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煤化工工艺概述

煤化工工艺概述

煤化工工艺概述范文第1篇

煤的气化是煤炭清洁高效利用的关键技术,是发展煤基大宗化学品和液体燃料合成、先进的整体煤气化联合循环发电系统、多联产系统、氢能、燃料电池等过程工业的基础,是这些行业发展的核心和龙头技术。煤的气化的过程实质是将煤中的碳、氢转化为清洁燃料气或合成气(CO+H2)的过程。

本书从全新的视角对工业煤的气化科学和技术进行了全面的论述,涉及煤的气化工艺过程的各项内容,既有工艺分析,又有理论研究。反映了煤的气化技术领域的最新进展,还包含了作者自己的相关研究成果,许多重要内容为同类专著中首次报道。

全书共有10章:1.引言。提出了全球范围内煤的气化原料的劣质化趋势;2.煤的气化的总论。简要介绍了煤气化技术的背景和行业地位、最新的应用、煤的气化的必要性、煤气化技术的沿革、历经三代的气化炉型、原料和产物、技术市场、对环境的影响和污染排放,以及煤的气化面临的挑战、潜在机会等;3.气化用煤的分析表征。为使读者意识到通过气化技术实现煤转化的复杂性,本章从实用观点从发,讨论了气化用原料煤样品的分析表征,并从这些信息来决定气化过程的适用性。必要的有关知识包括煤的标准分析(元素分析、工业分析和热值)以及更复杂的反应性和显微组分的分析,特别强调关注煤中的矿物质,因为这是所有气化过程的极限。最后对煤的物理和流体动力学性质做了总结;4.气化过程的基础。介绍了基本的煤的气化反应和化学、评价不同气化方法优劣的主要技术性能参数,并从多个技术层次探讨了不同气化工艺过程之间的差别:床型(移动床/流化床/气流床),温度范围(灰熔融/渣粘度),压力等级,进料方法(干粉/水煤浆),器壁类型(膜/耐火衬里/水夹套),合成气冷却(水/气/化学激冷/热回收),氧化剂(氧气/空气),排渣方式(灰渣/飞灰/团聚),催化剂添加与否;5.煤气化模拟。在介绍了气化系统衡算概念的基础上,列举气化模拟的热力学模型、动力学模型、计算流体动力学(CFD)模型方法,比较了各种方法的优缺点、主要应用领域和相关的实验研究。为便于读者理解这里仅涉及基本方程和科学背景;6.煤的气化技术。煤的气化技术是本书的中心内容,包括一些此前未公开报道的最新和最全面的煤的气化过程资讯。按气化炉型的不同,分别详述了壳牌、Uhde (即高温温克勒炉HTW, Prenflow)、GE、西门子、CB&I (即E-Gas)炉, Lurgi (即固定床固态排渣(FBDB)炉, 和Envirotherm/Zemag (即BGL)炉的历史沿革、详细工艺描述,改进强化措施和现在的工业实施项目。针对典型技术,基于统一边界条件,给出了通用计算模型和模拟结果,并与实际运行数据进行对照分析,着重对比高灰煤和常规煤原料对气化性能的影响。作者还特别介绍了有关中国开发的气化新炉型和新工艺;7.煤的气化过程热力学评价。本章主要论述本书作者研究出的创新方法:三元气化图。作者给出了该方法详细的实施步骤和应用方法,指导读者得出优化的用户气化图和关联式,以常规的匹茨堡8号煤和南非高灰煤为例进行了具体对比计算分析,其结果可用于解析灰份的影响规律和气化技术潜力的分析。此方法还可扩展用于二氧化碳气化和生物质气化;8.煤的气化过程的有效能分析。为了考虑气体冷却方法对整个过程的影响,对常规煤和高灰煤的气化过程进行了有效能分析和对比;9.内循环气化炉的概念研究。鉴于现在市场上还没有适应高灰煤的气化技术,作者针对高灰煤气化提出了创新性的新气化炉型:内循环气化炉。本章内容全面阐述内循环气化炉相关的气化过程基本原理、详细的工艺条件、反应室的布置、气化剂的注入、气体的冷却、除灰、过程控制;10.气化发展趋势。这是对全书的简要总结并展望了气化技术的发展趋势。

本书的读者对象包括能源、煤炭、化学工程相关专业从事煤转化和煤化工科研、设计生产的工程技术人员和高等院校相关专业的教师、高年级本科生和研究生。

煤化工工艺概述范文第2篇

[关键词]悬移液压支架 放顶煤 地质条件 回采工艺

中图分类号:X752 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)30-0397-02

一、1137工作面概况

(一)开采背景:

1137工作面位于11水平西翼1石门12煤层,该工作面属于挖潜区域,可采储量28.4万吨,该区域1986年已经采过二分层,由于通防等安全原因,该工作面停止回采。

根据我矿技术装备水平及煤层赋存情况,该区域设计为两个回采工作面,1137东上面和1137东下面,目前回采的是1137东上面。

(二)煤层赋存情况:

本工作面位于矿井西翼宽缓向斜区,受断层及向斜构造影响,煤层产状变化较大,煤层倾角在17°~33°之间,平均28°,残余平均煤厚4.2米。

(三)地质构造情况:(见表1)

二、工作面采煤工艺的选择

1、由于该工作面平均煤厚4.2米,我矿一般单体柱配铰接顶梁炮采工艺的采高为2.3米,如果使用单体柱炮采工艺,则需要放顶煤,而单体柱炮采放顶煤工艺属于国家第三批淘汰的落后回采工艺。

2、我矿综放工作面安装及收尾一般在5个月左右,该工作面可采走向短,仅150米;工作面范围内有多条断层,其中有两条断层落差在9米以上,使用综采搬迁倒面时间长。所以该区域不适合综采工艺。

3、我矿有3637西四悬移支架放顶煤和3197西上面悬移支架回采经验,该工作面的地质条件与上述两个工作面的地质条件相似,对1137工作面的工艺选择有借鉴意义。

综上所述,1137东上工作面选用悬移支架放顶煤回采工艺。

三、1137工作面主要设备配置情况(见表2)

四、工作面安装及回采简述

(一)安装简述:

安装时间:用时14天。其中安装准备时间,切眼展帮亮面4月2日―4月6日,用时5天;悬移支架安装时间:4月9日―4月17日,用时9天。

(二)回采简述:

1、悬移支架放顶煤回采工艺流程

1)准备、打眼、装药。

2)爆破后,伸出前伸梁,掩护暴露的上顶,出煤壁侧煤:

3)煤壁侧煤出净后,收回前伸梁,四柱卸载,前移顶梁,到位后,落下四柱,加载达到初撑力要求。

4)放顶煤

5)将托梁整体前移

6)移刮板输送机,完成一个循环

2、该工作面于6月9日开始试生产,截止11月25日,工作面推进60米,共出煤15.5万吨。

五、悬移支架优越性及存在问题

优越性:

1、支架稳定性好。 由于悬移支架通过托梁联为一个整体,使得支架稳定性及安全性大大提高。

2、顶梁为整体结构,完全护顶,不需要铺设顶网。由于支架护顶面积可达到95%以上,所以工作面顶板破碎时不会出现冒顶现象。

3、支架结构相对简单,便于安装及拆除,减少了安装及收尾时间。

4、支架结构简单,单件体积小,适合我矿矿井提升运输。

5、对不规则工作面回采适应性强。工作面长度发生变化时,悬移支架支架拆除、组装简单,运输方便。

6、取消了超前做出口工序,出口采用随回采随超前回棚子,不仅节省了坑木和金属网投入,而且节省了人力,提高了出口的支护强度。

存在问题:

1、悬移支架整体性太强、相对灵活性较差,当工作面遇见底鼓时,由于支架整体性较强,支架不容易上漂,会影响支架的高度,给工作面工作的人员带来了一些不便。

2、悬移支架护帮能力差,该支架没有护帮板,当工作面煤壁发生片帮后,不能及时护帮,会导致片帮的扩大化。

六、经济效益分析

1、以1137东上面为例,工作面可采走向长度150米,工作面倾斜长度95米,悬移支架采煤法和综采采煤法进行对比。(见表3)

2、在1137工作面引进应用悬移液压支架采煤工艺。通过6个月实际开采情况来看,1137生产效率明显提升,日产最高达到1200吨,比炮采工作面日产多出400多吨。材料投入大幅降低,6个月减少材料成本投入62万元。

七、结语

1137东上面悬移支架放顶煤回采工艺,不仅降低了员工的劳动强度,而且提高了原煤产量、降低了材料消耗、提高了生产效率。1137东上面使用ZH2000/16/24Z型整体顶梁组合悬移液压支架放顶煤回采工艺安全开采经验,不仅为我公司边角残煤区域等难采区域回采提供了理论依据及实践经验,而且对集团公司各矿的边角煤柱回采都有借鉴和现实意义。

参考文献

煤化工工艺概述范文第3篇

关键词:低碳形式;推进;煤炭气化技术

所谓低碳经济,是指在可持续发展理念指导下,通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段,尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗,减少温室气体排放,达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。

“富煤、少气、缺油”的资源条件,决定了中国能源结构以煤为主,低碳能源资源的选择有限。我国电力中,水电占比只有20%左右,火电占比达77%以上,“高碳”占绝对的统治地位。尽管太阳能、风能等可再生能源在大力发展中,但一时都很难充当主角。因此,我国能源结构以煤炭为主的局面在短时间内还难以改变。而传统的煤炭开采、运输、使用方式均会排放大量的温室气体,并引发一系列的环境问题。如何让煤的开采和使用变得干净、少污染,将煤炭资源低碳化利用成为当务之急。而发展煤炭地下气化是我国解决上述问题的最佳途径。

1 煤炭地下气化技术

1.1. 煤炭地下气化的基本概念:

煤炭地下气化(Underground Coal Gasification)就是向地下煤层中通入气化剂,将煤炭进行有控制的燃烧,通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体,然后将产品煤气导出地面再加以利用的一种能源采集方式。它将建井、采煤、气化三大工艺合而为一,将物理采煤转变为化学采煤,即把高分子固体煤转变为低分子结构的可燃气体,抛弃了全部庞大而笨重的采煤设备与地面气化设备,并大幅度减小了建井规模,具有安全好、污染少、投资小、成本低、效率高、见效快等优点[1]。

1.2 煤炭地下气化的基本原理:

煤炭地下气化的基本原理,与一般煤炭气化一样,是把煤炭的固体有机物通过热力和化学作用变为可燃气体,其区别在于地下气化过程主要是在地下气化炉的气化通道中实现的,如图1所示。该过程可在气化通道中形成以下三个区域[2]:

图 1 地下气化示意图

1、2 钻孔 ;3 水平通道;4 气化盘区;5 火焰工作面;6 崩落的岩石;

Ⅰ 燃烧区 Ⅱ 还原区 Ⅲ 干馏区 Ⅳ 干燥区

(1)由进气孔鼓入气化剂(有效成分是O2和水蒸气),并在进气侧点燃煤层,气化剂中的O2遇煤燃烧产生CO2,并释放大量的反应热,使还原区煤层处于炽热状态,当气流中O2浓度接近于零时,氧化区结束。

(2)在还原区CO2与炽热的C 还原成CO,H2O(g)与炽热的C 还原成CO、H2等,由于还原反应是吸热反应,使煤层和气流温度逐渐降低,当温度降低到不能再进行还原反应时,还原区结束。

(3)经过还原区的气流温度还相当高,对下流煤层进行加热使其热分解,而析出于馏煤气,此区域则称为干馏干燥区。

经过这三个反应区以后,生成了含可燃组分(主要是H2、CO、CH4)的煤气,气化反应区逐渐向出气口移动,因而保持了气化反应过程的不断进行。由此可见,可燃气体的产生主要来源于三个方面即水蒸气的分解,CO2的还原和煤的热解,这三个方面作用的程度,正比于反应区温度和反应比表面积,同时也决定了出口煤气的组分和热值[2]。

1.3 地下气化炉地下气化的物质基础:

地下气化炉地下气化的物质基础是地下气化炉,组成地下气化炉的四个要素是进气孔(通道)、排气孔(通道)、气化通道和气流通道。地下气化炉按施工方法可分为以下三种形式[3]:

(1)有井式:有井式是地下气化系统全部采用井工作业来进行构筑,鼓风系统、初步冷却、降尘系统也安置于井下峒室,进、排气孔是井筒,气化通道是人工掘进的煤巷。

(2)无井式:无井式就是地下气化炉的准备工程量全部采用在地面钻孔作业,供风、排气和净化系统也全部安置于地面气化站中,生产运行也全部在地面操作。其气化通道贯通方法有火力渗透法、电力贯通法、水压贯通法、气力贯通法、定向贯通法、原子能爆破法、化学液爆破法等。

(3)综合式:综合式就是地下气化炉的准备工程采用井工作业完成,地下气化的生产运行采用地面操作。

2 国内外煤炭地下气化的发展概况:

2.1 国外煤炭地下气化的发展:

(1)1868年,德国科学家威廉.西蒙斯首先提出了煤炭地下气化(UCG)的概念 (2)1888年,俄罗斯化学家门捷列夫提出了煤炭地下气化的基本工艺

(3)1907年,通过钻孔向点燃的煤层注入空气和蒸汽的UCG 技术在英国取得专利权

(4)1933年,苏联开始进行UCG现场实验。1942~1960年建成5个实验性气化站

(5)20世纪50年代,美、英、日、波、捷等国也都进行了UCG实验。70~80年代,美国、德国、比利时、英国、法国、波兰、捷克、日本等国都进行了实验

2.2 国外UCG技术的发展前景展望:

预测UCG技术发展的商业化前景是困难的,国外大多数专家仍把它看作长期的目标。关键在于何时解决技术上的问题,以及何时能同煤气天热起竞争。政府的政策也是一个重要因素,因此,各国面临的情况也不同。欧盟地下气化工作组1999年的工作报告认为:若能解决现技术上的问题且经济上可行,UCG技术有望在10~15年内实现商业化。

煤化工工艺概述范文第4篇

关键词:采煤技术;采煤方法;分析

在采煤的过程中只有应用恰当的采煤方式,才能更好的对煤炭资源进行利用。通过分析采煤技术和采煤方法,以促进经济和社会的快速发展。煤炭是经济和社会发展过程中的一中重要能源,在能源供应中发挥着很大的作用,不少国家储存了大量的煤炭,不断的提高采煤技术和采煤方式,才能对煤炭资源进行充分的利用。煤矿开采的企业在具体的生产过程中要分析当地的具体地质环境,也要研究采煤的方式,明确采煤机械的标准,创新采煤技术,并且提高煤的利用效率,尽量保护自然环境,提高采煤企业的经济和社会效益,为我国经济的发展和能源的节约贡献力量。

一、 采煤和煤的概述

采煤的过程主要分为两大部分:采煤系统和采煤工艺。在采煤系统中,一般指的就是采煤中布置巷道的方式,还有就是对掘进和回采顺序的要求。在回采工艺中,主要是研究采煤技术,也对相应的设备提出了要求,在回采的过程中对装煤以及运煤也提出了一定的要求。不同的采煤系统和不同的采煤工艺配合形成不同的采煤方法。

煤是一种非常重要的能源,可是它也是不可再生的,所以在使用的时候一定要最大限度的提高利用率,最大程度的减少浪费。煤由很多元素构成,含有大量的有机质,所以煤可以作为能源使用。我国的很多地区都有煤的分布,同时种类也非常丰富。当前,我国是世界上最大的产煤国,也是煤主要的供应国,大大促进了我国经济的发展,可是如果从长远角度来分析,这回影响我国能源的可持续发展。

二、 采煤技术工艺的分析

1.联合布置近距离煤层采区巷道。我国的煤炭资源一般会有很多近距离的煤层群,这种煤层群有大量的煤炭资源,过去在开采煤层群的时候,布置的巷道一般是单层的,单独开采各个煤层,过去这种开采方式是很实用的。可是当前对煤的需求不断增大,这种开采方式无法满足社会和经济发展的需求。所以在很多矿区一般是联合布置采区巷道,统一生产距离较近的煤层。联合布置采区促进了生产顺利进行,保证了开采质量。

2.布置单一煤层采区巷道。在开采单一煤层的过程时,布置采区的巷道可以采用长壁采煤法,在区段内回采工作面的上下布置回风巷以及运输巷,布置的过程相对简单。在布置采区的时候,也可以先布置阶段运输巷,同时也要布置采区内的下部车场。将通风系统布置在采区的上部,这样才能在开采的过程中确保安全,也确保开采的顺利完成。在布置采区的时候一定要预留出一定的隔离煤柱,这样就能在掘出的时候确保开切眼。同时也要使用很多机械设备进行开掘,这样就能促进生产过程的顺利。

3. 回采的工艺。在开采中厚煤层的时候,一般采用长壁采煤的开采技术,采用很多类型的回采工艺。在对采区回采工艺进行选择的时候,可以首先分析煤层的地质条件,分析设备的工艺、技术和技术管理水平,以确定科学合理的回采工艺。回采工艺主要有破煤、装煤、运煤、支护、顶板管理,为了促进煤炭开采的良好发展,就要提高煤炭开采的机械化程度。

三、 采煤方法进行选择的基本原则、采煤方法、影响因素的分析

1. 对采煤方法进行选择的基本原则。在矿山的具体地质环境下,需要对采煤方法进行正确的设计和选择,就要对选择采煤方法的因素进行充分考虑,并且依据实际的矿山地质条件、设备的供应、机械化水平、煤层自身的性质、技术水平、管理技术的水平等的生产经验,确定采煤方法的基本原则为生产安全、经济合理、回采率高,以此为依据对采煤方法进行选择。在对采煤方法进行具体选择的过程中,要对回采工艺和采煤系统进行综合研究,并考虑地质环境的具体情况,促使回采工艺和采煤系统适应地质环境。

2. 对采煤方法的分类。采煤方法有很多中,以煤层的埋藏条件和开采技术的水平为分类依据,我国煤矿当前使用的采煤方法主要分为缓倾斜以及倾斜煤层,煤的厚度一般低于2.8m,应用的采煤方法是长壁采煤法;如果煤的厚度在2.8m到8m的,一般应用倾斜分层下行垮落的采煤方法;如果煤的厚度超过了8m,应用的是倾斜分层水砂充填或者风力充填的采煤方法。现在,如果煤的厚度超过了6m,一般采用的是放顶煤开采的方法。针对急倾斜煤层,如果厚度小于2m,通常采用的是阶采煤法或者伪斜工作面矸石充填的采煤法;如果煤的厚度在2m到6m,同时煤层具有不大的厚度,一般采用的是掩护支架的采煤方法;如果煤的厚度大于6m,通常采用的是水平分层或者斜切分层的采煤方法。针对特殊环境下的煤层,比如说顶板非常的坚硬,开采之后一直不冒顶的,一般采用煤柱支撑刀柱式的采煤方法。

3. 对采煤方法有影响的因素。首先是地质方面的因素。而地质方面对采煤方法有影响的因素有煤层的厚度、煤层的倾斜角、顶底板岩石的性质、煤的性质、煤自身的构造,其中煤的性质又包括煤的硬度、自燃性、含水量、煤层之间的相互位置等。可是主要的影响因素还是煤层的厚度以及煤层的倾斜角度,和顶底板的性质,还有煤的埋藏条件是否稳定。其次是技术方面的因素。当前科学技术不断的发展,也改进和发展的采煤的方法。比如,采煤机改进为浅截式滚筒、输送机是可弯曲刮板型的,同时应用的机采工作面是金属支架,将破煤和装煤结合到一起,降低了人的劳动强度,提高了工作效率。还有就是工作的机械化程度也更高了,在采煤的过程中应用了采煤机、输送机以及自移式液压支架等,机械化完成了落煤、装煤、输送等工作。同时在煤层比较厚的采煤工作中普遍应用的是综采放顶煤技术,这是一个重大的采煤技术改革,在很大程度上促进了生产煤炭的发展。

结束语

随着经济和社会的发展,需要大量的能源供应。所以我国在不断发展的过程中加大了对能源的重视。能源供应中的一个重要组成就是煤炭,不少国家非常重视煤矿的采煤技术,这样就大大提高了采煤技术和采煤方式。而矿山的地质情况对煤矿开采的技术和方式有很大的影响,所以要充分考虑各种因素以后再设计和选择采煤的方式。

参考文献:

[1] 杨志. 煤矿采煤技术的合理优化探讨 [J]. 中国新技术新产品,2010(13).

[2] 把友权. 我国煤矿开采的方法及其选择分析 [J]. 中国新技术新产品, 2011(01).

[3] 王宁. 影响煤矿安全生产因素的探讨 [J]. 能源与环境,2011(01).

[4] 李胜辉,杨闯.司家营铁矿中深孔爆破形成切割井的试验研究 [J].矿业工程,2011(04).

[5] 邢海清,勾振丽. 微差爆破在采掘工程中的实践 [J]. 有色矿冶,2008(01).

[6] 吴大江. 浅谈煤矿生产中的爆破安全管理 [J]. 矿业安全与环保,2008(S1).

煤化工工艺概述范文第5篇

关键词:煤化工 甲醇 合成工艺 技术特点

目前,我国天然气、石油供给严重失衡,在未来也必将处于严重短缺状态,严重制约国民经济健康发展,而煤资源则相对丰富,发展煤化工是应对能源短缺、保障国家能源安全的必然举措。煤制甲醇是煤化气关键技术之一,我国百万吨以下煤制甲醇工艺已基本实现国产化,但技术水平与国外先进水平仍存在较大差距,存在投资大、能耗高、污染高等不足,已不符合国家战略需要,为此《十二五规划》明确将降低煤制甲醇项目能耗,对现有项目进行改造纳入下一个五年规划之中[1]。在这种背景下,了解甲醇合成工艺的现状及其技术特点非常必要。目前,甲醇合成技术主要包括ICI、Lurgi、TOPS?E、TEC等,这些技术各有优缺,难以取舍,为此本文对国内外甲醇合成工艺进行概述,以把握相关技术发展脉络。

一、常见甲醇合成工艺现状及其技术特点

1. 固定床甲醇合成工艺

1.1 轴向反应器甲醇合成工艺

轴向反应器在全世界仍广泛应用,我国上世纪70年代后建成投产的甲醇转化设备多为轴向反应器,采用ICI、Lurgi,具有性能稳定、对煤质适应性好等优点,近年来,世界各国均积极转变经济发展方式,加大了对轴向反应器的升级改造,以降低能耗、提高生产效益。国内最常见的改建方法为增设冷管式合成塔与复产蒸汽合成塔,以降低反应器床层内温差,增强传热效用,增强操作弹性,进而降低能耗,提高煤转化率,提高甲醇产量[1]。我国关于对轴向反应器研究较多,研究方向集中在内流场、温度、内压分析、传热、内渗、气体分布等领域。

1.2径向反应器的甲醇合成工艺

径向反应器相对于轴向反应器,具有能耗低、甲醇转化率高、产量大等优点,但结构复杂、催化剂装卸困难、管理运行成本较高[2]。近年来,径向反应器大型化逐渐成为热点,其主要原因有二:①建设大型径向反应器有利于形成规模优势,提高产业综合效益;②长期以来,我国大型甲醇合成反应器都需要进口,不利于行业的健康发展。目前,我国关于径向反应器的研究主要方向为提升径向反应器化学反应与催化剂效能上。

2.浆态床甲醇合成

浆态床甲醇合成起源于上世纪80年代的美国,可操作性强、对合成气适应性好,克服了固态床在高浓度催化剂与高气速操作条件下,出产量不足与性能不稳定的缺陷[3]。目前,浆态床甲醇合成技术在我国已得到初步应用,但相关研究较少。

二、热点领域与新技术

1.滴流床甲醇合成工艺

滴流床甲醇反应器兼顾固定床、浆态床的优点,可形成固体层,液体自上而下流动、气体自上而下运动,使液体与气体在催化剂颗粒中均匀分布,提高产出效率[4]。滴流床甲醇反应器转化率高、温差小、合成率高,是一种较为理想的甲醇合成工艺。我国关于滴流床甲醇反应器的研究方向主要集中在降压、加氢、持液量控制等关键环节上。

2.超临界相介质工艺

超临界相介质甲醇合成工艺是一种新的甲醇合成技术,是指在超临界状态下合成甲醇,克服不同性质的相间的传递阻力,提高反应效率与充分性,降低损耗,进而提高甲醇转化率。超临界相介质甲醇合成最大的特点在于可采用有机溶剂,提高催化效率,降低温度要求,可大大降低能耗。我国开展超临界相介质中甲醇合成研究较早,该技术最初被应用于浆态床的技术改进,也积累了一些有益的经验,目前相关研究集中在气液性质、超临界流体、超临界二氧化碳介质等领域。

3.膜反应工艺

膜反应甲醇合成工艺是在膜反应基础上发展起来的,相较于超临界介质工艺,操作性更强。其技术原理主要包括两种:①通过置密膜,控制氢气通过量,提高催化剂作用效率,最终使反应器达到最佳反应状态,降低损耗,提高产出率;②通过将产物及时转出,以降低产物对反应器的影响,维持反应器内部化学平衡达到最佳状态,提高产出率[4]。国外关于膜反应甲醇合成工艺实验研究较多,证实该工艺可提高转化率,可控性好,可提高反应速度。我国关于膜反应甲醇合成工艺研究偏向于膜材料的制备与膜反应器设计,该技术大规模应用仍有待时日。

4.其它工艺

其它技术主要包括整体煤气化联合循环系统、多联产系统、放热反应与能源密集型的吸热反应耦合系统、制气系统与传统甲醇循环耦合系统等。从这些技术可以看出工艺耦合、技术集成、绿色节能、巨型化是未来甲醇合成工艺发展的一个新趋势[4]。

我国正积极推动煤化工企业改进现有的甲醇合成工艺,以提高甲醇合成综合效率,降低能耗、减少污染、提高转化率。主要改进技术为智能化控制技术、节约化补充设计。智能化设计是指在旧有的设备上应用计算机、集控等信息技术进行智能化改造,增强对生产过程的技术监管,实现全程控制,最终实现精确生产,维持反应器内化学平衡,降低损耗,提高转化率。节约化设计是指尽可能得不断完善甲醇合成工艺流程,节约煤炭、电能,降低运行所需能源损耗。

三、小结

甲醇合成是煤化工关键技术之一,但设施设备更新换代缓慢,与国家大力提倡构建资源节约型与环境友好型社会政策不相适应,积极发展新的甲醇合成工艺、对旧有技术进行升级改造是甲醇合成工艺主要研究方向。

参考文献:

[1]肖珍平.大型煤制甲醇工艺技术研究[D].上海:华东理工大学,2012:22-24.

[2]闫晋慧.煤制甲醇工艺研究[J].化工管理,2014,27(3):246-247