高宝宝论文.doc

酒泉职业技术学院毕业设计(论文)2010级石油化工生产技术题目:煤气化技术的研究及发展前景毕业时间:2013年6月学生姓名:高宝宝学号:7指导教师:孔祥波班级:2010石化(1)班二○一一年六月二十日酒泉职业技术学院2013届各专业毕业论文(设计)成绩评定表姓名高宝宝班级2010石化(1)班专业石油化工生产技术指导教师第一次指导意见2011年3月15日指导教师第二次指导意见2011年4月19日指导教师第三次指导意见2011年5月23日指导教师评语及评分成绩:签字(盖章)2011年6月15日答辩小组评价意见及评分成绩:签字(盖章)年月日教学系毕业实践环节指导小组意见签字(盖章)年月日学院毕业实践环节指导委员会审核意见签字(盖章)年月日说明:1、以上各栏必须按要求逐项填写.。2、此表附于毕业论文(设计)封面之后。煤气化技术的研究及发展前景摘要:煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器如气化炉内,在一定煤气化技术工艺流程的温度和压力下,通过氧化剂(空气或氧气和蒸气)以一定的流动方式(移动床、硫化床或携带床)转化成气体,得到粗制水煤汽,通过后续脱硫脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳气。关键词:煤气化、技术、水煤气、工艺、汽化炉前言煤气化技术是我国煤炭清洁、高效转化的重要途径和发展方向之一。目前,由于气流床排渣系统故障而导致气化炉下渣口堵渣和水冷壁“烧坏”等问题制约气流床气化炉长期稳定运行。因此,有必要对气流床气化炉进行深入的研究。Shell煤气化技术在当今大规模煤气化技术中具有明显的竞争力,因此本文以Shell气化炉为例,首先通过有限单元法建立气流床气化炉水冷壁的温度计算模型,考察固态渣层的厚度、渣钉长度、渣钉的导热系数、水侧对流换热系数和气化炉炉膛的温度对水冷壁温度分布的影响,揭示“以渣抗渣”的机理。其次,以声发射技术为检测手段,对排渣系统中煤灰渣粘度、渣池排出的循环水(黑水)粘度、大块渣的生成和块渣堆积高度进行较为系统的研究,期望实现排渣系统的故障预警。论文的主要工作:,分析固态渣层厚度、渣钉长度、渣钉导热系数、气化炉近壁面温度和水侧对流换热系数对气化炉水冷壁温度的影响。发现,随着固态渣层厚度增加,固态渣层和液态渣层交界面的温度升高,渣钉的温度降低,水冷管温度和金属壁面的温度基本不变;随着渣钉长度的增加,固态渣层和液态渣层交界面的温度降低,渣钉温度增加,水冷管温度和金属壁面温度基本不变;随着渣钉导热系数增加,渣钉温度降低,水冷管温度升高,金属壁面温度降低;随着水侧对流换热系数的增加,水冷管温度、金属壁面温度和渣钉温度基本不变;随着气化炉近壁面温度增加,水冷管温度、金属壁面温度和渣钉温度随之增加。一、煤气化的发展史1857年,德国的Siemens兄弟最早开发出用块煤生产煤气的炉子称为德士古气化炉。这项工艺引进中国后在二十世纪九十年代由山东省鲁南化肥厂经过广大工程技术人员的努力,发明了自主知识产权的对置式四喷嘴气化炉,目前已经在国内得到广泛推广应用,特别是兖矿集团煤化工项目在多处使用次技术,取得了显著的经济效益。还有经过其他许多开发商的开发,到1883年应用于生产氨气。煤气化技术是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段。二、煤气化的原理煤干馏过程,主要经历如下变化:当煤料的温度高于100℃时,煤中的水分蒸发出;温度升高到200℃以上时,煤中结合水释出;高达350℃以上时,粘结性煤开始软化,并进一步形成粘稠的胶质体(泥煤、褐煤等不发生此现象);至400~500℃大部分煤气和焦油析出,称一次热分解产物;在450~550℃,热分解继续进行,残留物逐渐变稠并固化形成半焦;高于550℃,半焦继续分解,析出余下的挥发物(主要成分是氢气),半焦失重同时进行收缩,形成裂纹;温度高于800℃,半焦体积缩小变硬形成多孔焦炭。当干馏在室式干馏炉内进行时,一次热分解产物与赤热焦炭及高温炉壁相接触,发生二次热分解,形成二次热分解产物(焦炉煤气和其他炼焦化学产品)。煤干馏的产物是煤炭、煤焦油和煤气。煤干馏产物的产率和组成取决于原料煤质、炉结构和加工条件(主要是温度和时间)。随着干馏终温的不同,煤干馏产品也不同。低温干馏固体产物为结构疏松的黑色半焦,煤气产率低,焦油产率高;高温干馏固体产物则为结构致密的银灰色焦炭,煤气产率高而焦油产率低。中温干馏产物的收率,则介于低温干馏和高温干馏之间。煤干馏过程中生成的煤气主要成分为氢气和甲烷,可作为燃料或化工原料。高温干馏主要用于生产冶金焦炭,所得的焦油为芳烃、杂环化合物的混合物,是工业上获得芳烃的重要来源;低温干馏煤焦油比高温焦油含有较多烷烃,是人造石油重要来源之一。煤炭气化是指煤在特定的设备内,在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应,将