第五章合成气的生产工艺与设备讲解.ppt

5.1 合成气的应用及发展前景 5.1.1 应用 （1）合成气（synthesis gas or syngas) CO和H2的混合物 原料： 煤 油 天然气 油页岩、石油砂 农林废料、城市垃圾 （3）氢气的利用是最佳的选择 稳定的能源 可再生性 来源稳定，不受地缘界定影响 价格稳定 绿色能源 温室气体 空气质量 可持续性 更多 …. （4）应用 合成气 NH3 合成气 乙烯、丙烯 合成气 甲醇 醋酸 汽油、烯烃、芳烃 乙二醇 甲醇 乙醇 乙烯 合成气 ＋ 丙烯醇 1,4－丁二醇 5.1.2发展背景 煤 石油、天然气 5.1.3 关键问题 （1）实现新工艺，降低成本，解决污染问题 （2）合成气生产烯烃、含氧化合物技术中 高压、高温、贵金属催化剂的替代。 5.2由煤制合成气 5.2.1煤气化的基本原理 化学平衡 （1）以空气为气化剂时 （2）以水蒸气作气化剂时 计算平衡组成（5个参数） ① 3个平衡常数表达式 ② 分压与总压的关系 ③ 根据水中氢与氧的物料平衡 反应速率 气固反应 不仅与化学反应速率，还与气化剂向碳 表面的扩散速率有关 与煤的种类有关 反应活性：无烟煤焦炭褐煤 (1)对于碳与氧气的反应，一般认为先生成CO2，然后CO2再与碳反应生成CO. O2的一级反应 T 775℃，动力学控制 T 900℃ ，扩散控制 增加扩散反应速率措施： a 气速↑ b 颗粒直径 ↓ 775℃ T 900℃ ，过渡区 （2）C与CO2的还原反应在2000℃ 以下，属于动力学控制，反应速率大致为CO2的一级反应。 （3）C与H2O反应生成CO和H2 400℃ T 1100℃，动力学控制 T 1100℃，扩散控制 5.2.2水煤气的生产方法 分析：1100～ 1200℃高温反应 大量吸热 要求：大量供热 采取措施: 通过燃烧一部分C的反应热 维持整个系统的热平衡 实际生产时按以下6个步骤的顺序完成工作循环： 吹风阶段：吹入空气，提高燃料层温度， 吹风气放空，1200 ℃结束。 蒸汽吹净：置换炉内和出口管中的吹风 气，以保证水煤气质量。 一次上吹制气：燃料层下部温度下降， 上部升高。 下吹制气：使燃料层温度均衡 二次上吹制气： 将炉底部下吹