煤与天然气共同气化制备合成气的工艺技术浅析

广东化工2006年第12期www.gdchem.com第33卷总第164期煤与天然气共同气化制备合成气的工艺技术浅析颜凌燕(安徽理工大学化学系,安徽淮南232001)[摘要]煤与天然气共气化是基于天然气蒸气转化和煤气化工艺耦合的一种新工艺,本文阐述了共气化制气的原理并对技术参数进行分析。[关键词]煤气化;天然气;合成气imple Analysis on Technology of Producing Synthetic Gasby Gasify of Coal and Natural GasYan Lingyan(Anhui University of Science and Technology, Chemistry Department, Huainan 232001, China)Abstract: The gasification by coal and natural gas is a new technology which is based on the transformation of vapor natural gas andthe coupling of the coal gasification technology. This paper introduces the reasons and the technology reference analysis of producing gas byKeywords: coal gasificasynthetIc以CO和H2为有效成分的合成气是合成燃料的主要原料实际上,即使输出产物温度和压力一定,煤和天然气共气化按,目前工业上广泛采用的合成气生产方法是气态烃蒸气转化化学反应原理可进行多变调控,生成煤气的H2CO可在04法和煤炭气化法。这两种转化法中H2CO不适中,前者过大、20范围内调控。后者过小。为了克服这一缺点并结合我国能源实际情况(煤多煤与天然气联合气化的反应器结构采用类似高炉炼铁的反而天然气少)中国科学院提出了煤与天然气共气化制备合成气应器结构,反应器自上而下分为煤干馏区、煤气化区和燃烧火的新方法門。该法以煤为主原料,辅助以天然气,通过控制操焰区。燃烧火焰区设有氧气、天然气和水燕气喷嘴,煤膛中部作参数和进料条件可直接得到H2CO在10~20之间的可调的设有煤气出口,出口温度控制在100℃左右(煤气出口温度太合成气,能直接用于产品的合成低,煤中析出的烃类和焦油不能完全裂解,造成污染,挥发份中CH4也不能完全裂解;煤气出口温度太高,一方面造成能量1技术原理损失,另一方面高温气化段缩短,燃烧区产生的CO2和H2O转对天然气蒸汽转化法,产生100m3的煤气(HyCO=3)化不完全会造成煤气中CO2和H2O含量过高。煤气出口温度的需额外消耗117m3CH4来提供能量,对煤气化,以煤的代表组确定取决于气化炉上段煤炭热解气中焦油和烃类完全裂解的温成CoH3计产出100m3的煤气(H2CO=0.4),放出热量相当度,中国煤化工因此CH能够完全裂解的于燃烧101m3CH4如果用煤气化多余的热量来补充天然气蒸温度CNMHG底部设有液态排渣口,为汽转化需要的能量,进行能量平衡耦合,煤气的H2CO约为11。了满是小同燥气成分妥冰,吲理理氧气、天然气和蒸汽的供收稿日期]20060828[作者简介颜凌燕(1974),女,安徽巢湖人,本科学历,研究方向为化学工程2006年第12期广东化工第33卷总第164期www.gdchem.com入比例来调整。如果采用焦碳,由于不存在焦油的裂解问题,O2达1,33时,火焰区温度控制在1500℃左右;而对于煤与天因此煤气的出口温度可比1000℃低很多,煤气显热可得到充分然气联合气化,要得到H2CO大于I的粗煤气,如果煤与氧气利用,粗煤气H2O比值可调上限也更高,煤气质量也会得到在同一出口位置进入反应器,CH4裂解吸热可显著降低火焰区改善。的温度,可控制火焰区温度为200℃左右2技术参数分析3结论21煤气出口温度理论和实践研究表明,控制出口温度不低于1000℃,煤中煤与天然气共气化工艺中,关键的技术参数是煤气的出口挥发份基本可完全裂解,煤气中有效成分(CO+H2)于95%,温度的控制。煤气的出口温度过低,煤中析出的烃类和焦油不CH4含量在02%左右。因此煤-天然气氧联合气化是可行的能完全裂解,不仅造成污染,而且原料不能完全利用,造成资该研究才刚刚开始,还有许多地方优待完善源的浪费;煤气出口温度过高,一方面造成能量的浪费,另外造成高温气化段缩短,而使燃烧区中产生的CO2和H2O转化不参考文献[]苏君雅,石油与天然气化工,1993,22(4):209214煤气出口温度取决于气化炉上段煤炭热解气中烃类和焦油2 James Childress. Gasification industry status and trends. Washington D C完全裂解的温度,我们知道挥发气体中最难裂解的是CH4,因 Gasification Technologies Pubic Policy Workshop,202此CH4能够完全裂解的温度即是煤气的合适出口温度。通过实阝3李峻岭。学位论文D]北京:北京工业出版社,200验得出CH4能够大致完全裂解的温度为1000℃C,因此煤气出口4宋学平郭占成移动床煤与天然气共气化制备合成气的工艺技术化温度应控制在1000℃左右工学报,2005,(2):312-31722火焰区温度控制火焰区温度控制过高,渣中SiO2被还原生成气态,容易造(本文文献格式:颜凌燕.煤与天然气共同气化制备合成气的工成煤气管道堵塞,使正常操作难以进行。实验研究表明当CH4艺技术浅析J.广东化工,2006,33(12):64-65.)(上接第47页)[5}钱浩泉,李彩君,谢培山,高良姜及其近缘植物挥发油成分的气相色谱[J]药学学报,2001,36(3):229232.指纹图谱研究[中药新药与临床药理,2001,12(3):179-18326郭亚东,吴双风,李蟠.野甘菊中小自菊内酯超临界流体色谱测定门天6]刘建庄,杨明生,黄姐娟,等.银杏黄酮的NMR指纹图谱分析[冂光然产物研究与开发,2002,14(2):4748谱实验室,2004,21(3):369-372[27]戴德舜,曹进,王义明,等.桂汁汤A部分指纹图谱的确定与比较中[7]林云良,孙庆雷,王晓,等,山东产金银花乙醇提取物HPLC及NMR国实验方剂学杂志,2001,7(2):14.指纹图谱的比较门中药研究与信息,2005,7(9):1920.8邵云东,高文远,刘丹,等,植物提取物的质量控制叮中国中药杂志8]王钢力,戴忠,鲁静,等.11种卷柏属药用植物HPCE指纹图谱的研究.中咸药,2002,24(7):48949129]周玉新,等,中药指纹图谱研究技术M]·化学工业出版社,2002.9119魏英勤,袁久菜,闫滨.黄连的毛细管电泳特征指纹图谱研究[中草30]周欣欣,徐艳.国内外植物提取物质量标准研究状况及意义叮,中华医药,2003,346)}:563-56药荟萃杂志,2003,4(2):452王寅,乔传卓,尹茶.高效毛细管电泳法用于不同居群大青叶药材的鉴31}邹华彬,袁久荣,杜爱琴,等·甘草氯仿提取物红外指纹图谱双指标序别叮,中草药,200031(7):547-549列分析法.中国中药杂志,2005,30(1):16-20[21张亮,马国祥,张正行,等.中药石斛质量的化学模式识别门.药学学[32]薄涛,刘虎威,李克安,等,高效液相色谱质谱联用技术分析甘草及其报,994,29(4):290-295提取物中黄酮类成分{门.首都医药,2002,(9):42.43.2)郭建,许彩芸,李忠,等.花旗参、高丽参及三七参的傅立叶变换红外3李磊,黎先春,王小如,等.丹参品质鉴定和评价的HPLC指纹条形码光谦法鉴别研究门,中国卫生检验杂志,200,15(10):12151216技术门中草药,2003,34(7):64965323陈丰,刘文启,王锅力,等.中药材滑石粉X射线衍射分析叮中国药34李维秋,杜超。中药指纹图谱的意义及面临的问题门.中药研学杂志,2001,36(1):18-21究与信中国煤化工[24] Schaufeiberger D E. Applications of analytical high-speed counter-currentCNMHGchromatography in natural products chemistry!l. Journal of chromatography A,(本文文献格式:谭敏,何道航,张雷,等.指纹图谱技术在药991,538(1):45-57用植物提取物质量控制中的应用J广东化工,2006,33(12):25刘向华,王文权,刘忠权,等.中药材蛇胆的DNA分子标记鉴定研究45-47