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煤化工的工藝流程范文1
【關鍵詞】煤化工；工藝條件；反應體系；有效氣體；化學平衡；評價指標；綜合效益
0 引言
氣流床氣化過程實際上是煤炭在高溫下的熱化學反應過程，涉及氣化劑與煤之間的反應，以及反應產物與煤、反應產物之間的化學反應，因此，氣流床煤氣化反應是一個及其復雜的反應體系。在此反應體系中，煤會發生一系列復雜的物理變化和化學變化，主要過程有粉煤的干燥、裂解，揮發分的析出、燃燒，以及煤焦、揮發分與氣化劑的反應等。這些變化主要取決于煤種，同時也受溫度、壓力和氣化爐型式等的影響。
1 氣化過程的主要反應
1.1 熱解過程的主要反應
煤熱解的化學反應異常復雜，其間反應途徑甚多。煤熱解反應通常包括裂解和縮聚兩大類反應。在熱解前期以裂解反應為主，而熱解后期以縮聚反應為主。一般來講，熱解反應的宏觀形式為：
1.1.1 裂解反應
根據煤的結構特點，裂解反應大致有四類。
1）橋鍵斷裂生成自由基。橋鍵的作用在于聯系煤的結構單元，在煤的結構中，主要的橋鍵有：- CH2 - CH2 -，- CH2 -，- CH2 -O-，-O-，-S-S-等。它們是煤結構中最薄弱的環節，受熱后很容易裂解生成自由基。并在此后與其他產物結合，或自身相互結合。
2）脂肪側鏈的裂解。煤中的脂肪側鏈受熱后容易裂解，生成氣態烴，如CH4，C2H6，C2H4等。
3）含氧官能團的裂解。-OH煤中含氧官能團的穩定性順序為：-CH>=C=O>-COOH
羥基（-OH）最穩定，在高溫和有氫存在時，可生成水。碳基（=C-O）在400℃左右可裂解生成一氧化碳。羧基（-COOH）在200℃以上即能分解，生成二氧化碳。含氧雜環在500℃以上也有可能斷開，放出一氧化碳。
4）低分子化什物的裂解。煤中以脂肪結構為主的低分子化合物受熱后熔化，并不斷裂解，生成較多的揮發性產物。
通常煤在熱解過程中釋出揮發分的次序依次為：H2O，CO2，CO，C2H6，CH4，焦油，H2。
上述熱分解產物通常稱為一次分解產物。
1.1.2 二次熱分解反應
一次熱分解產物中的揮發件成分在析出過程中，如受到更高溫度的作用，就會產生二次熱分解反應。主要的二次熱分解反應有以下四類：裂解反應、芳構化反應、加氫反應、縮合反應。因此，煤熱解產物的組成不僅與最終加熱溫度有關，還與是否發生二次熱分解反應有很大關系。
在煤熱解的后期以縮聚反應為主。當溫度在550-600℃范圍內時，主要是膠質體再固化過程中的縮聚反應，反應的結果是生成了半焦。當溫度更高時，芳香結構脫氫縮聚，即從半焦轉變為焦炭。
1.2 氣化過程的主要反應
氣化反應按反應物相態的不同而劃分為兩種類型的反應，即非均相反應和均相反應。前者是氣化劑或氣態反應產物與固體煤的反應；后者是氣態反應產物之間相互反應或與氣化劑的反應。在氣化裝置中，由于氣化劑的不同而發生不同的氣化反應，亦存在平行反應和連串反應。煤氣化反應一般分為三種類型碳一氧之間的反應、水蒸氣分解反應和甲烷生成反應。
1.2.1 碳一氧之間的反應碳與氧之間的化學反應主要有：
C+O2=CO2
2C+O2=2CO
C+CO2=2CO
2CO+O2=2CO2
上述反應中，碳與二氧化碳之間的反應C+CO2=2CO是一較強的吸熱反應需在高溫條件才能進行反應。除此反應外，其他三個反應均為放熱反應。
1.2.2 碳與水蒸氣的反應
在一定溫度下，碳與水蒸氣之間發生下列反應：
C+H2O=C0+H2
C+2H2O=C02+2H2
上述兩反應均為吸熱反應。反應生成的一氧化碳可進一步和水蒸氣發生如下一氧化碳變換反應：
CO+H2O=CO2+H2
該反應為一放熱反應。
1.2.3 甲烷生成反應
煤氣中的甲烷，一部分來自煤中揮發物的熱分解，另一部分則是氣化爐內的碳與煤氣中的氫氣反應以及氣體產物之間反應的結果。
C+2H2=CH4
3H2+CO=CH4+2H2O
2CO+2H2=CH4+CO2
CO2+4H2=CH4+2H2O
上述生成甲烷的反應，均為放熱反應。
1.2.4 煤炭中還含有少量元素氮（N）和硫（S）等
它們與氣化劑以及反應中生成的氣態反應產物之間可能進行的反應如下：
S+O2=SO2
SO2+3H2=H2S+2H2O
SO2+2CO=S+2CO2
2H2S+SO2=3S+2H2O
C+2S=CS2
CO+S=COS
N2+3H2=2NH3
N2+H2O+2C0=2HCN+1.5O2
N2+xO2=2NOx
由此產生了煤氣中的含硫和含氟產物。這些產物有可能產生腐蝕和污染，在氣體凈化時必須除去。其中含硫化合物主要是H2S，COS、CS2和其他含硫化合物僅占次要地位。在含氮化合物中，NH3是主要產物，NOx（主要是NO以及微量的NO2）和HCN為次要產物。上述反應對氣化反應的化學平衡及能量平衡并不起重要作用。氣化反應為煤炭氣化的基本化學反應。不同氣化過程即由上述或其中部分反應以串聯或平行的方式組合而成。上述反應方程式指出了反應的初終狀態，能用來進行物料衡算和熱量街算，同時也能用來計算由這些反應方程式所表示反應的平衡常數。但是，這些反應力程式并不能說明反應本身的機理。
2 氣流床煤氣化工藝性能主要評價指標
2.1 有效氣體成分含量
煤氣是CO、H2、CO2、CH4、N2、NOx、H2S、SO2等多組分混合氣體，同時還含有未完全反應的O2和水蒸氣，CO和H2是煤氣中的主要成分氣體，其總量一般在70%以上。對于煤氣燃燒利用而言，CO和H2是煤氣中關鍵的可燃成分，增加CO和H2的含量，可以提高煤氣的熱值。同時，對于合成氨、甲醇等煤化工工業而言，CO和H2是重要的原料氣。在煤化工生產過程中煤氣中的CO需先經變換工段與水發生變換反應，生成H2和CO2，再對CO2進行脫除，H2用于氨/醇合成。因此，CO%，H2%以及（CO+H2）%反映了煤氣的有效成分的結構構成，是煤氣質量效果評價的極為重要指標。其計算公式如下：
2.4 煤氣化消耗指標
煤氣化消耗指標是反應氣化過程經濟性的評價指標。煤氣化消耗指標是指生產單位煤氣有效成分（CO+H2）所消耗的煤炭量或氣化劑量。工業上，單位煤氣有效成分常采用1000m3的（CO+H2）為單位。煤氣消耗指標主要包括比煤耗、比氧耗、比汽耗。其計算公式如下：
考察上述煤氣化性能評價指標，可以看出這些氣化性能評價指標并不完全獨立。其中有效氣體含量指標（CO+H2）%與CO%和H2%完全相關，而各類消耗指標比煤耗、比氧耗和比汽耗與產氣率、碳轉化率及己知的工藝條件如投煤量、氧量和蒸汽量等相關。鑒于此，本文研究所涉及的煤氣化性能評價指標僅取相互獨立的評價指標，具體為CO%、H2%、產氣率和碳轉化率。
3 結束語
總之，為了實現高碳資源的低碳化利用，我們必須逐步改變當前這種傳統意義的煤炭轉化利用方式轉而促進能夠有效提高煤炭轉化效率和質量，且環保效益好的以煤氣化為核心的新型煤化工的有序發展，而氣流床煤氣化技術將在新型煤化工中發揮著重要作用。
【參考文獻】
[1]廖漢湘.現代煤炭轉化與煤化工新技術新工藝實用全書[M].合肥：安徽文化音像出版社，2004.
煤化工的工藝流程范文2
關鍵詞：煤化工；低溫甲醇洗技術；應用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.047
0 引言
在煤化工生產工作，使用低溫甲醇洗技術能夠有效降低生產時的能源損耗，甚至可以使得部分能源能夠得到回收和再次利用，進而緩解煤化工生產能源緊張的現象。因此，相關技術人員必須分析如何在煤化工生產中更好地應用低溫甲醇洗技術，推動煤化工事業的更好發展。
1 低溫甲醇洗技術
1.1 原理
在煤化工生產工作，為了去除變換氣中的酸性氣體成分，必須要使用凈化裝置。凈化的過程當中低溫甲醇洗技術可以作為一個很好的吸收劑，作為一種物理吸附過程。在特定的零下50攝氏度的條件下，對于COS、硫化氫、二氧化碳等氣體，甲醇都能夠對其進行大量的吸收和溶解。若想控制氣體的吸收程度，只需要調整甲醇的壓力和溫度即可，若想再生出富甲醇，則只需要通過閃蒸或者氮氣氣提。通過對富甲醇的閃蒸，甚至可以提供較好的冷卻條件。循環壓縮之后，閃蒸氣將通過洗滌塔再次進行循環，從而維持循環過程當中的水平衡。排除的甲醇能夠回收再尾氣洗滌塔中，進而降低甲醇的損耗，酸性氣體將由硫回收裝置進行回收處理[1]。
1.2 工藝流程
通過對其工藝流程的分析可以發現，在甲醇洗滌塔中，低溫甲醇會得帶脫碳和脫酸處理。在兩個閃蒸分離器當中會進入富甲醇液，然后對閃蒸汽體循環、加壓，將其輸送至甲醇洗滌塔。富甲醇閃蒸之后會被輸送到硫化氫濃縮塔，并在一個常壓的狀態之下完成對其的閃蒸和氣提處理，生出二氧化碳氣體。隨后，熱再生塔將進入富硫半貧甲醇，并在再沸器的作用下完成熱再生。最后，硫回收裝置將會輸入所產生的硫化氫氣體，隨后在貧甲醇泵中對貧甲醇進行加壓處理，再生的甲醇再輸入到甲醇洗滌塔當中。
2 低溫甲醇洗技術存在的問題
隨著我國各大化工企業對于低溫甲醇洗技術工業社會的大量建設和運用，低溫甲醇洗技術的技術缺陷越來越明顯，這些技術問題嚴重阻礙了順利實現低溫甲醇洗技術應用的步伐，對各個企業的生產效益造成了不良影響，因此下文對低溫甲醇洗技術存在的問題進行分析，為有序開展化工企業的生產提供良好的技術保障。
（1）在合成氮的生產過程當中，混合氣體洗除工藝的最終凈化效果受著該技術工藝裝置中的冷量充分狀態的影響。該裝置在實際的運行當中，經常存在冷量不足的問題，尤其是在高溫季節這種現象極為明顯，且這個問題直接影響著稀氨水氨氣吸收能力下降、貧液的溫度升高和吸收量不足、氨氣吸收制冷裝置功能異常等等問題。因此，相關技術人員必須對該技術進行針對性改良。
（2）部分煤化工企業在生產的過程中，經常會出現混合原料中S元素含量過高的現象，進而影響著后續環節中可能會出現設備管理結構腐蝕以及催化劑中毒的現象。設備管路腐蝕會阻礙生產的順利進行，使設備維修保養的成本也大幅增加。催化劑中毒則會極大程度上影響著催化劑的化學性質，使其無法降低生產中的活化能[2]。
（3）在煤制甲醇生產的過程中，應用該技術可能造成甲醇消耗量過高問題。影響甲醇純凈度的主要因素就是甲醇的循環率不足。而甲醇消耗率過高，主要是因素設備裝置漏、滴、冒、跑和氣體夾帶等等有關。
3 在煤化工中對低溫甲醇洗技術的應用
（1）煤制合成氮。由于我國對化肥需求了的巨大，使得合成氮工業取得了快速發展，其具有廣闊的發展前景和較為良好的經濟效益。在煤化工的生產當中，對于煤制合成氮的運用也越來越多，煤是其中最主要的原料。通過低溫甲醇洗技術，經過一系列的化學反應的過程，可以生產出許多產品，例如硝酸、苯胺等等。在生產的過程當中，主要是對氨的最終合成、低溫甲醇的洗出、一氧化碳的轉化、煤炭的氣化等等。在煤制合成氮中對于低溫甲醇洗技術的應用，不僅可以使換熱器等設備的損耗得到降低，與此同時還可以提高生產的效率。與其他工藝相比，利用該技術對煤制合成氮進行制取具有很大的優勢，例如工藝能耗減少、溶劑損耗減少和氣提凈化度更高等。
（2）煤制天然氣。在當前社會當中，天然氣成為了一種極其重要的資源，但是目前我國天然氣的儲量有限，隨著人們不斷的消耗和開采，現有的天然氣已經難以滿足人們使用的需求。因此，為了緩解這一問題，利用煤制天然氣具有極其重要的意義。相對于其他的工藝而言，煤制天然氣的生產更加復雜，完成一氧化碳轉化、煤炭氣化之后，還需要運用該技術對煤氣進行精華處理，使用該技術可以較好地脫除煤氣中的硫化氫和COS等氣體，能夠使得最終天然氣的制取純度得到有效提升[3]。
（3）煤制甲醇。在我國經濟快速增長的背景之下，甲醇作為一種極其重要的工業基礎生產原料，工業生產對其的需求越來越大。在煤化工生產當中，經常需要對甲醇進行制取處理，主要包括甲醇的最終合成、低溫甲醇的洗出、一氧化碳的轉化、煤炭的氣化等流程。其生產的過程極為復雜，生產過程中會產生大量酸性氣體，而使用低溫甲醇洗技術不僅能夠使得甲醇的損耗相應減少，并且可以對酸性氣體進行回收再利用。
（4）其他煤化工領域。該技術除了以上三種應用之外，在其他煤化工的領域當中也對低溫甲醇洗技術有著廣泛運用，該技術的運用能夠使得酸性氣體得到十分徹底的凈化。例如在制備乙二醇時，為了達到較高的含硫量，確保催化劑的效果，必須選取出口小的反應裝置，而在這過程中對低溫甲醇洗技術進行應用，能夠脫除大量的酸性氣體，使得最終產品的純度和質量得到良好保障。
4 結語
綜上所述，在目前的煤化工領域當中，低溫甲醇洗技術的應用十分廣泛的，其發揮出了極其重要的作用和良好的效果。隨著相關技術的發展，在今后煤化工領域的發展過程中，對于低溫甲醇洗技術的應用會更為廣泛。
參考文獻：
[1]，胡瑜飛，汪艷紅.低溫甲醇洗工藝技術的最新研究現狀[J].中國井礦鹽，2014（04）.
[2]楊震東，章華勇，金力強，吳彩萍.分流式低溫甲醇洗技術[J].氮肥技術，2015（02）.
煤化工的工藝流程范文3
Abstract： Based on the characteristics of Coal Chemical Technology course， and combined with the author's teaching experience， this article discusses on how to make students understand， recognize and apply the professional course. The author's teaching experience is stated in this article in hope of getting more improvements and support in the future teaching.
關鍵詞： 煤化工工藝學；教學；體會
Key words： coal chemical technology；teaching；experience
中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2014）02-0238-02
0 引言
《煤化工工藝學》是煤化工專業的專業必修課，煤化工專業在我校是屬于化學工程與工藝專業的一個方向。為了順應國家大力發展煤化工產業的大戰略，培養煤化工專業的應用型人才迫在眉睫。而只有學懂《煤化工工藝學》，才能基本了解煤化工專業的實質內涵。《煤化工工藝學》課程的主要內容包含：煤的低溫干餾、煉焦、煉焦化學產品的回收與精制、煤的氣化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生產的污染與防治，內容涉獵了煤的絕大部分轉化原理、工藝及其方法。通過本書的學習，可以使學生獲得專業基本知識，具備在專業生產第一線工作的基本能力。所以教授好這門課程，并且使學生獲得必要的收效顯得尤為重要。
《煤化工工藝學》是一門以應用為主的專業技術課，學生學起來比較抽象難懂，因此比較科學而易懂的講授方法，才能夠與學生引起共鳴，達到較好的收效。這門課程的基礎課是《煤化學》、《有機化學》、《化工原理》、《物理化學》等，作者本人講授《化工原理》和《煤化學》課程多年，同時結合自己多年的生產實踐經驗，在駕馭這門課程方面談一下自己的教學體會。
1 合理分配課時，順應人才需求
我校引用的《煤化工工藝學》教材是大連理工大學郭樹才老師編寫的，建議課時80學時。而我校在教學計劃中規定課時是128學時，大三下80學時，大四上48學時，因此在分配教學內容時，筆者將煤的低溫干餾、煉焦、焦化產品回收與精制三大部分放在大三下的80學時里，把煤的氣化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生產的污染與防治放在大四上。這樣分配的優點在于：大三下的內容主要是傳統煤化工的精髓，學生利用較多的學時理解、消化、吸收；大四上的內容主要是新型煤化工的知識，并且是傳統煤化工與石油化工的交匯。從我校的特色辦學里可知，我校的煤化工專業既保留了煤化工專業的特色，又吸收了石油加工專業的營養，具有大化工的優勢。同時，由于國內現在煤化工的開發利用重點在煤氣化、煤液化以及煤制天然氣等方面，所以把新型煤化工知識放在這個學期學習，可以使參加應聘的同學很容易回憶起所學過的東西，面試時更有自信。
2 內容詳略有當，緊跟學科前沿
郭樹才老師的《煤化工工藝學》是按照80學時的課程來設計的，我們拆開來講解，如果只理解課本上的知識遠遠不能滿足教學需求，因此，必須依托課本，適度引進《煉焦工藝學》、《煤化學產品工藝學》、《煤炭氣化工程》、《煤炭直接液化》、《煤炭間接液化》、《煤基醇醚燃料》、《煤化工過程中的污染與控制》等相關教學內容，才能達到既使課堂內容飽滿，又使學生了解學科前沿，了解新裝置、新技術、新工藝的發展動態，具有對新裝備、新技術、新工藝、新方法理解、運用和掌握的初步能力。
比如在第一章，煤炭的低溫干餾內容里，實質重點是煤的低溫干餾和中溫干餾的基本原理、工藝過程、主要設備以及主要技術，為第二章煤的高溫干餾做足了鋪墊。在講解的過程中，筆者就結合國內的央企大唐國際比較成熟的“褐煤提質工藝”，以及《煤化學》教材中講到的相關煤的基本性質與工藝性質來做適當重點講解，這樣，既使學生回顧起來《煤化學》課本上的基本重點知識，又使學生了解了煤低溫干餾工藝的風向標，既滿足了學生的專業好奇，又為未來就業打下良好基礎。在第二章煉焦內容里，大量引進《煉焦工藝學》的基本原理、工藝過程、國內外主要焦爐類型、焦化工藝等的主要內容，同時也結合國內鞍山焦耐院與化六院開發并且使用的各類大型焦爐，展開評價，既使學生把握了煤的高溫干餾的基本知識，也使學生認識到了煤焦化的瓶頸以及突破的入口，為未來煤高溫干餾的技術研發打下深厚的基礎。在第三章煉焦化學產品回收與精制一章，除了詳細講解煤氣凈化過程中如何提取并且回收重要的化學產品，同時也就目前比較看好的苯加氫工藝，以及煤焦油加氫工藝做了必要的闡述。使學生了解了課本知識的同時，也較好的把握了國內煤化工專業動態，為自己選擇專業方向做好了準備。在第四章以后的煤炭氣化、煤炭液化等新型煤化工知識方面，更是結合國內現在的煤化工產業動態，在講解氣化原理、氣化設備、氣化工藝的同時，結合本人對歐洲煤化工技術的考察，把學生引進以煤氣化為基礎的碳一化工領域，使學生對未來煤化工發展的大戰略有了初步的思考，并對就業有了更深刻的認識。在煤化工產業的背后，實質是大量的能耗、大量的污染，如何解決，必須要使學生了解污染產生的主要環節，污染物的主要類型，針對不同性質的污染如何在生產的初、中、末，采用必要的技術消除。因此，學生在學習知識的同時，也知道了自己的專業不僅可以去煤化工行業去就業，也可以去環保、能源動力方面去就業，拓展了思維，開闊了眼界。
3 教學方法靈活，學科聯系緊密，學生互動加強
在《煤化工工藝學》的教學過程中，如果僅僅是循規蹈矩地一味去講解，學生會覺得枯燥、晦澀、難以進入模型。因此，教學方法的靈活多變可以促進學生的理解。
首先采用比擬的授課方式，為學生建立立體的圖形，使學生對設備及工藝加深認識。比如在講解煤加工的設備時，我們習慣稱“爐子”，使學生與家庭里常見的火爐聯系起來，建立形象化的模型，然后，把模型拆開來，逐一再理順，大家就對設備有了直觀的認識。然后又把“爐子”與化工生產中的“反應器”聯系起來，大家就知道了在不同的領域，設備的叫法有所不同，但是原理基本相似；再就是在焦爐的認識過程中，我把學生坐的桌子和椅子分別形象地比擬成“炭化室”和“燃燒室”，使大家直觀地對焦爐建立起了立體的印象，然后再把成焦過程中模型分解開來畫在黑板上，大家就很直觀地對“單向供熱”、“成層結焦”有了更深刻的體會。其次采用相關專業課的知識關聯，強化了專業理論的理解，同時也強化了相關專業課的應用。比如在學習《煤化工工藝學》之初，先復習《煤化學》相關知識重點，使大家為不同煤化度和不同性質、不同產地的煤種如何應用，對號入座；在講到焦爐燃燒系統及煙囪的流體流動時，我們及時地與《化工原理》課程的精髓之流體流動和傳熱對接，把各個環節流體流動的性質分析到位，同時把如何廢氣循環和節能關鍵點拋給學生，使學生帶著問題去思考，培養大學生分析問題和解決問題的能力；還有在講解煉焦化學產品的回收與精制過程中，及時與《化工原理》里吸收及萃取的單元操作聯系起來，使學生在學習本專業課的同時，把握了專業基礎課如何應用的方法，既促進了本專業的理解，也促進了其他課程的學習，一舉兩得。再次，利用復雜的工藝流程路線圖，強化訓練，啟發學生快速識別并分解工藝路線。教會學生如何去理清復雜的化產回收工藝流程圖，然后再自己去設計工藝加工步驟，既可以快速地理清工藝，又可以把機械制圖及AUT CAD用到實處。在工藝學的學習過程中，不僅僅是學會原理、工藝，認識設備，識別流程，更重要的還有如何去設計、開發，因此，組織學生討論，帶著問題去學習思考，利用相關知識去引導學生自己動手，寫專業小論文，進行相關工藝設計，工藝計算以及工藝設想，掌握專業領域內工藝與設備的基本設計能力，很值得去推廣。
參考文獻：
[1]趙振新.《煤化工工藝學》的教學法思考[J].化工時刊，2012（07）.
煤化工的工藝流程范文4
1產污環節分析
目前，我國大規模生產的現代煤化工產品有油品、甲醇、烯烴、二甲醚等。涉及的工藝主要包括煤直接液化、煤間接液化和煤氣化。這三大工藝過程也是工藝廢氣中二氧化硫的重要排放來源。煤化工工藝過程的二氧化硫排放節點主要是自備電熱站或加熱爐、硫磺回收裝置以及生產單元在正常生產及開、停車、事故狀態下的排放。本文主要研究生產工藝過程氣中酸性氣體的處理及二氧化硫的排放特征，因此暫不考慮來自電熱站或加熱爐的燃料型二氧化硫。下面分別分析不同煤化產品的生產工藝流程及二氧化硫產生環節。
1.1煤制天然氣煤制天然氣的主要生產工藝包括備煤、煤氣化、甲烷化等環節。其中煤氣化系統是整個流程中的中心環節，也是最重要的二氧化硫產生源。具體的工藝流程為:原煤經備煤單元處理后進入氣化爐，經過干燥、干餾、氣化和氧化后，反應生成粗煤氣，經急冷、洗滌并回收熱量后送入變換單元。粗煤氣經過部分變換和工藝廢熱回收后進入酸性氣體脫出單元，脫出硫化氫后進入甲烷化反應器進行甲烷化反應。在酸性氣體脫除單元濃縮的含H2S酸性氣，以及來自酚氨回收單元和煤氣水分離單元的酸性氣送往硫回收單元制得硫磺產品。煤制天然氣工藝過程中的二氧化硫來源主要為硫磺回收單元的尾氣排放及非正常情況下的排放。其中，硫磺回收裝置將來自氣化、變換、低溫甲醇洗工段的酸性氣體和硫回收再生塔的酸性氣體轉化制硫，凈化后的尾氣進入尾氣焚燒爐燃燒，殘余的H2S轉化成SO2，由煙囪排出。非正常排放則主要由以下幾種情況產生:(1)開、停車排氣和一般事故排氣生產裝置開、停車或檢修時會產生一定量的不合格氣體，由于不能滿足后續工序的工藝要求需直接排入火炬。一是氣化爐開車。氣化爐開車時爐氣成分不合格，會有短時外排，工藝氣中的H2S經火炬燃燒后轉化成SO2排放。二是一般事故排氣。當煤氣化、變換、低溫甲醇洗、甲烷化等裝置出現故障或一般性事故時，因氣體組分不合格，為避免引起催化劑中毒，系統需要排氣，排放的氣體送火炬燃燒。(2)設備超壓排氣工藝生產過程中的主要設備、壓力容器、管線系統均設有安全放空系統，當系統壓力超過設定規定值時，安全閥啟跳泄壓，物料通過放空管線直接排入大氣。盡管裝置開、停車及一般事故性排放并非持續性的，但其瞬間排放濃度很高，一般均在1000～2000mg/m3。
1.2煤制油煤制油工藝的主要流程分為:備煤、加氫裂化、分餾、加氫穩定四部分。首先，原煤經備煤裝置加工成煤粉后送入煤液化裝置，與催化劑及供氫溶劑在高溫、高壓、臨氫的條件下發生加氫裂化反應，反應后分離氣體進入輕烴回收裝置，分別產出液化氣、酸性氣體及含硫污水，其中液體物料經加氫穩定和加氫改質后產出石腦油、柴油等產品。煤液化、煤制氫、輕烴回收及含硫污水汽提等裝置脫出的硫化氫經硫磺回收裝置制取硫磺。在整個工藝過程中，二氧化硫主要來自于兩個部分:硫磺回收裝置的尾氣焚燒爐和非正常情況下的排放。其中硫磺回收裝置主要是將煤氣化氣提塔、酸性氣體脫除工序熱再生塔、脫硫化氫塔、氨吸收塔、再生塔頂回流罐、水洗塔、煤液化、煤制氫、輕烴回收及含硫污水汽提等裝置脫出的酸性氣體硫化氫進行回收并制取硫磺。凈化氣中殘余的H2S在硫磺回收裝置的尾氣焚燒爐內燃燒生成二氧化硫由煙囪排放。非正常排放則主要發生在兩種情況下:①生產裝置(如煤直接液化項目的煤制氫裝置氣化爐)在開車時，爐溫未達到一定溫度，或者在故障停車時，粗煤氣均無法進入凈化系統，而只能直接送至火炬系統燃燒后排放;②裝置(如硫磺回收裝置或含硫污水汽提裝置)事故狀態下排放的廢氣根據其放空壓力，分別接入不同壓力等級的放空管網，經分液后進入主火炬或酸性氣火炬燃燒后排放。
1.3煤制甲醇以煤為原料生產甲醇的工藝過程包括空氣分離、煤氣化、一氧化碳變換、合成氣凈化、甲醇合成等工藝單元。其中，煤氣化單元與煤制天然氣過程類似，即原煤經加工后的料漿在氣化爐中完成氣化反應生成粗煤氣。煤氣在變換工序進入耐硫變換爐，將CO轉化為CO2，以調節碳氫比例。出變換系統的工藝氣進入脫硫脫碳凈化系統脫除H2S及CO2等酸性氣體后，作為甲醇合成新鮮氣送甲醇合成裝置。脫出的H2S氣體送往硫回收系統回收硫磺。凈化后的合成氣在甲醇合成塔內反應生成甲醇，經精餾提純制得精甲醇或滿足后續工序要求的粗甲醇。整個工藝過程產生二氧化硫的環節為:硫磺回收裝置、低溫甲醇洗尾氣洗滌塔尾氣和氣化爐開車升溫廢氣、氣化爐停車(事故)排氣等非正常排放。其中，硫磺回收裝置回收氣化過程的氣化灰水閃蒸汽、變換工段汽提塔尾氣、甲醇液再生酸性氣中的酸性氣體。硫磺回收裝置和低溫甲醇洗尾氣洗滌塔的尾氣最終均進入火炬排放。非正常情況下的二氧化硫產生機理同煤制天然氣工藝過程類似。
1.4煤制烯烴煤制烯烴工藝過程是在煤制甲醇的基礎上增加一套甲醇轉化制低碳烯烴系統，即甲醇轉化制烯烴技術(MTO系統)或甲醇轉化制丙烯技術(MPO系統)、一套聚乙烯裝置或聚丙烯裝置。甲醇進入甲醇轉化制低碳烯烴系統后，經加熱氣化送入到流化床催化反應器。通過一系列催化反應、氧化物分離、洗滌、干燥。煤制烯烴工藝過程中的二氧化硫產生環節及機理與煤制甲醇過程相同，即主要包括硫磺回收裝置、低溫甲醇洗尾氣洗滌塔尾氣和氣化爐開車升溫廢氣、氣化爐開停車時和裝置事故排氣等非正常排放。
2二氧化硫排放情況測算
通過對全國大型煤化工企業進行調研，以A、B兩廠為例做硫平衡分析，并估算C廠氣化爐開、停車及事故排放量。由于對于非正常情況下直排火炬的排放情況，既無在線自動監控設備，也無法開展人工監測，目前也缺乏統一、準確的測算方法，因此，現階段只能根據物料衡算法估算其排放量。A廠是一套規模為52萬噸/年的煤制甲醇項目，年消耗原料煤91萬噸，按照0.33%的含硫率計算，總硫投入量為3003噸。最終硫元素的支出途經主要包括氣化灰渣、凈化尾氣、排空火炬、硫回收煙氣、去污水處理氣化廢水和硫磺副產等。其中，近2000噸的硫經硫磺回收裝置轉化為硫磺產品，其次，則基本都轉化成二氧化硫排入大氣中。其中，通過硫回收裝置的尾氣焚燒爐排放的硫僅為266噸。非正常情況下直排火炬的排放量約660噸，是煤制甲醇工藝過程中最主要的二氧化硫排放環節。B廠是一套規模為60萬噸/年的煤制烯烴項目，年消耗原料煤中的總含硫量為1.3萬噸，其中83%的硫元素都轉化為硫磺產品，除去氣化渣之外，剩余的大部分硫基本都是在氣化爐切換及裝置異常排放過程中以二氧化硫的形式排放入大氣中，年排放量約245噸。
煤制二甲醚的工藝過程是在煤制甲醇的基礎上，增加甲醇氣化、二甲醚合成等工藝環節。二氧化硫主要來源于制甲醇的環節。C廠也是一套煤制烯烴項目，一年中氣化爐的最長連續運行時間為71天，平均為60天。因此，每年需進行大約28～30次氣化爐開、停切換操作，損失原料煤約2.8萬噸/年。按照工藝設計煤中硫轉化率為83.7%進行估算，直接通過高壓富氫火炬排放的SO2約為274噸/年。因裝置開停車、事故狀態下氣化裝置與硫回收裝置不同步運行，期間消耗原料煤約0.5萬噸/年，經估算，因此造成的酸性氣不經凈化系統直排入酸性氣火炬焚燒排放SO2504/年。因此，這套煤制烯烴項目，每年非正常排放二氧化硫總量約778噸。根據上述硫平衡分析及排放量測算結果可以看出，煤化工工藝中二氧化硫的主要來源是裝置開停車、生產裝置發生故障等非正常情況下的排放。
3管理對策與建議
煤化工的工藝流程范文5
關鍵詞： 煤氣化 傳統教學方式 情景教學法
前言
煤化工生產為連續化的大規模生產，工藝流程長、設備龐大、自動化程度高，需具有一定專業技能的操作工進行作業。從確保生產穩定、安全、高效、節能、環保等方面考慮，企業不允許實習學生動手操作。另外，煤化工生產裝置投資費用高，近期不可能在學校建立真正的生產實訓基地。由于以上原因，在真正的生產場所鍛煉并提高學生的職業能力、操作技能、通用能力等是有一定難度的。
1.煤氣化課程傳統授課方式
1-煤氣發生爐2-燃燒室3-洗氣箱4-廢熱鍋爐5-洗氣塔6-料斗7-煙
如圖1所示，采用傳統教學方式，間歇式煤氣化生產合成氨原料氣-半水煤氣工藝的介紹以煤氣發生爐為核心，按照設備順序逐一介紹各設備的結構、工作原理、作用及操作控制要點等，然后將整個工藝流程連貫起來介紹原輔材料的輸入和產品的輸出等過程。［1］
傳統教學方式存在的主要問題是：學生讀圖能力較差，對設備結構及工作原理不了解；學生對原料來源、性質、狀態及預處理過程不清楚，對產品的去向不清楚；大多數學生對工藝流程圖的理解難度較大。針對上述問題，筆者嘗試在煤氣化生產工藝中采用情景教學法。
2.情景教學法的應用
情景教學法是教師根據課程內容所描繪的情景，設計形象鮮明的畫面或動畫、視頻短片等，輔之以詳細的解說，使學生仿佛置身其間，如臨其境；師生在此情此景之中進行著的一種情景交融的教學活動。因此，情景教學法對培養學生的學習興趣，啟迪思維，開發智力等方面有獨到之處。
采用情景教學法，一般來說，可以通過“感知―理解―深化”三個教學階段來進行。
2.1 感知――創設畫面，引入情境，形成表象。
如圖2所示，首先介紹氣化原料，即：焦炭、塊煤、型煤等，并設置問題：三種不同原料各自的特征是什么？有何共同點？為什么國內現在多數氮肥企業采用型煤制氣？［2］
多數學生不知道型煤是什么，怎樣加工而成的。此時，可進一步引入一些圖片或視頻短片介紹型煤加工工藝，如圖3所示。
接著介紹煤氣化制合成氨原料氣的氣化劑：空氣和水蒸氣，以及氣化劑的供給方式。
水蒸氣自蒸汽總管來，空氣則通過高壓離心通風機輸送，如圖4所示。
將型煤加入煤氣發生爐，然后交替通入空氣和水蒸氣進行氣化反應，制造合成氨原料氣-半水煤氣，煤氣發生爐結構示意圖及工作原理如圖5所示。
由于煤氣化容易產生氣-固夾帶現象，影響后續工序的正常生產，因此多數氮肥企業在煤氣發生爐出口增設了旋風分離器，以替代傳統工藝流程中的燃燒室，如圖6所示。
經氣-固分離并回收煤氣顯熱后，半水煤氣進入洗氣塔進行冷卻、凈化。
洗氣塔一般采用填料吸收塔，為了讓學生了解塔內的氣液傳質情況，此時播放一段填料塔氣液吸收的視頻錄像，并提供填料塔結構圖和物料進出口示意圖，如圖7所示。
半水煤氣經除塵、回收熱量、洗滌冷卻后，送氣柜儲存，供下一工序使用，圖8是氣柜的外形圖和工作原理圖。
2.2 理解――深入情景，理解流程。
在介紹完煤氣化工藝流程中的原料、產品及主要設備后，此時再引導學生結合課本上所學習到的知識，理論聯系實際思考前面提到的相關問題，并逐一解決。
原料：采用型煤，可以將大量粉煤加工成型，原料適應范圍更廣，原料成本更低，企業經濟效益更好。采用水蒸氣和空氣為氣化劑，主要完成以下兩個化學反應：
C(g)+O2(g)=CO2(g)-Q1
目的：提高爐溫，蓄積熱量，為制氣作準備。
C(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)+Q2
目的：大規模制氣。
氣體凈化：半水煤氣經旋風分離器除塵、水膜除塵并降溫，為下一工序脫硫作準備。
能量回收：廢熱鍋爐回收煤氣顯熱，副產低壓飽和蒸氣并返回煤氣發生爐作為氣化劑，以降低制氣成本。
產品輸出：半水煤氣送氣柜儲存供下一工序使用。
2.3 深化――再現情境。
煤氣化生產合成氨原料氣-半水煤氣的過程，是一個典型化工產品的制造過程，主要包含以下兩個單元過程。
①化學反應單元過程――煤氣化過程。
②化工單元操作過程――流體輸送（如空氣及煤氣的輸送、洗滌水的輸送）、傳熱（廢熱鍋爐回收余熱）、非均相物系的分離（旋風分離器氣-固分離）、傳質（洗氣塔）等。
將上述單元過程設備按照情景教學法介紹的先后順序，重新繪制工藝流程示意圖如圖9所示。
3.運用情景教學法的注意事項
設計情景是情景教學法的關鍵，情景設置，直接影響著情景教學法的教學實效。因此創設情景時應注意以下幾點：
3.1有趣味性：通過圖片、動畫或視頻短片等多種形式調動學生學習興趣。
3.2有針對性：必須緊扣教材重點、難點。
3.3有誘發性：引導學生將畫面與問題和書本理論聯系起來，培養創造性思維。
3.4有代表性：是學生在學習中普遍關注卻又不易弄懂的問題，能揭示學生的思維誤區。
3.5有典型性：容易發現或捕捉到材料與理論之間的內在聯系，具體材料能深刻、透徹、全面地說明理論。
參考文獻：
煤化工的工藝流程范文6
【關鍵詞】：煤化工；廢水處理； 活性污泥法
中圖分類號：X703文獻標識碼： A 文章編號：
引言
煤化工廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產品回收過程中產生的高濃度有機廢水，屬于焦化廢水的一種。水質成分復雜，污染物濃度高。廢水中含有大量的酚類、聯苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物，還含有氰、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質，污染物色度高，屬較難生化降解的高濃度有機工業廢水。對煤化工廢水的處理，單純靠物理、物理化學、化學的方法進行處理，難以達到排放標準，往往需要通過由幾種方法組成的處理系統，才能達到處理要求的程度。因此煤化工廢水的處理，一直是國內外廢水處理領域的一大難題。
一、 煤化工廢水處理技術
煤化工廢水處理通?？煞譃橐患壧幚?、二級處理和深度處理。這里的一級、二級處理的劃分與傳統的城市污水處理的概念上有所不同，這里所述的一級處理主要是指有價物質的回收，二級處理主要是生化處理，深度處理普遍應用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。
1、煤化工廢水有價物質的回收
煤化工廢水中有機物質的回收一般指的是對酚和氨的回收，常用方法有溶劑萃取脫酚、蒸氨等。
（1）酚的回收
回收廢水中酚的方法很多，有溶劑萃取法、蒸汽脫酚法和吸附脫酚法等。新建焦化廠大都采用溶劑萃取法。對于高濃度含酚廢水的處理技術趨勢是液膜技術、離子交換法等。
（2） 氨的回收
目前對氨的回收主要采用水蒸氣汽提-蒸氨的方法。污水經汽提，析出可溶性氣體，再通過吸收器，氨被磷酸氨吸收，從而使氨與其他氣體分離，再將此富氨液送入汽提器，使磷酸氨溶液再生，并回收氨。
二、 煤化工廢水處理方法
煤化工廢水在進行出處理前根據不同的水質特點設置調節池以調節水質水量，設置隔油池或氣浮池進行除油，經以上的與處理后可采用下面的方法進一步進行處理。
1、活性污泥法
活性污泥法是采用人工曝氣的手段，使得活性污泥均勻分散并懸浮于反應器中和廢水充分接觸，并在有溶解氧的條件下，對廢水中所含的有機底物進行著合成和分解的代謝活動。在活動過程中，有機物質被微生物所利用，得以降解、去除。同時，亦不斷合成新的微生物去補充、維持反應器中所需的工作主體——微生物（活性污泥），與從反應器中排除的那部分剩余污泥相平衡。
活性污泥法處理的關鍵是保證微生物正常生長繁殖，為此須具備以下條件：一是要供給微生物各種必要的營養源，如碳、氮、磷等，一般應保持BOD5：N：P=100：5：1（質量比）。煤化工廢水中往往含磷量不足，一般為0.6～1.6mg/L，故需向水中投加適量的磷；二是要有足夠氧氣；三是要控制某些條件，如pH值以6.5～9.5、水溫以10～25℃為宜。另外應將重金屬和其他能破壞生物過程的有害物質嚴格控制在規定范圍之內。
2、生物鐵法
生物鐵法是在曝氣池中投加鐵鹽，以提高曝氣池活性污泥濃度為主，充分發揮生物氧化和生物絮凝作用的強氧化生物處理方法。工藝包括廢水的預處理、廢水生化處理和廢水物化處理三部分。預處理包括重力除油、均調、氣浮除油；生化處理過程包括一段曝氣、一段沉淀、二段曝氣、二段沉淀；物化處理工藝流程包括旋流反應、混凝沉淀和過濾等工序。
在生物與鐵的共同作用下能夠強化活性污泥的吸附、凝聚、氧化及沉淀作用，達到提高處理效果、改善出水水質的目的。生物鐵法的生產運行工藝條件包括：營養素的需求、適量的溶解氧、溫度和pH值控制、毒物限量及污泥沉降比等。
3、炭—生物鐵法
目前，國內一些廠家的處理裝置由于超負荷運行或其他原因，處理后的水質不能達標，炭—生物鐵法是在原傳統的生物法的基礎上再加一段活性炭生物吸附、過濾處理。老化的活性炭采用生物再生。
該工藝流程簡便，易于操作，設備少，投資低。由于炭不必頻繁再生，故可減少處理費用。對于已有生物處理裝置處理水后不符合排放標準的處理廠，采用炭—生物鐵法進一步處理以提高廢水凈化程度也是一種有效的方法。
4、缺氧—好氧（A—O）法
用常規的活性污泥處理煤化工廢水，對去除酚、氰以及易于生物降解的污染物是有效的，但對于COD中難降解部分的某些污染物以及氨氮與氟化物就很難去除。
A—O法內循環生物脫氮工藝，即缺氧—好氧工藝，其主要工藝路線是缺氧在前，好氧在后，泥水單獨回流，缺氧池進行反硝化反應，好氧池進行硝化反應，廢水先流經缺氧池后進入好氧池。與傳統生物脫氮工藝相比，A—O工藝具有流程簡短、工程造價低；不必外加投入碳源等優點。同時也存在著脫氮率不高（85%左右）等不足。
三、高新技術處理煤化工廢水的研究
目前，國內在處理煤化工廢水的新技術主要有以下幾種
1、 新物化法
新物化法是指在常溫下利用廢水中有害物質與專門為處理廢水而開發的藥劑（污水靈）發生反應，經過4次不同加藥處理過程和處理設施，最終實現COD、BOD、NH3-N、SS均達到排放要求。該技術最大的缺陷是廢水中有毒有害物質只是形態的轉移，另外該技術的成熟性還需要經工程實踐的考驗。
2、 HSB 法處理焦化廢水
HSB（High Sotution Bacteria）是高分子均群的英文縮寫。目前國內初步試驗得出以下結論：HSB耐受廢水中有毒有害物質性好；處理后污泥少、出水色度好；加堿量為傳統方法的1/3～1/5，運行費用較低，但對種菌特性，生存條件、凈化功能尚未完全了解，有待進一步研究與實踐。
四、煤化工廢水深度處理
經過酚、氨回收，預處理及生化處理后的煤化工廢水，其中大部分污染物質得到了去除，但某些主要污染指標仍不能達到排放標準，因此需要進一步的處理——深度處理，來使這些指標達到排放標準。
1、活性炭吸附法
煤化工廢水經以上步驟處理后COD的去除率效果不是很理想，出水濃度較大，有時高達601mg/L左右，很難達標排放，為使廢水達標排放，可使用活性炭降低廢水中COD的濃度。
廢水處理中活性炭吸附主要對象是廢水中用生化法難以降解的有機物或用一般氧化法難以氧化的溶解性有機物，包括木質素、氯或硝基取代的芳烴化合物、雜環化合物、洗滌劑、合成燃料、除萎劑、DDT等。當用活性炭吸附處理時，不但能夠吸附這些難分解有機物，降低COD，還能使廢水脫色、脫臭。因此吸附法在廢水的深度處理中得到了廣泛的應用。
2、混凝沉淀法
混凝是給水處理中一個重要的處理方法?；炷梢越档蛷U水的濁度、色度，去除多種高分子物質、有機物、某些重金屬毒物和放射性物質等，去除導致富營養化的物質如磷等可溶性無機物，并且它能夠改善污泥的脫水性能。具有設備簡單，操作簡便，便于運行，處理效果好的優點；缺點是運行費用高，沉渣量大。
結語
深入研究煤化工廢水的先進處理技術，既是當前經濟建設面臨的現實問題，也是將來進行技術攻關的重點，只有不斷提高現有處理技術的處理能力、增強新技術的經濟技術可行性，將各種方法有機地結合起來，取長補短才能找到治理煤化工廢水的最佳方法。其中化學氧化法具有去除率高，占地面積小、無二次污染的特點 ，是煤化工廢水處理的發展趨勢。吸附法和混凝法是煤化工廢水深度處理的可靠方法 ，應著力進行新型吸附劑和混凝劑的開發。
參考文獻
[1]查傳正等.煤化工生產廢水處理工程實例[J].化工礦物與加工,2006,(3).
