【正文】 焦油、油和冷凝液在此收集予以分離。經(jīng)水洗急冷凈化后的煤氣，固體顆粒及金屬離子等已經(jīng)基本清除干凈，但大部分氣體雜質(zhì)尚留在煤氣中。由于工程設(shè)計(jì)和操作經(jīng)驗(yàn)的不完善，還沒(méi)有達(dá)到長(zhǎng)周期、高負(fù)荷、穩(wěn)定運(yùn)行的最佳狀態(tài)，存在的問(wèn)題還較多，主要缺點(diǎn)：噴嘴壽命短、激冷環(huán)壽命僅一年、褐煤的制漿濃度約 59%～61%；煙煤的制漿濃度為 65%；因汽化煤漿中的水要耗去煤的 8%，比干煤粉為原料氧耗高 12%～20%，所以效率比較低。殼牌煤氣化工藝(SCGP) 應(yīng)用了一個(gè)多燒咀的水冷膜式壁氣化爐和一個(gè)經(jīng)特別設(shè)計(jì)的合成氣冷卻器（廢熱鍋爐）結(jié)構(gòu)，允許氣化爐在更高溫度下操作，并且承擔(dān)在合成氣冷卻器中承載固體的負(fù)荷，比其他 SHELL 煤氣化工藝（SGP）氣化爐/合成氣冷卻器（SGC）要大。其它氣體成分如 CHCOH2S 、苯酚、煙和微量的氨、HCl、 HCN 以及在特殊工藝下基于原料和工況產(chǎn)生的甲酸鹽。（4）泥炭煤泥炭煤中含有大量的腐殖酸，揮發(fā)份產(chǎn)率近 70%左右。其中的無(wú)煙煤和貧煤都屬于變質(zhì)程度非常高的煤種，加熱時(shí)不產(chǎn)生膠質(zhì)提。某學(xué)院畢業(yè)（論文） 7 煤的地下氣化是一種有效利用煤炭的方法，可以從根本上消除煤炭開(kāi)采的地下作業(yè)，將煤中可利用部分以潔凈方式輸出地面，殘?jiān)蛷U渣留于地下，對(duì)環(huán)境保護(hù)與開(kāi)發(fā)有很重要意義。煤氣的有效成分為一氧化碳、氫氣、甲烷等，其可作為化工染料、城市煤氣和工業(yè)燃?xì)狻?guó)內(nèi)目前采用的煤炭氣化技術(shù)主要以常壓固定床煤氣化發(fā)生爐和水煤氣發(fā)生爐為多，開(kāi)發(fā)引進(jìn)了水煤氣兩段爐、魯奇加壓氣化爐和德士古水煤漿氣化技術(shù)。新型煤化工生產(chǎn)采集用煤轉(zhuǎn)化高新技術(shù)，在能源梯級(jí)利用、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面對(duì)不同工藝優(yōu)化集成，提高了整體經(jīng)濟(jì)效益。甲醇從今某學(xué)院畢業(yè)（論文） 4 年供需情況來(lái)看，除了作基本有機(jī)化工原料、精細(xì)化工原料外，還可以做替代燃料應(yīng)用，預(yù)計(jì)需求量將達(dá) 800~1000 萬(wàn)噸／年，到 2020 年，甲醇需求預(yù)計(jì)達(dá) 5000 萬(wàn)噸／年。煤化工開(kāi)始于 18 世紀(jì)后半葉， 19 世紀(jì)形成了完整的煤化工體系。關(guān)鍵詞: 節(jié)能減排、 煤氣化 甲醇 設(shè)備 反應(yīng)器 某學(xué)院畢業(yè)（論文） 3 第一章 緒論煤化工是指以煤為原料，經(jīng)化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體和固體燃料以及化學(xué)品的過(guò)程。 隨著科學(xué)技術(shù)能力的提高，合成工藝日趨成熟和完善。新型煤化工產(chǎn)業(yè)必將成為 21 世紀(jì)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組織部分。煤氣化在煤化工中也占有重要的地位，用于生產(chǎn)城市煤氣及各種燃料氣 ，也用于生產(chǎn)合成氣。依靠煤炭資源，形成煤炭——能源——化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)。進(jìn)入 20 世紀(jì)以后針對(duì)不同煤種和氣體用途發(fā)展了幾百種氣化方法，其中以魯奇碎枚加壓氣化爐常壓 KT爐、濕克勒氣化爐等應(yīng)用最廣。某學(xué)院畢業(yè)（論文） 6 第二章 煤炭氣化原理煤的氣化過(guò)程是一個(gè)熱化學(xué)過(guò)程，是煤或焦煤與氣化劑（空氣、氧氣、水蒸氣、氧等）在高溫下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將煤或焦煤中有機(jī)物轉(zhuǎn)化為煤氣的過(guò)程，該過(guò)程是在高溫、高壓下進(jìn)行的一個(gè)復(fù)雜的多項(xiàng)無(wú)力級(jí)物理化學(xué)過(guò)程，通過(guò)煤炭氣化工藝可以利用煤中所含的幾乎全部有機(jī)物，是獲得基本有機(jī)化學(xué)工業(yè)原料的重要途徑。(二)地下氣化煤炭地下氣化是將未開(kāi)采的煤炭有控制的燃燒，通過(guò)對(duì)煤的熱化學(xué)作用上產(chǎn)煤氣的一種氣化方法。第三類，氣化時(shí)不但產(chǎn)黏結(jié)生焦油，代表性原料又褐煤。某學(xué)院畢業(yè)（論文） 8 （3）褐煤氣化時(shí)不黏結(jié)但產(chǎn)生焦油。用蒸汽與氧氣(或空氣、富氧空氣)對(duì)煤、焦炭進(jìn)行熱加工稱為固體燃料氣化,氣化所得可燃性氣體通稱煤氣是制造甲醇的初始原料氣,氣化的主要設(shè)備是煤氣發(fā)生爐,按煤在爐中的運(yùn)動(dòng)方式,氣化方法可分為固定床(移動(dòng)床)氣化法、流化床氣化法和氣流——般都沿用固定床間歇?dú)饣?煤氣爐沿用 UCJ ,目前已工業(yè)化的煤氣化爐有柯柏斯托切克(KoppersTotzek)、魯奇(Lurge)及溫克勒(Winkler)、第三代煤氣化爐的爐型主要有德士古(Texaco)及謝爾柯柏斯(ShellKoppers)等。某學(xué)院畢業(yè)（論文） 10 1972 年，開(kāi)始?xì)づ泼簹饣に?SCGP)的開(kāi)發(fā)。噴嘴、氣化爐、激冷環(huán)等為 Texaco 水煤漿氣化的技術(shù)關(guān)鍵。同時(shí)，水洗急冷還可有效地減少或清除氣體中的某些化學(xué)雜質(zhì)，并可將它們從水中回收。某學(xué)院畢業(yè)（論文） 12 對(duì)于粗煤氣中的二氧化碳，應(yīng)該根據(jù)其用途決定是否必須脫除。制取高熱質(zhì)煤氣時(shí)，需在廢熱鍋爐后的工序中加入變換爐。 甲醇市場(chǎng)現(xiàn)狀及展望國(guó)內(nèi)甲醇生產(chǎn)始于 1957 年 ,以小甲醇起家。某學(xué)院畢業(yè)（論文） 13 近年來(lái),我國(guó)甲醇產(chǎn)量有較大的增長(zhǎng),1998～2022 年,年均增長(zhǎng)率為 %。有所下降。二甲醚替代柴油作為車用燃料在國(guó)內(nèi)外均無(wú)大型裝置投產(chǎn)，二甲醚汽車發(fā)動(dòng)機(jī)雖已研制出樣車，但迄今尚無(wú)批量生產(chǎn)。該法的關(guān)鍵在于使用了一種新型銅基催化劑(CuZnAl)。①平行副反應(yīng) 242923248COHCHO???當(dāng)有金屬鐵、鈷、鎳等存在時(shí)，還可能發(fā)生生碳反應(yīng)。利用煤轉(zhuǎn)化后得到的（氫氣+一氧化碳）合成氣，經(jīng)換熱脫硫，脫硫后的合成氣含硫不超過(guò) ，經(jīng)水冷卻，分離出冷凝水后，進(jìn)入合成壓縮機(jī)（三段），壓縮至壓力略低于 5 兆帕，與循環(huán)氣混合后在循環(huán)氣壓縮機(jī)中增壓至 5MPa，進(jìn)入合成反應(yīng)器，在催化床層中進(jìn)行合成反應(yīng)。可用兩個(gè)塔予以精餾。②甲醇合成是在催化劑作用下進(jìn)行，生產(chǎn)能力與催化劑的裝填量成正比例關(guān)系，所以要充分利用合成塔的客積，盡量多裝催化劑，以提高設(shè)備的生產(chǎn)能力。以下主要介紹低壓法合成甲醇所采用的冷激式和列管式兩種反應(yīng)器。這類反應(yīng)器的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，催化劑裝填方便，生產(chǎn)能力大，但要有效控制反應(yīng)溫度，避免過(guò)熱現(xiàn)象發(fā)生．冷激氣和反應(yīng)氣的混合及均勻分布是關(guān)鍵。一氧化碳在高溫高壓下易和鐵發(fā)生作用生成五碳基鐵，引起設(shè)備的腐蝕，對(duì)催化劑也有一定的破壞作用。對(duì)于可逆放熱反應(yīng)來(lái)說(shuō)，溫度降低固然使反應(yīng)速率增大，但平衡常數(shù)的數(shù)值將會(huì)下降。不同類型的催化劑對(duì)合成壓力有不同的要求。例如，用天然氣(主要成分甲烷) 為原料采用蒸氣轉(zhuǎn)化法所得粗原料氣中 H2 過(guò)多，這就要在轉(zhuǎn)化前或轉(zhuǎn)化后加入 CO2 調(diào)節(jié)合理的氫碳比。這些不參與 CH3OH 合成反應(yīng)的氣體稱為惰性氣體。某學(xué)院畢業(yè)（論文） 29 第五章 結(jié)束語(yǔ)臘月寒冬，瑞雪紛飛?；厥兹?，取得了些許成績(jī)，生活中有快樂(lè)也有艱辛。某學(xué)院畢業(yè)（論文） 31 參考文獻(xiàn)[1] 劉洪勤，范維海，［J］.能源技術(shù)，2022， (3）：1617 [2] 、液化的科研工作［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，1982，(8):56 [3] 朱本啟，裴學(xué)國(guó)，豐中田等 [J] .煤化工，2022，(2):810,1920[4] 閻承信。學(xué)友情深，情同兄妹。在這個(gè)美好的季節(jié)里，心中涌現(xiàn)的不是想象已久的歡欣，卻是難以言喻的失落。但在系統(tǒng)中又不能排放過(guò)多，會(huì)引起有效氣體的損失。 生產(chǎn)中合理的氫碳比應(yīng)比化學(xué)計(jì)量比略高些，按化學(xué)計(jì)量比值，f 值或 M 值為 ，實(shí)際上控制略高于 ，即通常保持確定的 H2 含量。 空速對(duì)甲醇合成的影響 在甲醇生產(chǎn)中，氣體通過(guò)合成塔僅能得到 3%6%的 CH3OH，新鮮氣的甲醇合成率較低，因此新鮮氣必須循環(huán)使用。 一般 ZnCr 催化劑的活性溫度為 350420℃。　　　　　圖 35 冷激式絕熱結(jié)構(gòu)圖 圖 36 列管式等溫反應(yīng)器 物料衡算年產(chǎn) 8 萬(wàn)噸，甲醇合成反應(yīng)器的物料衡算：反應(yīng)器：CO+2H2 CH3OH?CO2+3H2 CH3OH+H2O副反應(yīng)：CO+3H2 CH4+H2O2CO+2H2 CH4+CO24CO+8H2 C4H9OH+3H2O?2CO+4H2 CH3OCH3+H2O某學(xué)院畢業(yè)（論文） 20 甲醇產(chǎn)率：%，C 4H9OH 產(chǎn)率：%CH3OCH3產(chǎn)率：%，CH 4產(chǎn)率：%：合成氣消耗量和產(chǎn)物氣摩爾組成年工作時(shí)：7200h80000t 1000kg 7200h=??以 1h 為基準(zhǔn)（以下計(jì)算不再寫(xiě) h1）:產(chǎn)物氣冷凝，精餾等單程質(zhì)量收率為 %CO 轉(zhuǎn)化率為 %，CO2 轉(zhuǎn)化率為 %CO∶H 2=1∶2合成氣中 CO 組成（摩爾分?jǐn)?shù)） ；CO:% CO2:% H2:% O2:% H2O:% CH4:% N2:%產(chǎn)物氣中 CH3OH 量: %. ?? 由 CO 生成的 CH3OH: ?? 由 CO2生成的 CH3OH: ?? 反應(yīng)消耗 CO 量： lmoll ?? CO 消耗的 H2量： ? 反應(yīng)消耗 CO2量：某學(xué)院畢業(yè)（論文） 21 molkgmolglkg ??? CO2消耗的 H2量： = 主反應(yīng) H2總消耗量: ?? CO 總反應(yīng)量: kglmol .%.9? 純 CO 加入量： moll . ?? 合成氣總加入量： ? 合成氣中 O2含量： kgmoll .%5.?? 合成氣中 N2含量： lmol 合成氣中 H2O 含量： kgmoll .%.?? 合成氣中 CH4含量： lmol 合成氣中 CO2含量： kgmoll %??? 合成氣中 H2含量： lmol . 生成 C4H9OH 量： %???某學(xué)院