四、天然氣與煤化工(編輯修改稿)
2025-03-19 12:50 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 二氧化碳含量已經(jīng)增加了 20% 。 大量煤炭作為終端能源直接消費(fèi)，尤其是在燃燒技術(shù)落后、效率低下的情況下消費(fèi)，引起嚴(yán)重的環(huán)境問題，大量排放二氧化硫及其引發(fā)的酸雨，已成為影響許多地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要因素。燃煤工業(yè)鍋爐是繼燃煤電站后中國的第二大類用煤設(shè)備，也是第二大污染源。 煤的干餾 煤在隔絕空氣條件下加熱至較高溫度而發(fā)生的一系列物理變化和化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜過程，稱為 煤的熱解 ，或稱熱分解和 干餾 。煤粉隔絕空氣受到強(qiáng)熱時(shí)，有氣體生成。這些氣體經(jīng)過冷卻可凝結(jié)，并分為兩層，上層為澄清、透明的液體，下層為黑褐色粘稠的油狀物 ——煤焦油 。另一部分沒有凝結(jié)的氣體可以點(diǎn)燃，這種氣體叫做 焦?fàn)t氣 。反應(yīng)完畢后的黑灰色的固體物質(zhì)叫做 焦炭 。 煤干餾的主要產(chǎn)品和用途干 餾 產(chǎn) 品 主 要 成 分 主 要 用 途出爐煤氣 焦?fàn)t氣 氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳 氣體燃料、化工原料粗氨水 氨、銨鹽 氮肥粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、 合成材料 煤 焦 油 苯、甲苯、二甲苯 酚類、萘類 染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料 瀝青 筑路材料、制碳素電極 焦 炭 炭冶金、合成氨造氣、電石、燃料 煤的氣化 呈固體狀態(tài)的煤使用和運(yùn)輸起來都很麻煩。在許多情況下，不能直接燃燒固態(tài)煤；直接燒固體煤，熱效率低，浪費(fèi)大，如蒸汽機(jī)車熱利用率只有 8％， 一般民用煤爐只有 20％ 左右；同時(shí)還會(huì)放出二氧化硫、氧化氮等多種有害氣體，對(duì)環(huán)境的污染相當(dāng)嚴(yán)重。為了預(yù)防或減少煤燃料對(duì)環(huán)境和人體健康帶來的危害，世界各國大力開展了對(duì)煤利用新技術(shù)的研究，其中主要包括對(duì)煤的液化和氣化技術(shù)。煤的氣化和液化就是使煤變成清潔能源的有效途徑，與此同時(shí)煤的燃燒效率等也得到提高。 一 .煤氣化原理 氣化過程是煤炭的一個(gè)熱化學(xué)加工過程。它是以煤或煤焦為原料，以氧（空氣、富氧或工業(yè)純氧）、水蒸氣作為氣化劑，在高溫高壓下通過化學(xué)反應(yīng)將煤或煤焦中的可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的工藝過程。氣化時(shí)所得的可燃?xì)怏w為 煤氣 ，對(duì)于做化工原料用的煤氣一般稱為 合成氣 ，進(jìn)行氣化的設(shè)備稱為煤氣發(fā)生爐或氣化爐。 煤炭氣化包含一系列物理、化學(xué)變化，一般包括 干燥、熱解、氣化和燃燒 四個(gè)階段。煤在氣化爐中干燥以后，隨著溫度的進(jìn)一步升高，煤分子發(fā)生熱分解反應(yīng)，生成大量揮發(fā)性物質(zhì)（包括干餾煤氣、焦油和熱解水等），同時(shí)煤粘結(jié)成半焦。煤熱解后形成的半焦在更高的溫度下與通入氣化爐的氣化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成以 一氧化碳、氫氣、甲烷 及二氧化碳、氮?dú)狻⒘蚧瘹?、水等為主要成分的氣態(tài)產(chǎn)物，即粗煤氣。煤的氣化過程 主要反應(yīng)有：（ 1） C+H2O=CO+H2 （ 2） CO+ H2O =CO2+H2 （ 3） C+ O2=CO （ 4） C+O2=CO2（ 5） CO+2H2=CH4 （ 6） C+CO2=2CO二 .煤氣化工
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