这样工艺操作流程也就相对复杂,过程操作的稳定性也弱与加氢精制工艺;其欧典在于轻油收率较高,极大的提高了煤焦油资源的利用效率。

3.非均相悬浮床加氢工艺

我国煤炭科学研究总院煤化工研究分院进行自行研发了一种非均相催化剂的煤焦油悬浮床加氢工艺方法-BRICC煤焦油加工技术。这种加氢工艺的加氢过程主要是:首先将拖出了催化剂的循环油以及以下部分温度小于370摄氏度的重馏分油的煤焦油与加氢催化剂以及硫化剂进行充分的均匀混合,以此得到催化剂油浆;后经催化剂油浆与剩下的大部分370摄氏度的重馏分油的煤焦油经过原料泵进行升压、升温处理,处理后进入悬浮窗加氢反应器再进行加氢裂化反应,而反应器在反应过程中流出的化合物经过高温、低温分离器后将得到液固相高低分油混合物和富氢气体两部分。这种BRICC加工技术可以实现将全部重沥青回炼裂化为小分子产品,同时也能够实现催化剂的脱除,能够实现煤焦油催化剂循环利用的目的,极大的提高了原料和催化剂的使用效率。

4.液相裂解加氢工艺

除了以上三种低温煤焦油加氢处理工艺外,中国科学院石油研究所等单位也对低温煤焦油的性质做了更全面的饿分析,并在对低温煤焦油加氢催化剂斤西瓜深入研究后,又开发了煤焦油的中高压液相加氢工艺。这种液相裂解加氢工艺主要以低温煤焦油重馏分作为主要原料,并在一定的温度、压力以及催化剂的工藤哟作用下,对煤焦油继续拧裂解加氢,并制的汽油、柴油等产品。

三、煤焦油加氢工艺技术应用前景

煤焦油加氢工艺各种技术均有着各自的优点及缺点,在实际的生产应用过程中,均能够通过突出其技术优越性来实现生产目的。而由于煤焦油在不同受热解炉或气化炉的加工过程中均会受到不同程度的波动影响,这样其性质和组成结果也就会相差极大,此外,由于原料油的不同对产品性能的影响也相对较大。上述各种因素均制约了现有中低温煤焦油加氢改质工艺在煤焦油加工领域中的普遍推广和应用。在通过对中低温煤焦油加氢改质工艺的将论述基层上,本人认为未来煤焦油加氢改质工艺的发展可以重点注意以下几方面的问题:

1.要重点加大对煤焦油深加工产品以及相关的精细化工产品的技术开发和资金投入,引导相关科研机构积极的对煤焦油新型清洁利用加氢技术进行研究,并大力的开发使之能够真正的应用于生产。

2.在现有的加氢精制-加氢裂化工艺技术基础上,还必须要参考已有的成熟工艺和技术,并在加工过程中要根据原料油的性质和组成的不同,积极的研制煤焦油专用加氢精制、裂化和改质催化剂,并不断的开发出能够适合多种煤焦油加氢的高效催化剂,以此来拓宽中低温煤焦油加氢改质工艺进行生产轻质燃料油的原料渠道。

3.必须要重视对影响催化剂活性和选择性的因素的分析和探讨,要重点分析加氢反应的条件,不断的通过实验来优化各种加氢工艺的具体参数,保证加氢催化剂能够实现高效和持续稳定地使用,最大限度的提高燃料油收率,实现煤焦油加氢效益最大化的经济目的。

参考文献

[1]付晓东.煤气化副产品焦油的加氢转化[J].化学工程师,2005,115(14):53-54.

煤化工工艺原理范文3

关键词 煤气化 Luigr GSP

煤炭气化是煤炭转化的主导途径之一,也是煤化工技术的核心。气化过程是煤炭的一个热化学加工过程,它是以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或工业纯氧)、水蒸气、CO2等为气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。气化时所得的可燃气体称为煤气,进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。不论采用何种气化炉,产生的煤气都需经过净化、变换工段才能作为原料气使用。故气化炉的不同是各气化工艺最大的区别。目前,Luigr工艺与GSP工艺是工业应用中的最为成熟、应用最为广泛,且是设计首选的工艺技术。本文就这两种工艺的特点进行比较。

一、Luigr工艺

1.Luigr气化工艺概况。Luigr气化工艺是由德国Luigr公司开发设计的以块煤为气化原料的移动床加压气化技术。煤块由气化炉顶部加入,气化剂由气化炉底部通入,煤料与气化剂在气化炉内逆流接触。煤在气化炉内从上向下经过干燥层、干馏层、甲烷层、气化层(还原层)、氧化层和灰渣层,而气化剂从下至上进入煤料床层内,一次被预热并与煤焦发生燃烧及气化反应,产生高温煤气的显热使原料煤干馏和干燥,同时降低了出口煤气的温度,有利于后序煤气的净化。灰渣的显热预热了入炉的气化剂后,落入灰锁,间断性地卸到渣箱内,定期排出。液态排渣鲁奇炉特别适合于气化高挥发分、低反应性的次烟煤,而固态排渣鲁奇炉又非常适合处理高灰、高灰熔融性及高反应性的煤,两者可相互补充。但鲁奇固态排渣气化炉在使用焦粘结性煤时,容易造成床体堵塞,使气流不畅,煤气质量不稳定。另外,由于煤在炉内需停留0.5 h~1h,因而单炉气化容量无法设计很大。

2.Luigr气化工艺的特点。(1)原料使用范围广。除黏结性较强的烟煤外,从褐煤到无烟煤均可气化。(2)气化压力高、气流速度低,可气化碎煤。(3)可气化水分、灰分较高的劣质煤。(4)单炉生产能力大。(5)气化过程是连续的,有利于实现自动控制。(6)设备和管道尺寸小。(7)气化较年轻的煤时,可以得到各种有价值的副产品。(8)通过改变压力和后续工艺流程,可以获得不同比例的化工合成原料气。典型Luigr气化工艺流程见图1。

二、 GSP工艺

1.GSP气化技术概况。GSP气化技术是由原东德的德意志燃料研究所开发的加压气流床气化技术。20世纪70年代,前民主德国燃料研究所在弗莱堡先后建成热负荷为3 MW、5 MW的中试装置,对几十种煤进行了试验。1984年在黑水泵气化厂建成投煤量为720 t/d的示范装置。该套装置以煤为原料一直运行到1991年,后来将原料改为焦油、油渣等。

GSP气化技术科采用干煤粉和水煤浆两种方式进料,气化温度达1400 ℃~1700 ℃。压力最高达8 MPa,碳转化率达99%,开工方便,无需备炉,设备投资和运行费用相对较低。工业技术成熟,目前有5套装置运行,国内尚无示范装置。原料煤经粉碎、干燥后,在球磨机中磨成80%以上的煤粉,粒度小于0.2 mm,并同除尘器中返回的飞灰一起,经系统与氧气、水蒸气一起通过炉顶的单烧嘴喷入气化炉发生气化反应,生产粗煤气和熔渣并向下流,进入激冷室。粗煤气经脱氧水喷淋降温到220 ℃,送入洗涤塔洗涤除尘,接着进行粗煤气的变换、冷却、冷凝和脱硫,最后送至往后工序。

2.GSP气化工艺的特点。(1)煤种适应性强。(2)技术指标优越。(3)氧耗低。(4)设备寿命长,维护量小,连续运行周期长,在线率高。(5)开、停车操作方便,且时间短。(6)操作弹性大。(7)自动化水平高。(8)对环境影响小。(9)工艺流程短。

三、Luigr和GSP气工艺技术对比

Luigr气化工艺与GSP气化工艺的主要特性对比,见表1。

1.结构方面。GSP气化炉结构较为简单,气化炉较大,使用稳定性较好;Luigr炉由于煤锁体系较为复杂,导致其整体结构较为复杂,且气化炉较小。但由于GSP炉需进口,而Luigr炉则基本实现国产,故这两种工艺的气化装置的投资费用相差不大,GSP稍高。

2.工艺产品方面。GSP气化工艺产品主要为煤气,副产物种类和产量都较少,粗煤气中CO、H2含量较高,达到95%左右,煤气化程度较高;Luigr碎煤加压气化所产出的粗煤气中,H2、CO2含量较低,为60%左右,且产品除了煤气之外,还主要副产煤焦油。但煤化工的两条最主要合成路线――甲醇合成和SNG合成,其合成产品量都是由氢气的量决定的,而GSP工艺所产生的炉气中CO的量远高于H2(CO约为71%,H2约为24%),故大量的CO需经变换反应生成H2,同时产生大量CO2,使得大量碳质被浪费,而Luigr工艺的炉气中CO约为25%,H2约为40%,CO需要变换的量较少

3.环境影响方面。GSP工艺的废气量高于Luigr工艺(GSP工艺约为Luigr工艺的2倍),其原因一方面是由于GSP的耗空气量较大,空分规模高于Luigr工艺,大量污气N2被排放;另一方面是大量CO需经变换反应生成CO2,CO2基本直接被排入大气中。N2和CO2成为GSP工艺废气量较高的主要因素。GSP工艺的废水量低于Luigr工艺,这是由于Luigr工艺会产生焦油,故需要进行油气水分离阶段,导致污水增多。GSP工艺的废固量高于Luigr工艺,这是由于Luigr工艺中有部分不易气化的残炭进入焦油中,成为焦油中的重要组成部分,而GSP工艺则只能将这部分残炭排入废渣中,因此导致废固量增加。

4.整体投资方面。GSP工艺与Luigr工艺相差不大。分析投资组成,二者差距较大的装置为空分装置和公用工程。GSP工艺的耗气量较大,其空分装置规模较大,GSP工艺空分装置的投资约为Luigr工艺的2倍。由于Luigr工艺有副产品煤焦油,导致污水处理部分的流程长,故投资费用远高于GSP工艺,约为GSP工艺的20倍。GSP工艺需处理的废水量小,环保投资较低。

四、结束语

GSP工艺与Luigr工艺目前都有正式的生产应用,都属于较为成熟的工艺技术,但我国引进Luigr工艺时间较长,对工艺的消化吸收较好,所有设备基本实现国产。而GSP气化工艺由于引进的时间较晚,主体设备需要进口。

参考文献

[1]崔意华,袁善录.GSP加压气流床气化技术工艺分析[J].煤炭转化, 2008, 31(1).

[2]尤彪,詹俊怀.固定床煤气化技术的发展及前景[J].中氮肥, 2009,(9).

煤化工工艺原理范文4

本文首先介绍了选煤厂常用的选煤工艺,其次对选煤工艺设计方法进行分析,然后阐述选煤工艺设计的发展趋势,最后提出选煤工艺管理方法。

关键词:

选煤工艺;设计;管理;发展

1选煤厂常用的选煤工艺

选煤就是选煤厂通过机械处理的方法,依据原煤的物理化学性质的差异,将原煤中的矸石和其他杂志分选去除,从而获得高质量的煤炭。选煤厂选煤需要多个连续作业的机械加工过程组成。目前我国常用的选煤工艺包括以下几种:①跳汰+浮选选煤工艺;②三产品重介+浮选选煤工艺;③跳汰初选+粗精煤重介+浮选选煤工艺;④大直径重介旋流器+粗煤泥分选+浮选选煤工艺;⑤块煤重介+末煤重介+浮选选煤工艺。跳汰选煤方法不改变煤的物理性质,通过上下脉动为主的介质中实现物料分选的重力选煤方法,目前在我国选煤厂中应用较广。重介质选煤所用介质的密度是介于煤与矸石之间的。密度低于介质的无聊漂浮在上面,高于介质密度的矸石则沉在下面。重介选煤如果条件合适,分选精度较高,能够获得高质量的精煤且产率较高,容易自动化控制管理。重介选煤采用分级入选。分选块煤通常在重力作用下用重介质分选机进行;分选末煤则在离心力作用下用重介质旋流器分选。我国煤层条件差,断层较高,顶底板较破碎,原煤存在较大差异,随着采煤机械化水平的提高和原煤入选比例的增大,煤泥的产生量增幅巨大。目前大直径重介旋流器和大直径无压给料三产品重介质旋流器等新型设备研发完成,已经应用在新建的选煤厂中,采用大直径重介旋流器+浮选的选煤工艺。我国目前选煤工艺流程的模式分为:两段或两段半,而国外和国内大型选煤设计企业已采用三段选煤模式,即增加粗煤泥分选。

2选煤工艺设计方法分析

2.1选煤成本对选煤工艺设计的影响选煤工艺设计过程中需要充分考虑选煤成本因素。随着选煤厂设计水平不断提升,选煤工艺设计更加合理,选煤设备的自动化程度也越来越高。因此,能够在保证生产效率的前提下,尽可能的降低选煤成本是十分必要的。在选煤方法确定后,选煤工艺设计的各个环节都对选煤效率和选煤成本产生影响,决定着选煤厂的经济效益。在选煤厂建设完成后,如果出现设计不合理的工艺环节,需要进行合理的改造,从而优化整个工艺设计。

2.2煤质对选煤工艺设计的影响煤质的好坏直接决定着选煤厂工艺设计的方法。选煤厂在选煤工艺确定前,需要对煤质进行深入的分析,准确了解煤质的相关特性,保证选煤厂设计科学合理,同时也是衡量选煤工艺设计水平的重要标准。我国地域较广,不同地区的煤质差别较大,甚至同一矿井不同煤层煤质的特性也各不相同。因此选煤厂确定选煤工艺前,需要对煤质方面的资料认真分析。如果煤质分析不认真,那么很容易出现设计的错误,甚至影响整个选煤厂的设计工作。首先,选煤厂设计人员需要十分熟悉开采煤层的结构特点,充分了解煤矿的生产运输方式和开采方法,在此基础上进行煤质试验,如果条件允许设计人员可依据工艺要求做浮沉及泥化沉降等试验;其次,选煤工艺选择时需要结合煤质特性综合分析,不能仅仅对煤质数据单独分析,应该把资料的数据规律和分析内容与设备选择、产品定位、选煤方法选择等综合分析,充分发挥煤质分析工作的意义。

2.3选煤工艺对设备的要求随着选煤工艺和设备的发展,越来越的技术先进,性能优越的选煤设备被研制出来,更好的保障选煤厂选煤生产。选煤设备的选择需要符合选煤工艺的需求,并熟悉所选设备的性能、参数和运行条件等,使设备在工作过程中可以充分发挥其性能,并尽可能的节约投资成本。3选煤工艺设计的发展趋势选煤技术的发展十分快速,选煤厂选煤工艺设计未来的发展方向是:工艺系统简单化和经济效益最大化。随着机电一体化和电子信息技术的进步,选煤设备的自动化程度越来越高,选煤工艺设计时需充分结合先进的选煤设备。此外,为了更好的提升煤炭的综合利用效率,提升煤炭的附加值,未来选煤厂应建成为综合性工厂,既可以对煤炭进行深加工又可以对其综合利用。因此未来对选煤工艺设计的要求也不断提升。

4选煤工艺管理方法

4.1介质管理的科学化选煤厂应强化介质储运和使用的管理,例如:加大铁粉质量的监督,提升磁选机工作效率,改善脱介筛喷水,从而加强选煤厂介质系统工艺管理。此外,吨煤介耗水平是反映工艺系统和介质管理的重要指标,介耗的高低直接影响着选煤厂的经济效益。

4.2提高选煤厂的信息化管理选煤厂建立以集控室网络服务器为核心的信息管理网,并与厂内业电视网、生产监控系统互联,形成广域计算机网络,对选煤厂管理信息进行综合处理,有助于生产过程中及时的根据生产需要调整设备参数,提升选煤厂的管理水平,提高生产效率和产品质量,并提高经济效益。

4.3加强选煤设备的维护与检修选煤厂设备具有以下特点:自动化、连续化和精密化等,机电设备的运行情况对选煤厂能否正常生产有着直接的影响,因此需要加强选煤设备的维修和维护。选煤设备的维护与检修措施如下:一是严格执行包机责任制,包机人员需按照操作规程进行合理的保养,如发现安全隐患或其他问题应及时排除。如果发现问题较为严重不能独自解决,需要及时通知机电技术员和班组设备员,进而采取有效的措施处理。二是机电设备检修需要定期维修保养,并按设备的实际情况,制定检修方案,有效的降低检修费用并提高检修质量,避免发生机电事故影响生产的情况。

5结论

随着我国环境保护要求的提高,煤炭燃烧对环境造成的污染已经越来越受到关注,我国环境保护法对煤炭质量的要求也越来越严格。煤炭洗选是降低煤炭中污染物质的有效措施。选煤是洁净煤技术研究的工作重点,是工业燃煤大大减少烟尘和SO2排放量的最经济和最有效的措施。

参考文献

[1]李崇珍.选煤工艺现存问题与对策研究[J].技术与市场,2015(8).

[2]马本才.选煤工艺现存问题与对策建议[J].科技创新与应用,2014(20).

[3]王玉鑫.论选煤工艺设计的基础[J].煤炭技术,2005(9).

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关键词:煤直接液化技术 粗制油 精制油 特点 资源优化

随着社会经济的发展和工业生产的需求,对于资源的需求越来越大,资源紧缺现象会愈来愈严重,尤其是有有限储量的石油资源,因此开发使用其它资源代替石油资源的部分功能就显得十分有必要,煤直接液化技术就是利用石油资源代用燃料技术的开发重要典型之一。煤直接液化技术是通过将煤资源进行直接的催化并添加氢化物然后转化成为液体物质的一种技术,使用煤直接液化技术进行煤资源的转化,不仅可以将煤资源转化成为各种燃油资源以及液化石油气、喷气燃料等,还可以从煤资源中提取苯以及甲苯、二甲苯等物质,这对于我国社会经济发展的推进以及资源紧缺等现状的缓解都有着积极的意义。

一、煤直接液化技术相关原理

煤直接液化技术是通过将煤资源进行直接的催化并添加氢化物然后转化成为液体物质的一种技术。在化学概念中,煤与石油的化学组成中都包含有碳、氢和氧等元素,煤物质的氢含量以及组成物质中的氢和碳的原子比比值要比石油的低,而煤物质中氧气的含量却比石油中氧气的含量要相对较高。在化学概念中煤化合物中的分子量要相对较大,一般都是在较高的数值,并且煤物质的化学结构相对较为复杂。在化学概念中,煤物质中还包含有一定数量的以细分或者三组分形成存在的一些无机矿物质以及一些吸附水,并且煤物质中还含有一些数量不一定的一些杂原子、金属物质以及微量元素等,因此要实现煤液化油就需要采用化学分离等方法进行煤分子结构解散,以实现煤资源直接液化的实现。

在煤资源直接液化技术中,将煤进行加温或者化学分离以实现煤物质的小分子结构的存在形式,并通过加氢进行液化时,在煤资源液化过程中不仅需要有较高的温度,还需要相应的高压以及氢气、催化溶剂等共同作用才能够实现将煤物质的直接液化,实现煤物质液化成为油。煤资源直接液化技术中主要就是煤物质的分子分解过程以及加氢催化过程、原子分离液化过程。在煤资源直接液化技术中将煤物质通过以上的三个过程步骤的分解催化最终实现煤物质转化成为油的过程。

二、煤资源直接液化的主要工艺技术

煤资源直接液化技术工艺的出现主要是早期工业发展中为控制工业生产的成本,提高工业生产效率而开发的一项工艺技术。煤直接液化技术早期是在美国、德国以及日本等一些工业发达国家被开发应用。因此煤直接液化技术中比较具有代表性的工艺技术中也就有美国、德国和日本工业发展生产中使用的煤直接液化技术。我国煤直接液化技术工艺的开发应用也是随着我国社会经济的发展和工业生产的需要逐渐发展应用起来的。美国工业生产发展中应用的煤直接液化技术工艺主要就是HTI工艺技术。HTI工艺技术在工业生产应用中是使用特殊的反应器进行混合煤物质的混合反应的,其中煤直接液化中使用的催化剂也是一种专利催化剂,最终通过临界溶剂萃取的方式进行煤物质转化油的杂原子分离,整个液化反应过程相对比较缓和。德国使用的煤直接液化技术的工艺主要是IGOR工艺技术,而日本使用的是NEDOL煤直接液化工艺技术进行煤资源直接液化应用。总之它们使用煤资源直接液化技术主要就是为了提高工业生产效率,控制工业生产成本,推动工业生产和发展。我国的煤直接液化技术工艺则主要以供氢性循环溶剂作为煤浆制备溶剂,并通过强制循环悬浮床反应器进行煤物质的状态分解,最终通过减压蒸馏法进行煤物质液化油的分离提取,这样的煤资源直接液化工艺技术具有液化油效率高,资源浪费小等优势。

三、煤液化粗质油和精制油特征及粗质油改质

煤资源直接液化过程中产生的粗质油主要有重油、中油和轻油三种形式。其中在煤资源直接液化过程中产生的煤液化石脑油是煤液化粗质油中的重要部分,煤液化石脑油中含有较多的芳烃含量,而相对来讲苯原子的含量却相对较小。因此,对于煤液化粗质油来讲不仅含有较多的杂原子对于油质成分有一定的影响,并且进行煤资源液化过程中对于加氢进行精制的要求非常的高。煤资源液化中产生的中油粗质油形式也在煤液化油中占有的比例较大,并且在进行精制过程中对于氢气的消耗要高。而煤液化中产生的重油粗质油形式,它在煤液化油中的占有比例相对较低,因此在进行精制中是和煤液化油一起进行加工的。

煤资源直接而液化过程中液化产生的精制油它的主要特征就是煤液化精制油中的氮含量较少,因此在进行后期的煤液化油的精制加工中进行精制加工的难度也相对较低。煤液化精制油加工中需要进行加氖以稳定液化加工过程物质的稳定性,因此,煤液化精制油的氢含量相对增加,整体比重降低,煤液化中的精制油的不饱和烃含量也会降低,其中以烯烃、二烯烃尤为严重。煤液化精制油还具有双环以上芳烃部分饱和后开环裂化特征,对于柴油十六烷值的提高有一定的积极作用。

煤资源直接液化中产生的粗质油除了油质成分外,还包含有一定的芳烃、碳、氧以及硫等杂原子成分,在使用中必须要进行相关处理改质才能符合使用标准进行应用。将煤资源直接液化中产生的粗质油进行改质应用的工艺也相对较多,其中具有典型代表意义的煤资源直接液化粗质油改质工艺有lGOR煤液化油改质工艺技术、NEDOL粗质油改质工艺和HTI煤液化粗油改质工艺等,它们在进行煤液化粗质油改质中各改质工艺具有各工艺优势。我国煤资源直接液化技术中对于煤液化粗质油的改质工艺主要是使用离线二段加氰裂化技术进行煤液化粗质油改质应用的。

四、结束语

总之,使用煤直接液化技术进行煤液化油的开发应用不仅对于推动社会经济的发展具有积极的意义,在一定程度上对于缓解资源紧缺现状也有一定的帮助,具有很大的研究价值。

参考文献

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煤化工工艺原理范文6

关键词: 煤制甲醇项目;煤气化技术;选择方案

中图分类号:TQ54 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)04-0064-02

0 引言

近些年来,全球经济水平得到了迅速的发展,工业水平也越来越成熟,与此同时,世界范围内对于石油的需求量也呈现出逐年攀升的趋势,这就导致石油的价格越来越高。同时,石油是作为一种不可再生资源,一旦发生石油危机,必然给世界经济带来深重的打击,在这一大环境之下,世界各个国家也寻求新能源的制造方法,也取得了初步的成效。就现阶段来看,在众多新能源之中,甲醇有着制作简易、价格低廉的特征,也能够通过工业合成实现大规模生产,因此,甲醇的大规模生产也受到了各个国家有关部门的高度重视。目前,甲醇的使用包括两种类型,即直接使用和间接使用,甲醇的直接使用又包括部分掺混与全额甲醇两种形式,在间接使用过程中,甲醇可以转化为烯烃、二甲醚以及甲基叔丁基醚等等。因此,各个国家为了解决能源问题,也采取各种各样的措施开展煤制甲醇,在这一方面,我国有关部门与各个工厂也进行了深入的研究,下面就针对煤制甲醇项目煤气化技术的选择进行深入的分析。

1 煤制甲醇工艺技术分析

就现阶段我国的实际情况来看,用煤作为原料生产甲醇过程中有着很多关键性的工艺与技术,这包括多个方面的内容,如煤气化技术、酸性气体的脱除、空分、甲醇的合成、甲醇的转化、制冷等等,其中,煤气化技术是作为关键的核心技术,究其根本原因,是由于煤气化技术对于酸性气体的脱除、空分、甲醇的合成、甲醇的转化、制冷有着决定性的作用,因此,在确定煤制甲醇方案时,就需要优化煤气化技术。煤气化的技术较多,早期的代表就是Lurgi气化技术,经过了一段时期的发展,BGL气化技术出现,该种技术是建立在早期Lurgi气化技术基础上发展而来,与传统的Lurgi气化技术相比而言,BGL气化技术有着一系列的优点,如资源消耗量低、废水排放量与副产品量少。目前,西方发达国家常用的煤气化技术包括单喷嘴水煤浆气化工艺等技术。而我国使用较多的则是多喷嘴对置式水煤浆气化技术、Shell干煤粉气化技术。下面就针对这几种技术进行深入的分析,根据我国的实际情况选择出最优的技术。

2 煤制甲醇煤气化技术方案分析

以年产量为300万吨二甲醚作为研究对象,煤制甲醇项目煤气化技术主要包括几种方案,下面就对这几种方案进行深入的介绍:

2.1 第一种方案 第一种方案就是使用水煤浆气化工艺来生产合成气,在对生产出的合成气进行转化、精制处理,待以上的工序完成之后,即可将甲醇生产为二甲醚。

2.2 第二种方案 第二中方案即使用BGL煤熔渣气化技术来生产合成气,合成气生产完成就即可将其转化成为甲醇,再利用甲醇来生产二甲醚。在这种制造方案之中,BGL气化炉生产出的合成气之中,含有较高的甲烷成分,但这些甲烷成分是可以进行回收与利用的,因此,在生产完成之后,可以使用PSA来收集合成气中的甲烷,再进行氧化,将生产出的合成气合并至系统中。

2.3 第三种方案 第三种方案即使用Shell技术将干煤粉转化为合成气,经过净化之后即可得到甲醇,再利用甲醇来生产二甲醚。

3 煤制甲醇煤气化技术方案经济指标分析

方案一、方案二与方案三建设范围大致相同,均包含工艺装置、总图运输、公用工程系统、热电联产、煤储运转运、辅助生产设施等等,方案二与方案一与方案三相比,需要额外增加污水预处理系统、型煤制备系统、甲烷非催化部分氧化系统以及PSA。为了从这三种方案中筛选出经济指标最为理想的方案,现将几种方案的指标统一化,假设方案一、方案二与方案三二甲醚销售量均为300万t/a,方案一、方案二与方案三副产品均纳入制造成本中,通过计算与比较,可以得出各个方案的生产成本。目前国际油价为97.22美元/桶,那么可以得出方案一、方案二与方案三的成本价格差别不大。

4 煤制甲醇煤气化技术方案的比较

4.1 原料适应性比较 在使用多喷嘴对置式水煤浆气化工艺时,应该保证原料煤的成浆性,这样就可以有效的优化气化装置的工作效益,同时,还要控制好灰熔点FT,不宜过高,灰熔点FT过高会影响设备的寿命,此外,还要采取科学的方法提高原料煤成浆性。对于BGL而言,技术的关键就是控制好煤熔渣气化工艺,并将煤粒度控制在6-50mm。而Shell粉煤气化工艺则对原料的含水量与灰分要求较高,需要将含水量控制在2%-5%,将灰分控制在10%-30%。

4.2 产品适应性比较 采用多喷嘴对置式水煤浆气化工艺制得的合成气汽气比例为1.4:1,该种方式适宜用于甲醇、合成氨、羧基合成气、氢的生产之中,生产的用途十分广泛;采用BGL煤熔渣气化工艺生产得出的合成气中甲烷质量分数为6%,因此,该种方式适宜用在合成天然气与燃料气的生产中,而使用该种方案时需要额外增加污水预处理系统、型煤制备系统、甲烷非催化部分氧化系统以及PSA,以便收集合成气体中的甲烷,因此,这种方案的资金投入较高,也较为复杂;Shell工艺使用的是废锅流程,在变换的过程中需要低水汽比变换流程、水蒸汽等,这就会导致低温甲醇制造负荷增加。

4.3 各个方案资金投入情况分析 从各个方案资金的投入情况来看,多喷嘴对置式水煤浆气化技术是最少的,Shell工艺的投资最大,BGL煤熔渣气化工艺介于两者之间,虽然从理论上而言,Shell工艺不需要增加备炉,但是从国内外的实际生成情况来看,在生产的过程中还是需要增加少量备炉,这就会导致资金的投入量增加。

4.4 各个方案污水处理情况分析 多喷嘴对置式水煤浆气化技术与Shell技术都属于洁净生产技术,废气的排放量少,也容易处理,BGL煤熔渣气化工艺的污水中则含有油、氨与酚,与多喷嘴对置式水煤浆气化技术与Shell技术相比,废水处理量虽然少,但是处理难度较大。目前,我国在污水处理方面相关的工艺还不成熟,考虑到这一因素,在使用BGL工艺时,需要控制好煤种,在试烧完成后才能够进行处理。

5 结语

本文对比了多喷嘴对置式水煤浆气化技术、Shell技术、BGL煤熔渣气化工艺的生产成本与技术要求,从原料、产品与投资方面进行了综合的分析与比较,比较结果显示,在保证原料质量的前提条件之下,多喷嘴对置式水煤浆气化技术最为理想,该种生产方式是值得进行推广与使用的。

参考文献:

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