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煤制氢(CTG)的焦化和气化两种方法
发布时间:2018-12-06 13:48        浏览次数:113        返回列表
 
 
我国是世界上开发利用煤炭最早的国家。2000多年前的地理名著《山海经》(现代多数学者认为《山海经》成书非一时,作者亦非人。大约是从战国初年到汉代初年楚和巴蜀地方的人所作,到西汉刘歆校书时才合编在一起)中称煤为“石涅”,并记载了几处“石涅”产地,经考证都是现今煤田的所在地。例如书中所指“女床之山”,在华阴西六百里,相当于现今渭北煤田麟游、永寿一带;“女儿之山”,在今四川双流和什邡煤田分布区域内;书中还指出“风雨
之山”。显然,我国发现和开始用煤的时代还远早于此。在汉代的些史料中,有现今河南六河沟、登封、洛阳等地采煤的记载。当时煤不仅用作柴烧,而且成了煮盐、炼铁的燃料。现河南巩县还能见到当时用煤饼炼铁的遗迹。汉朝以后,称煤为“石墨”或“石炭"。可见我国劳动人民有悠久的用煤历史。
一、CTG是清洁使用煤炭的重要途径
煤制氢技术发展已经有200年历史,在中国也有近100年历史。
我国是煤炭资源十分丰富的国家,目前,煤在能源结构中的比例高达70%左右,专家预计,即使到2050年,我国能源结构中,煤仍然会占到50%。如此大量的煤炭使用将放出大量的温室气体CO2。现在我国已经是世界C2排放第一大国,受到巨大的国际压力。洁净煤技术将是我国大力推行的清洁使用煤炭的技术。在多种洁净煤技术中煤制氢,可以简称为CTG( coal to gas),将是我国最重要的洁净煤技术,是清洁使用煤炭的重要途径。
二、煤的焦化、煤的气化
以煤为原料制取H2的方法主要有两种:一是煤的焦化(或称高温千馏),二是煤的气化。焦化是指煤在隔绝空气条件下,在900-1000℃制取焦炭,副产品为焦炉煤气。焦炉煤气组成中含H2氢气55%-60%(体积分数)、甲烷23%~27%、一氧化碳6%~8%等。每吨煤可得煤气300~350m3,可作为城市煤气,亦是制取H2的原料。煤的气化是指煤在高温常压或加压下,与气化剂反应转化成气体产物。气化剂为水蒸气或氧气(空气),气体产物中含有H2等组分,其含量随
不同气化方法而异。气化的目的是制取化工原料或城市煤气。大型工业煤气化炉如鲁奇炉是一种固定床式气化炉,所制得煤气组成为氢气37%~39%(体积分数)、一氧化碳17%~18%、二氧化碳32%、甲烷8%~10‰。我国拥有大型鲁奇炉,每台炉产气量可达10000立方米/h。气流床煤气化炉,如德士古( Texaco)气化炉,采用水煤浆为原料。目前已建有工业生产装置生产合成氨、合成甲醇原料气,其煤气组成为H2氢气35%~36%(体积分数)、一氧化碳44%~51%、二氧化碳13%~18%、甲烷0.1%。甲烷含量低为其特点。我国现有大批中小型合成氦厂,均以煤为原料,采用固定床式气化炉,可间歇操作生产制得丰水煤气或水煤气。气化后制得含氢煤气作为合成氨的原料,这是一种具有我国特点的取得氢源方法。该装置投资小,操作容易,其气体产物组成主要是氢气及一氧化碳。
三、褐煤化学反应性强,燃烧时对空气污染严重
我国从低变质程度的褐煤到高变质程度的无烟煤都有储存。按中的煤种分类,其中炼焦煤类占27.65%,非炼焦煤类占72.35%,前者包括气煤(占13.75%),肥煤(占3.53%),主焦煤(占5.81%),瘦煤(占4.01%),其他为未分牌号的煤(占0.5%);后者包括无烟煤(占10.93%),贫煤(占5.55%),弱黏煤(占1,74%),不黏煤(占138%),长焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌号的煤(占1380%)和牌号不清的煤(占1.06%)。其中,褐煤是煤化程度最低的矿产煤,一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。褐煤化学反应性强,在空气中容易风化,不易储存和运输,燃烧时对空气污染严重。
 
文章来源:富氢水杯https://www.chinashpp.com/