煤炭气化的原理与应用

煤炭气化的原理与应用

煤炭气化是将固态煤转化为气体燃料或化工原料的过程。它是

一种逐渐受到重视的技术，能够在节约煤炭资源、降低环境污染、推动能源多元化等方面发挥重要作用。本文将从煤炭气化的原理、应用等方面进行论述。

一、煤炭气化的原理

煤炭气化是一种可控制反应的过程，通常在高温高压下进行。

反应过程主要分为两个阶段：初级反应、次级反应。

1. 初级反应

初级反应主要是对煤炭中的碳、氢、氧等元素进行裂解和转化。在高温高压条件下，煤炭中的碳与水蒸气反应，生成一氧化碳和

氢气。碳化反应中产生的固体炭黑可以带走一部分灰分，从而降

低灰分等杂质对煤气的影响。

2. 次级反应

次级反应主要是对初级反应形成的一氧化碳和氢气进行进一步

加工转化，生成有机化合物和其他气体。一氧化碳可以通过水气

转移反应（WGS）生成二氧化碳和氢气，氢气可以与二氧化碳还

原生成甲烷和水。

二、煤炭气化的应用

煤炭气化技术可以将煤炭转化为气体燃料或化工原料，广泛应

用于工业、煤化工、燃料等领域。下面就其应用进行简要介绍。

1. 工业领域

煤炭气化技术可以生产一系列重要的化学工业品例如苯、丙烯、乙二醇等。这些化学品广泛应用于农药、医药、塑料、纺织、颜

料等行业中。

2. 煤化工领域

煤炭气化技术广泛应用于煤化工领域。利用煤炭气化技术，可以生产一系列的煤化工产品，例如甲醇、乙醇、工业醋酸，这些产品在化学、医药、能源等领域的应用非常广泛。

3. 燃料领域

利用煤炭气化技术，可以生产合成天然气、合成液体燃料，这些燃料具有高效能、低污染等优点。在燃料应用领域，有着重要的开发和应用前景。

三、煤炭气化的发展现状

煤炭气化技术在国内外都广泛应用，但是在不同发展阶段的国家应用不同。例如在美国，煤炭气化技术被广泛应用于制备燃气和燃料等领域，而在中国，煤炭气化主要应用于煤化工领域。煤炭气化技术在国际上也有一些发展，立陶宛、菲律宾等国家已经开发煤炭气化项目，这些项目在探索煤炭资源、创新能源供应等方面有着积极的推动作用。

煤炭气化技术的发展还面临着一些挑战，例如成本高、技术难

度大等。在全球煤炭之争愈演愈烈的背景下，煤炭气化技术必将

扮演重要角色。同时，随着环保意识不断提高，煤炭气化技术也

需要通过增加环保技术投入、提高平均单耗、增强循环经济等方

式不断创新，以推进技术的转型和应用。

综上所述，煤炭气化技术的应用前景广阔，对于我国推动经济

转型、推进多元化能源供应、提高环境质量等方面起着重要作用。相信在不久的将来，煤炭气化技术将会迎来更广阔的发展空间和

更加光明的前景。

煤气化技术

煤气化技术 煤气化技术是将固体煤转化为气态或液态燃料的一种技术，其主要目的是提高煤的利用率，减少对传统燃料的依赖，达到节能、环保的目标。本文将从煤气化技术的基本原理、应用领域以及优缺点等方面进行详细阐述。 一、煤气化技术的基本原理 所谓煤气化技术，就是将煤通过高温、高压、无氧条件下的气化反应，将煤中的碳、氢、氧等元素与水蒸气或其他工业气体反应，生成一种能源燃气和化工原料的技术。基本反应式为： C + H2O → CO + H2 C + CO2 → 2CO H2O + CO → H2 + CO2 以上反应产生的气体主要包括一氧化碳（CO）、氢气（H2）和二氧化碳（CO2），其中一氧化碳和氢气是煤气化的两种主要产物，也是煤气化的主要目的。 二、煤气化技术的应用领域 煤气化技术可以应用在多个领域，包括： 1. 燃料领域：将煤气用作机械动力、燃料燃烧等用途。 2. 化工领域：将煤气用作化工原料，制取烯烃、乙烯、合成氨等。 3. 能源领域：将煤气用作化学燃料，如用合成气生产合成烃等。 4. 环保领域：将煤气用作城市燃气，以代替传统的煤炭、

石油等燃料。 5. 冶金领域：将煤气用作高炉燃料，以代替传统的焦炭。 6. 电力领域：利用燃气发电、燃气轮机等，将煤气转化为电能。 三、煤气化技术的优缺点 1. 优点： （1）提高煤的利用率：通过煤气化技术，可以将煤中的碳、氢等元素都充分利用，大幅提高煤的利用率。 （2）节约能源：煤气化技术可以将煤转化成可替代传统能源的煤气，实现节能减排。 （3）环保：煤气化技术可以减少尘埃、烟气等污染物的排放，达到环保的目的。 2. 缺点： （1）设备配置复杂：煤气化设备、反应器、气体清洗装置等的设计和制造较为复杂，需要高技术水平的研发和生产。 （2）能源成本高：虽然煤气化技术可以提高煤的利用率，但其能源成本相对较高，需要大量的电力和气体，从而影响了其应用范围和经济效益。 （3）反应过程精确控制难度大：煤气化是一个复杂的反应过程，其反应速度、温度、压力等参数均需要精确控制，一旦发生偏差，就可能影响到产物的质量和产量。 四、总结 煤气化技术是提高煤的利用率、实现节能减排、达到环保目的的一种重要手段。虽然其设备配置、成本和精确控制难度大，但其广泛的应用领域和优点仍然使得其具有广泛的应用前景。需要各方共同努力，推动煤气化技术不断发展，为人类的可持续发展做出贡献。

煤炭气化的原理与应用

煤炭气化的原理与应用 煤炭气化是将固态煤转化为气体燃料或化工原料的过程。它是 一种逐渐受到重视的技术，能够在节约煤炭资源、降低环境污染、推动能源多元化等方面发挥重要作用。本文将从煤炭气化的原理、应用等方面进行论述。 一、煤炭气化的原理 煤炭气化是一种可控制反应的过程，通常在高温高压下进行。 反应过程主要分为两个阶段：初级反应、次级反应。 1. 初级反应 初级反应主要是对煤炭中的碳、氢、氧等元素进行裂解和转化。在高温高压条件下，煤炭中的碳与水蒸气反应，生成一氧化碳和 氢气。碳化反应中产生的固体炭黑可以带走一部分灰分，从而降 低灰分等杂质对煤气的影响。 2. 次级反应

次级反应主要是对初级反应形成的一氧化碳和氢气进行进一步 加工转化，生成有机化合物和其他气体。一氧化碳可以通过水气 转移反应（WGS）生成二氧化碳和氢气，氢气可以与二氧化碳还 原生成甲烷和水。 二、煤炭气化的应用 煤炭气化技术可以将煤炭转化为气体燃料或化工原料，广泛应 用于工业、煤化工、燃料等领域。下面就其应用进行简要介绍。 1. 工业领域 煤炭气化技术可以生产一系列重要的化学工业品例如苯、丙烯、乙二醇等。这些化学品广泛应用于农药、医药、塑料、纺织、颜 料等行业中。 2. 煤化工领域

煤炭气化技术广泛应用于煤化工领域。利用煤炭气化技术，可以生产一系列的煤化工产品，例如甲醇、乙醇、工业醋酸，这些产品在化学、医药、能源等领域的应用非常广泛。 3. 燃料领域 利用煤炭气化技术，可以生产合成天然气、合成液体燃料，这些燃料具有高效能、低污染等优点。在燃料应用领域，有着重要的开发和应用前景。 三、煤炭气化的发展现状 煤炭气化技术在国内外都广泛应用，但是在不同发展阶段的国家应用不同。例如在美国，煤炭气化技术被广泛应用于制备燃气和燃料等领域，而在中国，煤炭气化主要应用于煤化工领域。煤炭气化技术在国际上也有一些发展，立陶宛、菲律宾等国家已经开发煤炭气化项目，这些项目在探索煤炭资源、创新能源供应等方面有着积极的推动作用。

煤气化的原理

煤气化的原理 煤气化是一种将煤转化为清洁能源的技术。在煤气化过程中，煤经过加热和干燥后与氧气发生反应，生成气体、水和一些固体残留物。本文将详细介绍煤气化的原理，包括煤的加热和干燥、煤的气化反应、气体的净化和输送以及余热回收和利用等方面。 1.煤的加热和干燥 在煤气化过程中，首先需要对煤进行加热和干燥。加热的目的是提高煤的化学反应性，而干燥则是为了去除煤中的水分，以便在气化反应中更好地控制反应过程。煤的加热和干燥通常在加热炉中进行，影响因素包括加热温度、加热时间以及煤的种类。 2.煤的气化反应 煤的气化反应是在一定温度和压力下，煤与氧气发生化学反应的过程。这个过程主要分为两个阶段：氧化和还原。在氧化阶段，煤与氧气反应生成二氧化碳和水；在还原阶段，二氧化碳与水反应生成一氧化碳和水蒸气。煤气化反应的产物除了气体、水和一些固体残留物外，还包括少量的硫化氢、氮气和其他杂质。 煤气化反应的优点在于能够将固态的煤转化为气态的燃料，提高了燃料的利用率和清洁性。然而，这个过程中也存在一些缺点，如反应器的腐蚀、飞灰沉积等问题需要解决。 3.气体的净化和输送 从煤气化装置中出来的气体通常含有大量的杂质和水蒸气，需要进行净化和输送处理。净化的目的是去除气体中的杂质，提高气体质

量；而输送则是将净化的气体输送到下游用户端。 气体的净化通常采用物理或化学方法。常用的物理方法包括压缩、冷却和吸附等，而化学方法则主要是通过化学反应来去除杂质。在净化过程中，还需要考虑到气体的输送效率，尽量减少输送过程中的能量损失。 4.余热回收和利用 在煤气化过程中，有大量的热量产生。将这些余热进行回收和利用可以提高整个煤气化过程的效率。余热回收通常采用热交换器来进行，将余热转化为其他形式的能源，如电能或热能，然后进行利用。 通过余热回收和利用，不仅能够减少能源的浪费，还能降低整个煤气化过程的能耗，进一步提高煤的能源转化效率。 5.总结 煤气化是一种将煤转化为清洁能源的技术，其在能源利用和环境保护方面具有重要意义。本文介绍了煤气化的基本原理，包括煤的加热和干燥、煤的气化反应、气体的净化和输送以及余热回收和利用等方面的内容。 通过煤气化技术，可以提高煤的利用率和清洁性，降低污染物的排放，同时还能将废弃的煤资源重新利用起来，为社会带来巨大的经济效益和环境效益。因此，煤气化技术被广泛应用于各种工业生产中，成为了一种备受推崇的能源转化技术。

煤气化技术及其应用前景

煤气化技术及其应用前景 煤气化技术是将煤炭等固体燃料转化为可燃气体的一种重要工艺。随着能源需 求的不断增长和环境保护意识的提高，煤气化技术作为一种清洁能源的替代方案，受到了广泛关注。本文将探讨煤气化技术的原理、应用领域以及其未来的发展前景。 煤气化技术的原理是通过高温和压力条件下，将煤炭等固体燃料与氧气或水蒸 气反应，生成可燃气体。这种可燃气体主要由一氧化碳、氢气和甲烷等组成，可以作为燃料供给燃气发电、工业生产和交通运输等领域。与传统的燃煤发电相比，煤气化技术可以大幅减少大气污染物的排放，对环境友好。 煤气化技术的应用领域广泛。首先是燃气发电。煤气化技术可以将煤炭等固体 燃料转化为可燃气体，供给燃气发电机组发电。相比传统的燃煤发电，煤气发电具有高效率、低污染和灵活性强的特点，逐渐成为电力行业的重要选择。其次是工业生产。煤气化技术可以为工业生产提供高品质的燃气，用于冶金、化工、玻璃等行业的生产过程中，提高生产效率和产品质量。此外，煤气化技术还可以用于交通运输领域，将可燃气体作为替代燃料，用于汽车、船舶和飞机等交通工具的动力系统。 煤气化技术的应用前景广阔。首先，煤气化技术可以有效解决能源供应问题。 煤炭是我国主要的能源资源，利用煤气化技术将煤炭转化为可燃气体，可以大幅提高能源利用率。其次，煤气化技术可以减少大气污染物的排放。煤气化过程中，燃烧产生的废气可以通过先进的净化技术进行处理，减少大气污染物的排放，改善空气质量。第三，煤气化技术可以促进经济发展。煤气化技术的应用将带动相关产业的发展，创造就业机会，提升经济效益。最后，煤气化技术可以促进能源结构的优化。煤气化技术作为一种清洁能源的替代方案，可以减少对传统煤炭等化石能源的依赖，推动能源结构向清洁能源的转型。 然而，煤气化技术在应用过程中也面临一些挑战。首先是技术难题。煤气化技 术的过程复杂，需要高温高压条件下进行，对设备和工艺要求较高。因此，技术研发和创新是推动煤气化技术应用的关键。其次是环境影响。煤气化过程中会产生大

煤气化技术及其应用前景

煤气化技术及其应用前景 煤气化技术是一种将煤炭转化为合成气的过程，该合成气可以用作燃料或化学 原料。煤气化技术在能源领域具有重要的意义，它可以提高煤炭资源的利用效率，减少对传统能源的依赖，并减少环境污染。本文将探讨煤气化技术的原理、应用领域以及未来的发展前景。 煤气化技术的原理是通过高温和压力条件下，将煤炭与氧气或蒸汽反应，产生 合成气。合成气主要由一氧化碳（CO）、氢气（H2）和少量的甲烷（CH4）组成。这些气体可以通过合成气的净化和转化，得到燃料气、石化产品、化学品等。煤气化技术有多种方法，包括固定床煤气化、流化床煤气化和床内煤气化等。每种方法都有其特点和适用范围，根据煤种和需要的产品，选择适合的煤气化技术是至关重要的。 煤气化技术的应用领域广泛。首先，煤气化技术可以用于发电。合成气可以作 为燃料，直接供给燃气轮机或内燃机发电。与传统燃煤发电相比，煤气化发电可以减少大气污染物的排放，提高发电效率。其次，煤气化技术可以用于石化行业。合成气可以用作合成油、合成烃和合成醇的原料，用于生产汽油、柴油、乙烯等产品。此外，煤气化技术还可以用于化学工业。合成气可以用于合成氨、甲醇、二甲醚等化学品，广泛应用于农药、塑料、合成纤维等领域。 煤气化技术的应用前景看好。一方面，煤气化技术可以提高煤炭资源的利用率。煤炭是我国主要的能源资源之一，但传统的燃煤方式存在能源浪费和环境污染的问题。通过煤气化技术，可以将煤炭转化为合成气，提高能源利用效率。另一方面，煤气化技术可以减少对传统能源的依赖。传统能源如石油和天然气资源有限，而煤炭资源丰富。通过煤气化技术，可以将煤炭转化为替代燃料，减少对进口能源的依赖。此外，煤气化技术还可以减少环境污染。煤炭燃烧会产生大量的二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等有害气体，而煤气化技术可以通过净化和转化，减少这些污染物的排放。

煤炭气化的原理

煤炭气化的原理 引言 煤炭是一种重要的能源资源，传统的煤炭燃烧产生的废气和温室气体对环境造成了严重的污染和全球气候变化的威胁。为了减少对环境的影响，煤炭气化技术应运而生。煤炭气化是将煤炭转化为合成气或液体燃料的过程，能够实现煤炭资源的高效利用和二氧化碳的减排。本文将详细探讨煤炭气化的原理及其应用。 1. 煤炭气化的基本原理 1.1 煤炭气化的定义 煤炭气化是指将煤炭在高温和高压下与水蒸气或空气反应，将其转化为可燃气体的过程。这种气化过程包括物理变化和化学变化两种形式。 1.2 煤炭气化的热化学反应 煤炭气化的热化学反应包括煤的干馏和气化两个阶段。首先，煤炭在干馏过程中，由于热作用分解，生成固体残余物和煤气。然后，这些煤气在高温和高压下与水蒸气或空气反应，生成合成气（主要为CO和H2）或液体燃料。 2. 煤炭气化的过程 2.1 煤的预处理 在煤炭气化过程中，为了提高煤的反应性和减少热解需氧量，通常需要对煤进行预处理。预处理包括煤的破碎、煤的干燥和煤的分类等步骤。 2.2 典型的煤炭气化过程 典型的煤炭气化过程包括干燥、热解、煤气生成和气体净化等步骤。首先，煤炭经过干燥步骤，除去煤中的水分。然后，在高温下进行热解，将煤转化为固体残余物

和煤气。接下来，这些煤气经过煤气生成步骤，与水蒸气或空气反应生成合成气或液体燃料。最后，气体经过气体净化步骤，除去其中的灰尘和其他杂质。 3. 煤炭气化的应用 3.1 合成气的应用 合成气（主要为CO和H2）是煤炭气化的主要产物之一，具有很高的能量密度和可调节性，广泛应用于合成液体燃料、合成化学品和制氢等领域。 3.2 煤直接液化的应用 煤直接液化是将煤转化为液体燃料的过程。液化后的燃料可以用作煤油替代品，并广泛应用于交通运输、工业生产和居民生活等领域。 3.3 电力生产的应用 煤炭气化技术可以与燃气轮机和蒸汽联合循环发电技术相结合，用于发电。这种方式可以提高燃煤电厂的效率和环保性能。 3.4 煤炭气化技术的前景 煤炭气化技术在能源结构调整和减排目标的实现上具有重要意义。通过煤炭气化，可以充分利用煤炭资源，减少对传统煤炭燃烧的依赖，降低二氧化碳的排放量，并促进清洁能源的发展。 结论 煤炭气化是一种重要的煤炭转化技术，具有高效利用煤炭资源、减少污染物排放和温室气体减排的优势。随着能源环境问题的日益突出，煤炭气化技术的应用前景将变得更加广阔。但同时，煤炭气化过程中产生的副产品和废弃物的处理也是一个亟待解决的问题。我们需要通过进一步的研究和技术改进，完善煤炭气化技术，在实现能源可持续发展的同时，最大限度地降低环境污染。

煤气化技术

煤气化技术 煤气化技术是一种将煤炭转化为合成气的方法，这种合成气可以 用作燃料或作为化学原料。煤气化技术在能源转型和降低碳排放方面 具有重要意义。本文将详细介绍煤气化技术的原理、应用以及优缺点。 煤气化技术的原理是利用高温和压力，将煤炭与氧气反应，生成 一种含有氢气和一氧化碳的混合气体，即合成气。这种合成气可以通 过调整反应条件得到不同的气体比例，例如可以得到富含氢气的合成气，也可以得到富含一氧化碳的合成气。煤气化技术的关键步骤包括 煤的干馏、气化反应以及气体的净化和分离。 煤气化技术具有广泛的应用领域。首先，合成气可以用作燃料， 替代传统的石油和天然气。它可以用来发电、供热以及工业生产过程 中的燃料需求。其次，合成气还可以用作化学原料，用于合成有机化 学品，如甲醇、乙醇和丁烯等。这种化学原料的生产可以减少对石油 和天然气的依赖，降低碳排放。此外，煤气化技术还可以与其他能源 转化技术相结合，如煤炭液化和煤炭气化联产等，进一步提高能源资 源的利用效率。 然而，煤气化技术也存在一些缺点。首先，煤气化过程需要高温 和压力，能耗较高。其次，煤气化过程中会产生大量的副产物，如焦 炭和灰渣，对环境造成一定的污染。此外，煤气化技术的建设和运营 成本相对较高。 针对煤气化技术的优缺点，一些研究机构和企业正在努力改进和 推广相关技术。例如，通过改进反应条件和催化剂的使用，可以提高 合成气的产率和质量，并减少能耗。此外，通过煤气化废气的尾气治 理和资源化利用，可以减少对环境的不良影响。 综上所述，煤气化技术是一种重要的能源转型和碳排放降低的手段，可以将煤炭转化为合成气，用作燃料或化学原料。尽管该技术存 在一些缺点，但通过不断改进和创新，可以进一步提高其效率和环保性。煤气化技术的发展将有助于实现能源的可持续利用和环境的可持

煤的气化过程

煤的气化过程 煤的气化过程是指将固体煤转化为气体燃料的化学过程。该过程 是一种高效的能源转换方式，可以有效地利用煤炭资源，并且可以减 少对环境的污染。本文将详细介绍煤的气化过程及其应用。 煤的气化过程是一种热化学反应，通常在高温下进行。在气化过 程中，煤与氧气或蒸汽（大多数情况下是水蒸气）反应，产生一系列 气体和液体化合物。这些化合物可以被用作燃料，同时还可以用于发电、化工原料等方面。 煤的气化过程通常分为两种类型：直接煤气化和间接煤气化。直 接煤气化是指在高温高压下将煤转化为气体燃料，而间接煤气化是指 将煤先转化为液体或固体燃料，然后再将其转化为气体燃料。 直接煤气化主要是在煤气化炉中进行的。在煤气化炉中，煤被加 热至高温，然后与水蒸气或氧气反应。这种反应产生了一系列气体， 包括甲烷、一氧化碳、氢气、二氧化碳等。这些气体可以被用作燃料 或化工原料。 间接煤气化的过程涉及到两个步骤。首先，煤被转化为液体或固 体燃料，例如煤焦油、焦炭等。然后，这些液体或固体燃料被加热至 高温，与水蒸气或氧气反应。这种反应会产生一系列气体，包括甲烷、一氧化碳、氢气等。这些气体可以被用作燃料或化工原料。

煤的气化过程有许多应用。其中最常见的应用是煤气化发电。煤 气化发电是指将煤气化为气体燃料，然后将其燃烧以产生电力的过程。这种发电方式的优点是，它可以产生清洁的电力，减少对环境的污染。此外，煤气化发电的效率也比传统的燃煤发电要高。 除了煤气化发电外，煤的气化过程还有其他应用。例如，煤气化 可以用于化学原料的生产。通过煤气化可以轻松制造出甲醇、合成氨、合成烯烃等化学品。此外，煤的气化过程还可以用于制造合成天然气，这种气体可以被用作家庭、商业和工业用途。 总之，煤的气化过程是一种重要的能源转换方式。通过煤的气化，可以将煤炭资源有效地转化为气体或液体燃料，并在许多方面得到应用。未来，煤气化技术还将进一步发展，为我们提供更加清洁、高效 的能源解决方案。

煤的气化过程及应用

煤的气化过程及应用 煤炭作为一种重要的化石能源，一直以来都在人类社会的发展中扮演着重要角色。然而，随着环境问题的日益突出，煤炭的利用方式也面临着挑战。煤的气化技术因其高效、清洁的特点而备受关注。本文将介绍煤的气化过程及其应用。 煤的气化是将固体煤转化为气体燃料的过程。这一过程主要通过加热煤炭，使其在缺氧或氧气不足的条件下发生化学反应，产生可燃气体。煤的气化过程主要分为干燥、热解和气化三个阶段。 首先是干燥阶段，煤炭中的水分被蒸发出来。在这一阶段，煤炭的温度逐渐升高，水分开始蒸发。干燥的目的是为了提高煤炭的热值和气化效率。 接下来是热解阶段，煤炭中的挥发分开始分解。在这一阶段，煤炭的温度进一步升高，煤中的挥发分开始分解，产生一系列的气体和液体产物。这些产物中包括煤气、焦油和焦炭等。 最后是气化阶段，煤炭中的固体碳被气化生成合成气。在这一阶段，煤炭的温度继续升高，固体碳与水蒸气和氧气反应，生成一种称为合成气的气体。合成气主要由一氧化碳和氢气组成，具有高热值和可调节的气体组成。 煤的气化技术有着广泛的应用前景。首先，合成气可以被用作燃料。由于合成气具有高热值和可调节的气体组成，因此可以作为替代天然气和石油的燃料。合成气还可以用于发电和供热，为人们的生活提供能源支持。 其次，合成气还可以用于化工生产。合成气可以通过进一步的反应转化为各种化学品，如甲醇、烯烃和氨等。这些化学品在农业、医药和能源领域都有广泛的应用。

此外，煤的气化技术还可以实现煤炭资源的高效利用。传统的燃煤方式会产生大量的烟尘和二氧化碳等有害物质，对环境造成严重污染。而煤的气化过程可以将煤炭中的有害物质减少到最低限度，减少环境污染。 然而，煤的气化技术也面临一些挑战。首先，气化过程需要大量的能源供应，特别是高温和高压条件下的气化过程需要更多的能源投入。其次，气化过程中产生的一氧化碳和氢气等可燃气体具有易燃易爆的特性，需要采取安全措施进行储存和运输。 综上所述，煤的气化技术是一种高效、清洁的煤炭利用方式。通过煤的气化过程，可以将固体煤转化为可燃气体，实现燃料和化工原料的生产。然而，煤的气化技术还需要进一步的研究和发展，以解决能源供应和安全等问题。希望通过不断的努力，能够推动煤的气化技术在能源领域的广泛应用，为人类社会的可持续发展做出贡献。

煤炭气化原理

煤炭气化原理 一、概念 煤炭的气化是以煤炭为原料，在特定的设备（如气化炉）内，在高温高压下使煤炭中的有机物质和气化剂发生一系列的化学反应，使固体的煤炭转化成可燃性气体的生产过程。通常以氧气、蒸汽或氢气为气化剂，生成的可燃性气体以一氧化碳、氢气及甲烷为主要成分。煤炭气化包括高温使煤炭干燥脱水，加热使挥发物析出，挥发物与剩余的煤炭进行气化反应。 煤炭的直接燃烧会带来严重的环境问题，如生成二氧化硫、一氧化氮等有害气体，大量的有害气体在高空聚集会导致酸雨形成，严重危害建筑物、农作物及人类的身体健康。用直接燃烧的方法不可能充分利用煤炭资源，炉烟带走了大量的热，炉渣中仍含有没有燃烧充分的炭。这些问题无法得到经济有效的解决，于是人们考虑能否将煤炭转化为洁净的气体或液体燃料再加以利用，煤炭的气化技术得到了大力发展，煤炭气化后生成的可燃性气体经燃烧后只会生成水、二氧化碳，大大减轻了煤炭利用给环境带来的压力，可以说是未来煤炭洁净利用的技术基础。煤炭的气化过程只生成少量的二氧化碳和水，大部分碳都转化成可燃性气体，大大提高了煤炭的利用效率。煤炭的气化产物煤气在电力生产、城市供暖、液体燃料、化工原料合成等方面可以得到广泛利用，煤炭资源随之可以得到有效的充分利用。 二、实现原理

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）、水蒸气作为气化剂，在高温高压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成为煤气，对于做化工原料用的煤气一般称为合成气（合成气除了以煤炭为原料外，还可以采用天然气、重质石油组分等为原料），进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。 煤炭气化包含一系列物理、化学变化。一般包括干燥、燃烧、热解和气化四个阶段。干燥属于物理变化，随着温度的升高，煤中的水分受热蒸发。其他属于化学变化，燃烧也可以认为是气化的一部分。煤在气化炉中干燥以后，随着温度的进一步升高，煤分子发生热分解反应，生成大量挥发性物质（包括干馏煤气、焦油和热解水等），同时煤粘结成半焦。煤热解后形成的半焦在更高的温度下与通入气化炉的气化剂发生化学反应，生成以一氧化碳、氢气、甲烷及二氧化碳、氮气、硫化氢、水等为主要成分的气态产物，即粗煤气。气化反应包括很多的化学反应，主要是碳、水、氧、氢、一氧化碳、二氧化碳相互间的反应，其中碳与氧的反应又称燃烧反应，提供气化过程的热量。 主要反应有： 1、水蒸气转化反应 C+H2O=CO+H2-131kJ/mol 2、水煤气变换反应 CO+ H2O =CO2+H2+42kJ/mol 3、部分氧化反应

煤的气化原理及应用

煤的气化原理及应用 煤的气化原理 煤的气化是一种将固体煤转化为气体的过程，通过在高温和高压条件下，使煤 发生热分解和化学反应，生成一系列气体产品。煤气化是一种重要的煤炭转化技术，可以将煤转化为合成气、甲醇、合成油等化工原料或燃料。 1. 煤的化学组成 煤主要由碳、氢、氧、氮等元素组成，在煤的气化过程中，主要发生的反应包 括碳与氧的反应、碳与水的反应、碳与氢的反应等。 2. 气化反应类型 •热解反应：煤在高温条件下发生热分解，产生CO、H2等气体。这个过程称为热解反应，是气化过程中的主要反应之一。 •水气反应：煤与水蒸汽发生反应，生成CO和H2气体。煤的水气反应与热解反应同时进行，共同推动气化过程。 •双气化反应：煤气化同时发生水气反应和热解反应，生成CO、H2和少量CH4。 3. 气化剂种类 在煤的气化过程中，常用的气化剂包括氧气、蒸汽和空气。气化剂的选择主要 根据气化产物的需求以及气化反应的条件。 煤气化的应用 煤气化技术在能源领域和化工领域有着广泛应用，以下列举了一些主要的应用。 1. 合成气的生产 通过煤的气化，可以生产合成气，合成气主要由CO、H2和少量N2等组成。 合成气能够作为燃料和化工原料使用，其重要性在于可以转化为合成油、合成天然气、甲醇等产品。 2. 合成油的生产 煤气化可以将煤转化为合成气，而合成气可以进一步转化为合成油。合成油在 石油资源短缺的地区具有重要的意义，可以作为润滑油、润滑脂、轻质燃料等使用。

3. 甲醇的生产 煤气化技术可以生产合成气，而合成气可以通过甲醇合成反应转化为甲醇。甲 醇是一种重要的化工原料，广泛应用于制药、农药、染料、溶剂等领域。 4. 煤炭加工 煤炭气化可以将固体煤转化为气体或液体产品，从而实现煤炭资源的高效利用。同时，煤炭气化可以减少煤炭的污染物排放，对环境保护也有积极的意义。 5. 能源替代 煤气化技术可以将煤转化为燃气，用于取代传统的燃料如煤炭和石油。煤气化 燃气具有高热值、清洁燃烧等特点，可以用于发电、供热等方面。 6. 煤炭转化 煤气化可以将固体煤转化为液态或气态燃料，实现煤炭资源的转化和利用。通 过煤的气化，可以生产出高附加值的化工产品，提高煤炭资源的综合利用效率。 总结 煤的气化是一种重要的煤炭转化技术，通过煤的热分解和化学反应，可以将煤 转化为气体或液体燃料，实现煤炭资源的高效利用。煤气化技术在能源领域和化工领域有着广泛的应用，可以生产出合成气、合成油、甲醇等化工原料或燃料。煤气化技术的发展对于推动能源转型和降低环境污染具有重要意义。

简述煤的气化原理及其应用

简述煤的气化原理及其应用 气化原理 煤的气化是什么？ 煤的气化是将煤转化为气体燃料的过程。这个过程涉及将煤暴露在高温和压力下，以生成可燃气体，如合成气、甲烷和一氧化碳。 煤的气化原理 煤的气化基于化学反应，主要包括以下步骤： - 干馏：煤首先在低温下进行干馏，水和挥发性物质从煤中分离出来。 - 热解：在高温下，煤分子中的碳-碳键和碳-氢键断裂，生成一系列的气体和固体产物。 - 气化：煤在高温下与气体或氧气反应，生成一氧化碳和氢气。 气化反应类型 煤的气化反应可以分为两种类型： 1. 干燥气化：在缺乏氧气的情况下进行，主要生成气体燃料。 2. 部分氧化气化：在氧气供应充足的条件下进行，同时生成气体燃料和燃烧产物。 煤气化的优势 煤气化作为一种煤的加工技术，具有以下优势： - 煤气化产生的气体燃料可以替代传统石油和天然气，减少对有限石油资源的依赖。 - 煤气化可以生产醇、酮和醚等多种化学品，用于化工生产或作为原材料。 - 煤气化产生的一氧化碳可以用作合成气、合成醇和化肥等化学产品的原料。 - 煤气化可以减少污染物的排放，如二氧化碳和硫化物。 煤气化应用 煤气化技术在不同领域有广泛的应用，包括以下几个方面： 煤化工 煤气化可以产生丰富的化学品，例如合成氨、合成甲醇、合成酮和合成醇等。这些化学品被广泛应用于化肥、塑料、合成纤维、橡胶、染料等领域，推动了煤化工产业的发展。

煤燃气和城市煤气 煤气化技术可以用来生产城市燃气，用于居民和工业领域的供热和燃料。在过去，城市燃气主要来源于煤炭气化。随着天然气的普及，煤燃气的应用逐渐减少。 电力和能源 煤气化可以用于发电，特别是在没有天然气和石油资源的地区。合成气可以用 于燃烧，发电厂可以利用合成气发电。此外，合成气还可以用于燃料电池，产生清洁的电能。 替代石油和天然气 近年来，由于石油和天然气价格的不稳定和供应的限制，煤气化作为一种煤的 转化技术，被认为是一种替代石油和天然气的重要手段。通过煤气化，可以将煤转化为液体燃料，例如合成油和合成柴油。 结论 煤的气化是将煤转化为气体燃料的过程，可以通过干燥气化和部分氧化气化两 种方式进行。煤气化技术可以在化工、能源、电力和替代石油等领域发挥重要作用，减少对有限石油资源的依赖，并促进清洁能源的开发和利用。

煤炭地下气化技术研究与应用课件 (一)

煤炭地下气化技术研究与应用课件 (一)煤炭地下气化技术研究与应用课件 煤炭地下气化技术是一种利用煤炭直接转化为燃料气的新型技术。通过对高温高压下的煤炭进行间接气化，将煤炭中的化学能转化为燃料气，解决了传统煤炭开采方式中的环境污染和安全问题，是一种非常有前景的煤炭开采方式。 一、煤炭地下气化技术原理 (一) 煤炭地下气化过程 煤炭地下气化采用一种新的气化方式，通过利用煤炭内在气化反应，将煤炭内部的化学能转化为燃料气。在地下工作面将氧、水蒸气、二氧化碳等气体送入地下煤炭中，通过煤与气混合反应，产生高温高压气体，将煤炭内部的化学能通过化学反应转化为燃料气，燃料气经过地上工厂加工处理后可作为燃料供应市场。 (二) 煤炭地下气化的优缺点 优点：煤炭地下气化可以将深层煤层中的煤炭资源进行全面开采，储量大，上部地质条件无限制。地下气化过程中产生的废弃物可以封存回填到井下，不仅减少了地面安全隐患，而且能够减少环境污染和二氧化碳排放。 缺点：由于煤炭地下气化是一种间接气化方式，反应过程较为复杂，容易产生煤炭留渣和渗透水等问题。大型的地下气化项目需要消耗大量的资金和技术投入，从而存在一定的经济风险。

二、煤炭地下气化技术研究和应用现状 近年来，在国内外开展了一系列的煤炭地下气化技术研究和应用探索。国际上的代表性地下气化项目有美国的地下气化试验项目、苏联和德 国等的工业化地下气化项目；国内的典型地下气化项目有宝山、新河、云南三条工业生产线。 目前，煤炭地下气化技术已经成为国家能源政策的重要组成部分。新 型煤化工产业已经成为我国经济发展的新动力，政府也对煤炭地下气 化技术进行了大力支持。 三、煤炭地下气化技术发展趋势 (一) 技术集成化趋势 目前我国的煤炭地下气化技术主要是以气化、加工、储存、输送四个 方面进行独立开发。随着技术的不断发展，未来的趋势是更多地将协 同处理、内在相容性以及多重功能草案融合在一起，实现技术的集成化。 (二) 高效、低成本等技术趋势 煤炭地下气化技术虽然在实际应用中已经具有开采效率高、资源利用 充分等显著优势，但是高成本、复杂设备等问题也对其发展带来了困境。未来的趋势是通过技术进步和成本控制等多方面努力实现高效、 低成本等目标。 总之，煤炭地下气化技术作为一种新型能源利用技术，在缓解煤炭资 源短缺、保障能源安全、减少环境污染等方面具有巨大的潜力，未来 发展前景广阔。

煤炭气化原理

煤炭气化原理 一、引言 煤炭气化是一种将煤炭转化为合成气的技术，通过高温和缺氧环境下的反应使煤炭中的有机物发生热解、干馏、燃烧等化学变化，产生一种含有一氧化碳和氢气的混合气体，称为合成气。本文将对煤炭气化的原理进行全面、详细、完整且深入地探讨。 二、煤炭气化的基本反应 煤炭气化的主要反应可以分为三个步骤：热解、干馏和燃烧。 2.1 热解 煤炭在高温下分解，释放出挥发性物质和焦炭。这个过程称为热解反应。热解主要由以下三个步骤组成： 1. 原煤脱水：煤炭中的水分在高温下蒸发。 2. 碳氢化合物分解：煤炭中的碳氢化合物（如烃类）在高温下发生热解，产生小分子气体和炭质残留物。 3. 炭质残留物退变：煤炭中的炭质残留物在高温下发生退变，产生焦油和焦炭。 2.2 干馏 在热解的基础上，进一步进行干馏反应。干馏是指将挥发性物质和焦炭分离的过程。干馏过程主要包括以下几个步骤： 1. 挥发性物质分离：将挥发性物质（包括一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、重烃等）从煤中分离出来。 2. 固体焦炭生成：将挥发性物质分离后得到的残渣进一步热解，生成固体焦炭。 2.3 燃烧 燃烧是指将产生的一氧化碳（CO）和水蒸气（H2O）与外部供气中的氧气（O2）反应，产生二氧化碳（CO2）和热能的过程。煤炭气化中的燃烧反应主要包括以下几 个步骤： 1. 供气：将外部的氧气供应到煤炭气化反应器中。 2. 氧化反应：一氧化碳与氧气发生氧化反应，生成二氧化碳。 3. 氢化反应：水蒸气与一氧化碳发生氢化反应，生成二氧化碳和水。 4. 燃烧释能：燃烧反应放出的热能可以用于产生蒸汽、发电等。

三、煤炭气化的影响因素 煤炭气化过程受到许多因素的影响，主要包括以下几个方面： 3.1 温度 温度对煤炭气化速率和产物组成有显著影响。较高的温度可以促进煤炭中的碳氢化合物热解和干馏反应，加快气化反应速率。同时，高温条件下还有利于催化剂的活性和稳定性。 3.2 压力 压力对气化反应的平衡和速率同样具有重要影响。较高的压力可以增加气体的溶解度，提高气化反应速率。同时，适当的压力可以改善气化反应的热力学平衡，提高产气率。 3.3 反应物质性质 煤炭的炭质结构、灰分含量、挥发性物质含量等性质对气化过程的影响较大。煤炭炭质结构复杂、灰分含量高、挥发性物质含量低的煤炭更难气化。因此，在气化过程中应选用适宜的煤种。 3.4 催化剂 催化剂的添加可以促进气化反应的进行，提高产气率和气体质量。常用的催化剂有铁、镍、钼等金属催化剂。 四、煤炭气化的应用 煤炭气化技术在能源和化工领域具有广泛的应用前景。 4.1 能源利用 煤炭气化可以生产大量的合成气，合成气可以用于发电、供热和制取甲醇等。其中，发电是煤炭气化的重要应用领域之一，可以减少对天然气和石油的依赖。

煤气化的原理及应用教案

煤气化的原理及应用教案 教案：煤气化的原理及应用 一、教学目标 1.了解煤气化的基本原理 2.掌握煤气化的应用领域和技术 3.能够分析煤气化技术的优缺点 二、教学内容 1.煤气化的基本原理 - 介绍煤气化的定义和基本概念 - 解释煤气化的化学反应过程 - 介绍煤气化的主要产物成分 2.煤气化的应用领域和技术 - 介绍煤气化的能源化工应用领域，如合成气、合成油、合成酮等 - 介绍不同煤气化技术，如固定床煤气化、流化床煤气化、上升流煤气化等 3.煤气化技术的优缺点分析 - 分析煤气化技术相对于传统燃烧技术的优势，如高效能源利用、低污染排放等

- 分析煤气化技术的局限性和挑战，如高成本、废气处理等 三、教学方法 1.讲授法：通过讲解基本原理、应用领域和技术，传达相关知识和概念 2.案例分析：通过实际案例，分析煤气化技术在不同领域的应用和效果 3.小组讨论：组织学生进行小组讨论，讨论煤气化技术的优缺点，培养学生的批判思维能力 四、教学资源 1.课件：包括煤气化基本原理、应用领域和技术的相关图表和文字说明 2.实际案例：提供煤气化技术在能源化工领域的实际应用案例 五、教学过程 1.导入：通过提问“你知道什么是煤气化吗？它有什么应用？”，激发学生的兴趣和思考 2.讲解煤气化的基本原理 - 通过课件和示意图，讲解煤气化的化学反应过程和主要产物成分 - 引导学生思考煤气化与传统燃烧的区别和优势

3.介绍煤气化的应用领域和技术 - 通过案例分析，介绍煤气化在能源化工领域的应用，如合成气的生产和利用- 通过课件和文字说明，介绍不同煤气化技术的原理和特点 4.小组讨论：将学生分为小组，让他们讨论煤气化技术的优缺点，并汇报讨论结果 - 鼓励学生提出自己的观点和理由，培养批判思维能力和团队合作意识 5.总结：通过总结，概括煤气化的基本原理、应用领域和技术，强调其重要性和发展前景 六、课堂作业 1.请同学们结合课上所学，写一篇短文，介绍煤气化的原理和应用范围 2.请同学们找一篇关于煤气化技术应用的新闻报道，并分析其中的优缺点 七、教学评估 1.针对小组讨论和课堂作业，进行积极评价和指导 2.通过课堂提问和讨论，检查学生对煤气化的理解和掌握程度 3.通过学生的综合表现和课后反馈，评估整个教学过程的效果和质量

煤制气反应原理(一)

煤制气反应原理(一) 煤制气反应原理 煤制气是什么 煤制气是指将煤等固体非化石燃料或可再生能源在高温、高压等条件下通过化学反应转化为气体燃料的技术。 煤制气反应原理 煤制气反应是复杂的化学反应，主要包括以下几步： 1.加热解析 将煤通过加热解析，使化学键断裂，分解成小分子有机物。 2.水/蒸汽煤气化 将小分子有机物与水蒸气作用，生成一系列气态产物（例如一氧化碳、氢气、甲烷等），以及液态或固态产物（例如苯、甲苯、芳烃等）。 3.气体净化 对煤制气后产生的气态产物进行净化处理，提取出最终的气态产物（例如一氧化碳、氢气等）。 煤制气的应用 煤制气技术在燃气、石化、化工等领域中起到重要的作用，可以替代传统的石油化工工艺，降低能源消耗，具有清洁、高效的特点。通过对煤制气技术的不断改进和创新，可以实现煤的高效清洁利用，推进绿色能源的发展。 以上就是关于煤制气反应原理的简要介绍。 煤制气技术的发展 煤制气技术的发展也经历了多个阶段。在20世纪初期，煤制气技术主要以通式煤气为代表，不过其存在贫化气态产物的问题。在20世纪30

年代，德国人发明了合成气工艺，可以利用空气进行气态产物的制备。但后来在二战中因为技术保护而无法得到继续发展。在20世纪50年代，美国人开发出了新型催化剂，在水煤气比例适中的情况下以较低 的成本制备出了高品质的气态产物，推动了煤制气技术的迅速发展。 煤制气的优势和局限性 优势 1.煤是丰富的资源，可以大量利用。 2.煤制气的原料可以采用低质煤和煤矸石等，从而实现资源利用的 最大化。 3.煤制气过程中会产生的固体残渣可以作为肥料或建材等方面得到 利用。 4.煤制气可以减少对石油等化石燃料的依赖，提高能源安全性。 局限性 1.煤制气会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成负面影响。 2.煤制气会消耗大量的水资源，对资源造成压力。 3.煤制气需要高温高压等条件，对能源消耗较大。 4.煤制气技术相对较为复杂，运行维护成本较高。 结语 总体上，煤制气技术凭借其丰富的煤炭资源和高效的能源利用方式， 可以成为替代传统化石燃料的可行选择，同时也需要在研究和发展中 不断改进技术，提高效率及降低环境污染等方面的问题。

煤炭气化原理

煤炭气化原理 煤炭气化是一种将固体煤转化为可燃气体的过程。在这个过程中，煤 被加热到高温，然后与水蒸气或氧气反应，产生可燃性气体。这些气 体可以被用作能源或化学原料。 一、煤的组成及其影响 1. 煤的组成 煤是一种有机物质，由碳、氢、氧、硫和少量的杂质组成。它的主要 成分是碳，占据了其总质量的50%到90%。其他元素的含量相对较低。 2. 煤的影响 由于不同类型和等级的煤具有不同的组成和结构，因此它们对于气化 过程会产生不同的影响。高灰分和挥发分含量较低的煤通常比较难以 气化。另外，硫和灰分等杂质也会降低气化效率并增加环境污染。 二、煤的预处理 为了提高气化效率并减少环境污染，需要对原始煤进行预处理。 1. 破碎 首先需要将原始煤进行粉碎，以便于后续的处理。煤可以通过机械破 碎或化学方法进行分解。 2. 脱水 接下来需要将煤中的水分去除，以便于气化过程。这可以通过加热和 压缩等方法实现。 3. 脱硫

由于硫会降低气化效率并产生环境污染，因此需要对煤进行脱硫处理。这可以通过物理或化学方法实现。 三、气化过程 在预处理完成后，原始煤被送入气化反应器中进行气化反应。在这个 过程中，煤被加热到高温并与水蒸气或氧气反应，产生可燃性气体。1. 煤的加热 首先需要将煤加热到高温。这可以通过外部加热或内部反应器加热来 实现。 2. 氧化反应 如果使用的是氧气作为反应剂，则会发生完全氧化反应： C + O2 → CO2 H2 + 1/2O2 → H2O S + O2 → SO2 3. 水蒸汽反应 如果使用的是水蒸汽作为反应剂，则会发生部分氧化和还原反应： C + H2O → CO + H2 C + 2H2O → CO2 + 2H2 S + H2O → H2S + 1/2O2 4. 反应产物的处理 在反应结束后，需要对产生的气体进行处理。这可以通过冷却、净化 和压缩等方法实现。 四、气化产物的用途 气化产物可以被用作能源或化学原料。

煤气化技术

煤气化技术 简介 煤气化技术是将煤炭转化为可燃气体的过程。它可以将煤炭中的有机物质转化为气体燃料，如合成气（一种碳氢混合气体）或甲烷。煤气化技术在能源转型和环境保护方面具有重要意义。 煤气化原理 煤气化是通过加热煤炭，在缺少氧气的条件下进行的化学反应。这个过程通常在高温（约1000℃）和高压（2-5 MPa）下进行。在煤气化过程中，煤炭中的碳氢化合物被分解为可燃气体。 由于煤气化是在缺氧条件下进行的，因此产生的气体中几乎不含硫和氮。这使得煤气化技术相对于传统的燃煤发电技术具有更低的环境污染。此外，煤气化产生的燃气可以直接用于发电、供热、制氢等多种应用。

煤气化工艺 煤气化工艺主要分为干燥气化和水煤浆气化两种。干燥气化是将煤炭在高温下与热气体接触，使煤炭中的水分蒸发，然后进行气化反应。水煤浆气化是将煤炭与水形成的浆料喷入气化炉中，在气化过程中煤炭与水蒸汽产生反应。 两种煤气化工艺各有优势。干燥气化可以直接利用煤炭的热值，不需要额外的供热设备。而水煤浆气化可以利用水蒸汽的催化作用，提高气化效率。根据实际需求和条件，选择适合的煤气化工艺非常重要。 应用领域 煤气化技术在能源转型和环境保护方面具有广泛的应用。以下是煤气化技术在几个重要应用领域的应用示例： 1.发电：煤气化产生的燃气可以用于燃气轮机或内燃 机发电。与传统的燃煤发电相比，煤气化发电具有更高的效率和更低的污染排放。 2.供热：煤气化产生的燃气可用于供热，替代传统的 燃煤供热系统。煤气化供热系统具有更高的热效率和更少的污染排放。

3.制氢：煤气化可以产生合成气体，其中主要成分为 氢气和一氧化碳。这些气体可用于制氢，用于石油炼制、 化学工业等领域。 4.乙二醇生产：煤气化产生的合成气可以用于乙二醇 的生产。乙二醇是一种重要的工业化学品，广泛应用于塑 料、涂料、纺织等行业。 煤气化技术的优势和挑战 煤气化技术具有多种优势，但也面临一些挑战。 优势： - 较低的污染排放：煤气化产生的燃气几乎不含硫 和氮，具有较低的污染排放。 - 多样的应用：煤气化产生的燃气可以用于发电、供热、制氢等多种应用。 - 提高能源利用率：煤气化可以更充分地利用煤炭中的能源，提高综合能源利用效率。 挑战： - 高温高压操作：煤气化需要在高温高压条件下进行，对设备和工艺的要求较高。 - 煤质波动：不同煤质在气化过程中的行为和产物有所差异，需要根据煤质特性进行合理的工艺设计。 - 产业链协同：煤气化技术需要与其他产业链环节协同，如煤炭开采、煤炭清洁化、煤气净化等。 - 经济可行性：

第二节煤炭气化原理

第二节煤炭气化原理 煤的气化是指利用煤或半焦与气化剂进行多相反应产生碳的氧化物、氢、甲烷的过程，主要是固体燃料中的碳与气相中的氧、水蒸气、二氧化碳、氢之间相互作用。也可以说，煤炭气化过程是将煤中无用固体脱除，转化为可作为工业燃料、城市煤气和化工原料气的过程。 一、气化过程主要化学反应 使用不同的气化剂可制取不同种类的煤气，主要反应都相同。煤炭气化过程可分为均相和非均相反应两种类型。即非均相的气-固相反应和均相气-气相反应。生成煤气的组成取决于这些反应的综合过程。由于煤结构很复杂，其中含有碳、氢、氧和硫等多种元素，在讨论基本化学反应时，一般仅考虑煤中主要元素碳和在气化反应前发生的煤的干馏或热解，即煤的气化过程仅有碳、水蒸气和氧参加，碳与气化剂之间发生一次反应，反应产物再与燃料中的碳或其他气态产物之间发生二次反应。主要反应如下。 一次反应： = 394.1 kJ/mol = －135.0 kJ/mol =110.4 kJ/mol （2- 4）

=96.6 kJ/mol （2-5） =84.3 kJ/mol （2-6） = 245.3 kJ/mol (2-7) 二次反应： = －173.3 kJ/mol = 566.6 kJ/mol (2-8) = 38.4 kJ/mol (2-9) = 219.3 kJ/mol (2-10) = 185.6 kJ/mol (2-11) = 12.2 kJ/mol (2-12) 根据以下反应产物，煤炭气化过程可用下式表示：

在气化过程中，如果温度、压力不同，则煤气产物中碳的氧化物即一氧化碳与二氧化碳的比率也不相同。在气化时，氧与燃料巾的碳在煤的表面形成中间碳氧配合物 ，然后在不同条件下发生热解，生成 和 。即： 因为煤中有杂质硫存在，气化过程中还可能同时发生以下反应： 在以上反应生成物中生成许多硫及硫的化合物，它们的存在可能造成对设备的腐蚀和对环境的污染。在第六章中，还要详细介绍硫及其化合物对煤气的危害及净化方法。