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煤化工的工艺流程范文1
【关键词】煤化工；工艺条件；反应体系；有效气体；化学平衡；评价指标；综合效益
0 引言
气流床气化过程实际上是煤炭在高温下的热化学反应过程，涉及气化剂与煤之间的反应，以及反应产物与煤、反应产物之间的化学反应，因此，气流床煤气化反应是一个及其复杂的反应体系。在此反应体系中，煤会发生一系列复杂的物理变化和化学变化，主要过程有粉煤的干燥、裂解，挥发分的析出、燃烧，以及煤焦、挥发分与气化剂的反应等。这些变化主要取决于煤种，同时也受温度、压力和气化炉型式等的影响。
1 气化过程的主要反应
1.1 热解过程的主要反应
煤热解的化学反应异常复杂，其间反应途径甚多。煤热解反应通常包括裂解和缩聚两大类反应。在热解前期以裂解反应为主，而热解后期以缩聚反应为主。一般来讲，热解反应的宏观形式为：
1.1.1 裂解反应
根据煤的结构特点，裂解反应大致有四类。
1）桥键断裂生成自由基。桥键的作用在于联系煤的结构单元，在煤的结构中，主要的桥键有：- CH2 - CH2 -，- CH2 -，- CH2 -O-，-O-，-S-S-等。它们是煤结构中最薄弱的环节，受热后很容易裂解生成自由基。并在此后与其他产物结合，或自身相互结合。
2）脂肪侧链的裂解。煤中的脂肪侧链受热后容易裂解，生成气态烃，如CH4，C2H6，C2H4等。
3）含氧官能团的裂解。-OH煤中含氧官能团的稳定性顺序为：-CH>=C=O>-COOH
羟基（-OH）最稳定，在高温和有氢存在时，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。含氧杂环在500℃以上也有可能断开，放出一氧化碳。
4）低分子化什物的裂解。煤中以脂肪结构为主的低分子化合物受热后熔化，并不断裂解，生成较多的挥发性产物。
通常煤在热解过程中释出挥发分的次序依次为：H2O，CO2，CO，C2H6，CH4，焦油，H2。
上述热分解产物通常称为一次分解产物。
1.1.2 二次热分解反应
一次热分解产物中的挥发件成分在析出过程中，如受到更高温度的作用，就会产生二次热分解反应。主要的二次热分解反应有以下四类：裂解反应、芳构化反应、加氢反应、缩合反应。因此，煤热解产物的组成不仅与最终加热温度有关，还与是否发生二次热分解反应有很大关系。
在煤热解的后期以缩聚反应为主。当温度在550-600℃范围内时，主要是胶质体再固化过程中的缩聚反应，反应的结果是生成了半焦。当温度更高时，芳香结构脱氢缩聚，即从半焦转变为焦炭。
1.2 气化过程的主要反应
气化反应按反应物相态的不同而划分为两种类型的反应，即非均相反应和均相反应。前者是气化剂或气态反应产物与固体煤的反应；后者是气态反应产物之间相互反应或与气化剂的反应。在气化装置中，由于气化剂的不同而发生不同的气化反应，亦存在平行反应和连串反应。煤气化反应一般分为三种类型碳一氧之间的反应、水蒸气分解反应和甲烷生成反应。
1.2.1 碳一氧之间的反应碳与氧之间的化学反应主要有：
C+O2=CO2
2C+O2=2CO
C+CO2=2CO
2CO+O2=2CO2
上述反应中，碳与二氧化碳之间的反应C+CO2=2CO是一较强的吸热反应需在高温条件才能进行反应。除此反应外，其他三个反应均为放热反应。
1.2.2 碳与水蒸气的反应
在一定温度下，碳与水蒸气之间发生下列反应：
C+H2O=C0+H2
C+2H2O=C02+2H2
上述两反应均为吸热反应。反应生成的一氧化碳可进一步和水蒸气发生如下一氧化碳变换反应：
CO+H2O=CO2+H2
该反应为一放热反应。
1.2.3 甲烷生成反应
煤气中的甲烷，一部分来自煤中挥发物的热分解，另一部分则是气化炉内的碳与煤气中的氢气反应以及气体产物之间反应的结果。
C+2H2=CH4
3H2+CO=CH4+2H2O
2CO+2H2=CH4+CO2
CO2+4H2=CH4+2H2O
上述生成甲烷的反应，均为放热反应。
1.2.4 煤炭中还含有少量元素氮（N）和硫（S）等
它们与气化剂以及反应中生成的气态反应产物之间可能进行的反应如下：
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
由此产生了煤气中的含硫和含氟产物。这些产物有可能产生腐蚀和污染，在气体净化时必须除去。其中含硫化合物主要是H2S，COS、CS2和其他含硫化合物仅占次要地位。在含氮化合物中，NH3是主要产物，NOx（主要是NO以及微量的NO2）和HCN为次要产物。上述反应对气化反应的化学平衡及能量平衡并不起重要作用。气化反应为煤炭气化的基本化学反应。不同气化过程即由上述或其中部分反应以串联或平行的方式组合而成。上述反应方程式指出了反应的初终状态，能用来进行物料衡算和热量街算，同时也能用来计算由这些反应方程式所表示反应的平衡常数。但是，这些反应力程式并不能说明反应本身的机理。
2 气流床煤气化工艺性能主要评价指标
2.1 有效气体成分含量
煤气是CO、H2、CO2、CH4、N2、NOx、H2S、SO2等多组分混合气体，同时还含有未完全反应的O2和水蒸气，CO和H2是煤气中的主要成分气体，其总量一般在70%以上。对于煤气燃烧利用而言，CO和H2是煤气中关键的可燃成分，增加CO和H2的含量，可以提高煤气的热值。同时，对于合成氨、甲醇等煤化工工业而言，CO和H2是重要的原料气。在煤化工生产过程中煤气中的CO需先经变换工段与水发生变换反应，生成H2和CO2，再对CO2进行脱除，H2用于氨/醇合成。因此，CO%，H2%以及（CO+H2）%反映了煤气的有效成分的结构构成，是煤气质量效果评价的极为重要指标。其计算公式如下：
2.4 煤气化消耗指标
煤气化消耗指标是反应气化过程经济性的评价指标。煤气化消耗指标是指生产单位煤气有效成分（CO+H2）所消耗的煤炭量或气化剂量。工业上，单位煤气有效成分常采用1000m3的（CO+H2）为单位。煤气消耗指标主要包括比煤耗、比氧耗、比汽耗。其计算公式如下：
考察上述煤气化性能评价指标，可以看出这些气化性能评价指标并不完全独立。其中有效气体含量指标（CO+H2）%与CO%和H2%完全相关，而各类消耗指标比煤耗、比氧耗和比汽耗与产气率、碳转化率及己知的工艺条件如投煤量、氧量和蒸汽量等相关。鉴于此，本文研究所涉及的煤气化性能评价指标仅取相互独立的评价指标，具体为CO%、H2%、产气率和碳转化率。
3 结束语
总之，为了实现高碳资源的低碳化利用，我们必须逐步改变当前这种传统意义的煤炭转化利用方式转而促进能够有效提高煤炭转化效率和质量，且环保效益好的以煤气化为核心的新型煤化工的有序发展，而气流床煤气化技术将在新型煤化工中发挥着重要作用。
【参考文献】
[1]廖汉湘.现代煤炭转化与煤化工新技术新工艺实用全书[M].合肥：安徽文化音像出版社，2004.
煤化工的工艺流程范文2
关键词：煤化工；低温甲醇洗技术；应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.21.047
0 引言
在煤化工生产工作，使用低温甲醇洗技术能够有效降低生产时的能源损耗，甚至可以使得部分能源能够得到回收和再次利用，进而缓解煤化工生产能源紧张的现象。因此，相关技术人员必须分析如何在煤化工生产中更好地应用低温甲醇洗技术，推动煤化工事业的更好发展。
1 低温甲醇洗技术
1.1 原理
在煤化工生产工作，为了去除变换气中的酸性气体成分，必须要使用净化装置。净化的过程当中低温甲醇洗技术可以作为一个很好的吸收剂，作为一种物理吸附过程。在特定的零下50摄氏度的条件下，对于COS、硫化氢、二氧化碳等气体，甲醇都能够对其进行大量的吸收和溶解。若想控制气体的吸收程度，只需要调整甲醇的压力和温度即可，若想再生出富甲醇，则只需要通过闪蒸或者氮气气提。通过对富甲醇的闪蒸，甚至可以提供较好的冷却条件。循环压缩之后，闪蒸气将通过洗涤塔再次进行循环，从而维持循环过程当中的水平衡。排除的甲醇能够回收再尾气洗涤塔中，进而降低甲醇的损耗，酸性气体将由硫回收装置进行回收处理[1]。
1.2 工艺流程
通过对其工艺流程的分析可以发现，在甲醇洗涤塔中，低温甲醇会得带脱碳和脱酸处理。在两个闪蒸分离器当中会进入富甲醇液，然后对闪蒸汽体循环、加压，将其输送至甲醇洗涤塔。富甲醇闪蒸之后会被输送到硫化氢浓缩塔，并在一个常压的状态之下完成对其的闪蒸和气提处理，生出二氧化碳气体。随后，热再生塔将进入富硫半贫甲醇，并在再沸器的作用下完成热再生。最后，硫回收装置将会输入所产生的硫化氢气体，随后在贫甲醇泵中对贫甲醇进行加压处理，再生的甲醇再输入到甲醇洗涤塔当中。
2 低温甲醇洗技术存在的问题
随着我国各大化工企业对于低温甲醇洗技术工业社会的大量建设和运用，低温甲醇洗技术的技术缺陷越来越明显，这些技术问题严重阻碍了顺利实现低温甲醇洗技术应用的步伐，对各个企业的生产效益造成了不良影响，因此下文对低温甲醇洗技术存在的问题进行分析，为有序开展化工企业的生产提供良好的技术保障。
（1）在合成氮的生产过程当中，混合气体洗除工艺的最终净化效果受着该技术工艺装置中的冷量充分状态的影响。该装置在实际的运行当中，经常存在冷量不足的问题，尤其是在高温季节这种现象极为明显，且这个问题直接影响着稀氨水氨气吸收能力下降、贫液的温度升高和吸收量不足、氨气吸收制冷装置功能异常等等问题。因此，相关技术人员必须对该技术进行针对性改良。
（2）部分煤化工企业在生产的过程中，经常会出现混合原料中S元素含量过高的现象，进而影响着后续环节中可能会出现设备管理结构腐蚀以及催化剂中毒的现象。设备管路腐蚀会阻碍生产的顺利进行，使设备维修保养的成本也大幅增加。催化剂中毒则会极大程度上影响着催化剂的化学性质，使其无法降低生产中的活化能[2]。
（3）在煤制甲醇生产的过程中，应用该技术可能造成甲醇消耗量过高问题。影响甲醇纯净度的主要因素就是甲醇的循环率不足。而甲醇消耗率过高，主要是因素设备装置漏、滴、冒、跑和气体夹带等等有关。
3 在煤化工中对低温甲醇洗技术的应用
（1）煤制合成氮。由于我国对化肥需求了的巨大，使得合成氮工业取得了快速发展，其具有广阔的发展前景和较为良好的经济效益。在煤化工的生产当中，对于煤制合成氮的运用也越来越多，煤是其中最主要的原料。通过低温甲醇洗技术，经过一系列的化学反应的过程，可以生产出许多产品，例如硝酸、苯胺等等。在生产的过程当中，主要是对氨的最终合成、低温甲醇的洗出、一氧化碳的转化、煤炭的气化等等。在煤制合成氮中对于低温甲醇洗技术的应用，不仅可以使换热器等设备的损耗得到降低，与此同时还可以提高生产的效率。与其他工艺相比，利用该技术对煤制合成氮进行制取具有很大的优势，例如工艺能耗减少、溶剂损耗减少和气提净化度更高等。
（2）煤制天然气。在当前社会当中，天然气成为了一种极其重要的资源，但是目前我国天然气的储量有限，随着人们不断的消耗和开采，现有的天然气已经难以满足人们使用的需求。因此，为了缓解这一问题，利用煤制天然气具有极其重要的意义。相对于其他的工艺而言，煤制天然气的生产更加复杂，完成一氧化碳转化、煤炭气化之后，还需要运用该技术对煤气进行精华处理，使用该技术可以较好地脱除煤气中的硫化氢和COS等气体，能够使得最终天然气的制取纯度得到有效提升[3]。
（3）煤制甲醇。在我国经济快速增长的背景之下，甲醇作为一种极其重要的工业基础生产原料，工业生产对其的需求越来越大。在煤化工生产当中，经常需要对甲醇进行制取处理，主要包括甲醇的最终合成、低温甲醇的洗出、一氧化碳的转化、煤炭的气化等流程。其生产的过程极为复杂，生产过程中会产生大量酸性气体，而使用低温甲醇洗技术不仅能够使得甲醇的损耗相应减少，并且可以对酸性气体进行回收再利用。
（4）其他煤化工领域。该技术除了以上三种应用之外，在其他煤化工的领域当中也对低温甲醇洗技术有着广泛运用，该技术的运用能够使得酸性气体得到十分彻底的净化。例如在制备乙二醇时，为了达到较高的含硫量，确保催化剂的效果，必须选取出口小的反应装置，而在这过程中对低温甲醇洗技术进行应用，能够脱除大量的酸性气体，使得最终产品的纯度和质量得到良好保障。
4 结语
综上所述，在目前的煤化工领域当中，低温甲醇洗技术的应用十分广泛的，其发挥出了极其重要的作用和良好的效果。随着相关技术的发展，在今后煤化工领域的发展过程中，对于低温甲醇洗技术的应用会更为广泛。
参考文献：
[1]，胡瑜飞，汪艳红.低温甲醇洗工艺技术的最新研究现状[J].中国井矿盐，2014（04）.
[2]杨震东，章华勇，金力强，吴彩萍.分流式低温甲醇洗技术[J].氮肥技术，2015（02）.
煤化工的工艺流程范文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.
关键词： 煤化工工艺学；教学；体会
Key words： coal chemical technology；teaching；experience
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）02-0238-02
0 引言
《煤化工工艺学》是煤化工专业的专业必修课，煤化工专业在我校是属于化学工程与工艺专业的一个方向。为了顺应国家大力发展煤化工产业的大战略，培养煤化工专业的应用型人才迫在眉睫。而只有学懂《煤化工工艺学》，才能基本了解煤化工专业的实质内涵。《煤化工工艺学》课程的主要内容包含：煤的低温干馏、炼焦、炼焦化学产品的回收与精制、煤的气化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生产的污染与防治，内容涉猎了煤的绝大部分转化原理、工艺及其方法。通过本书的学习，可以使学生获得专业基本知识，具备在专业生产第一线工作的基本能力。所以教授好这门课程，并且使学生获得必要的收效显得尤为重要。
《煤化工工艺学》是一门以应用为主的专业技术课，学生学起来比较抽象难懂，因此比较科学而易懂的讲授方法，才能够与学生引起共鸣，达到较好的收效。这门课程的基础课是《煤化学》、《有机化学》、《化工原理》、《物理化学》等，作者本人讲授《化工原理》和《煤化学》课程多年，同时结合自己多年的生产实践经验，在驾驭这门课程方面谈一下自己的教学体会。
1 合理分配课时，顺应人才需求
我校引用的《煤化工工艺学》教材是大连理工大学郭树才老师编写的，建议课时80学时。而我校在教学计划中规定课时是128学时，大三下80学时，大四上48学时，因此在分配教学内容时，笔者将煤的低温干馏、炼焦、焦化产品回收与精制三大部分放在大三下的80学时里，把煤的气化、煤的液化、煤的碳素化、煤化工生产的污染与防治放在大四上。这样分配的优点在于：大三下的内容主要是传统煤化工的精髓，学生利用较多的学时理解、消化、吸收；大四上的内容主要是新型煤化工的知识，并且是传统煤化工与石油化工的交汇。从我校的特色办学里可知，我校的煤化工专业既保留了煤化工专业的特色，又吸收了石油加工专业的营养，具有大化工的优势。同时，由于国内现在煤化工的开发利用重点在煤气化、煤液化以及煤制天然气等方面，所以把新型煤化工知识放在这个学期学习，可以使参加应聘的同学很容易回忆起所学过的东西，面试时更有自信。
2 内容详略有当，紧跟学科前沿
郭树才老师的《煤化工工艺学》是按照80学时的课程来设计的，我们拆开来讲解，如果只理解课本上的知识远远不能满足教学需求，因此，必须依托课本，适度引进《炼焦工艺学》、《煤化学产品工艺学》、《煤炭气化工程》、《煤炭直接液化》、《煤炭间接液化》、《煤基醇醚燃料》、《煤化工过程中的污染与控制》等相关教学内容，才能达到既使课堂内容饱满，又使学生了解学科前沿，了解新装置、新技术、新工艺的发展动态，具有对新装备、新技术、新工艺、新方法理解、运用和掌握的初步能力。
比如在第一章，煤炭的低温干馏内容里，实质重点是煤的低温干馏和中温干馏的基本原理、工艺过程、主要设备以及主要技术，为第二章煤的高温干馏做足了铺垫。在讲解的过程中，笔者就结合国内的央企大唐国际比较成熟的“褐煤提质工艺”，以及《煤化学》教材中讲到的相关煤的基本性质与工艺性质来做适当重点讲解，这样，既使学生回顾起来《煤化学》课本上的基本重点知识，又使学生了解了煤低温干馏工艺的风向标，既满足了学生的专业好奇，又为未来就业打下良好基础。在第二章炼焦内容里，大量引进《炼焦工艺学》的基本原理、工艺过程、国内外主要焦炉类型、焦化工艺等的主要内容，同时也结合国内鞍山焦耐院与化六院开发并且使用的各类大型焦炉，展开评价，既使学生把握了煤的高温干馏的基本知识，也使学生认识到了煤焦化的瓶颈以及突破的入口，为未来煤高温干馏的技术研发打下深厚的基础。在第三章炼焦化学产品回收与精制一章，除了详细讲解煤气净化过程中如何提取并且回收重要的化学产品，同时也就目前比较看好的苯加氢工艺，以及煤焦油加氢工艺做了必要的阐述。使学生了解了课本知识的同时，也较好的把握了国内煤化工专业动态，为自己选择专业方向做好了准备。在第四章以后的煤炭气化、煤炭液化等新型煤化工知识方面，更是结合国内现在的煤化工产业动态，在讲解气化原理、气化设备、气化工艺的同时，结合本人对欧洲煤化工技术的考察，把学生引进以煤气化为基础的碳一化工领域，使学生对未来煤化工发展的大战略有了初步的思考，并对就业有了更深刻的认识。在煤化工产业的背后，实质是大量的能耗、大量的污染，如何解决，必须要使学生了解污染产生的主要环节，污染物的主要类型，针对不同性质的污染如何在生产的初、中、末，采用必要的技术消除。因此，学生在学习知识的同时，也知道了自己的专业不仅可以去煤化工行业去就业，也可以去环保、能源动力方面去就业，拓展了思维，开阔了眼界。
3 教学方法灵活，学科联系紧密，学生互动加强
在《煤化工工艺学》的教学过程中，如果仅仅是循规蹈矩地一味去讲解，学生会觉得枯燥、晦涩、难以进入模型。因此，教学方法的灵活多变可以促进学生的理解。
首先采用比拟的授课方式，为学生建立立体的图形，使学生对设备及工艺加深认识。比如在讲解煤加工的设备时，我们习惯称“炉子”，使学生与家庭里常见的火炉联系起来，建立形象化的模型，然后，把模型拆开来，逐一再理顺，大家就对设备有了直观的认识。然后又把“炉子”与化工生产中的“反应器”联系起来，大家就知道了在不同的领域，设备的叫法有所不同，但是原理基本相似；再就是在焦炉的认识过程中，我把学生坐的桌子和椅子分别形象地比拟成“炭化室”和“燃烧室”，使大家直观地对焦炉建立起了立体的印象，然后再把成焦过程中模型分解开来画在黑板上，大家就很直观地对“单向供热”、“成层结焦”有了更深刻的体会。其次采用相关专业课的知识关联，强化了专业理论的理解，同时也强化了相关专业课的应用。比如在学习《煤化工工艺学》之初，先复习《煤化学》相关知识重点，使大家为不同煤化度和不同性质、不同产地的煤种如何应用，对号入座；在讲到焦炉燃烧系统及烟囱的流体流动时，我们及时地与《化工原理》课程的精髓之流体流动和传热对接，把各个环节流体流动的性质分析到位，同时把如何废气循环和节能关键点抛给学生，使学生带着问题去思考，培养大学生分析问题和解决问题的能力；还有在讲解炼焦化学产品的回收与精制过程中，及时与《化工原理》里吸收及萃取的单元操作联系起来，使学生在学习本专业课的同时，把握了专业基础课如何应用的方法，既促进了本专业的理解，也促进了其他课程的学习，一举两得。再次，利用复杂的工艺流程路线图，强化训练，启发学生快速识别并分解工艺路线。教会学生如何去理清复杂的化产回收工艺流程图，然后再自己去设计工艺加工步骤，既可以快速地理清工艺，又可以把机械制图及AUT CAD用到实处。在工艺学的学习过程中，不仅仅是学会原理、工艺，认识设备，识别流程，更重要的还有如何去设计、开发，因此，组织学生讨论，带着问题去学习思考，利用相关知识去引导学生自己动手，写专业小论文，进行相关工艺设计，工艺计算以及工艺设想，掌握专业领域内工艺与设备的基本设计能力，很值得去推广。
参考文献：
[1]赵振新.《煤化工工艺学》的教学法思考[J].化工时刊，2012（07）.
煤化工的工艺流程范文4
1产污环节分析
目前，我国大规模生产的现代煤化工产品有油品、甲醇、烯烃、二甲醚等。涉及的工艺主要包括煤直接液化、煤间接液化和煤气化。这三大工艺过程也是工艺废气中二氧化硫的重要排放来源。煤化工工艺过程的二氧化硫排放节点主要是自备电热站或加热炉、硫磺回收装置以及生产单元在正常生产及开、停车、事故状态下的排放。本文主要研究生产工艺过程气中酸性气体的处理及二氧化硫的排放特征，因此暂不考虑来自电热站或加热炉的燃料型二氧化硫。下面分别分析不同煤化产品的生产工艺流程及二氧化硫产生环节。
1.1煤制天然气煤制天然气的主要生产工艺包括备煤、煤气化、甲烷化等环节。其中煤气化系统是整个流程中的中心环节，也是最重要的二氧化硫产生源。具体的工艺流程为:原煤经备煤单元处理后进入气化炉，经过干燥、干馏、气化和氧化后，反应生成粗煤气，经急冷、洗涤并回收热量后送入变换单元。粗煤气经过部分变换和工艺废热回收后进入酸性气体脱出单元，脱出硫化氢后进入甲烷化反应器进行甲烷化反应。在酸性气体脱除单元浓缩的含H2S酸性气，以及来自酚氨回收单元和煤气水分离单元的酸性气送往硫回收单元制得硫磺产品。煤制天然气工艺过程中的二氧化硫来源主要为硫磺回收单元的尾气排放及非正常情况下的排放。其中，硫磺回收装置将来自气化、变换、低温甲醇洗工段的酸性气体和硫回收再生塔的酸性气体转化制硫，净化后的尾气进入尾气焚烧炉燃烧，残余的H2S转化成SO2，由烟囱排出。非正常排放则主要由以下几种情况产生:(1)开、停车排气和一般事故排气生产装置开、停车或检修时会产生一定量的不合格气体，由于不能满足后续工序的工艺要求需直接排入火炬。一是气化炉开车。气化炉开车时炉气成分不合格，会有短时外排，工艺气中的H2S经火炬燃烧后转化成SO2排放。二是一般事故排气。当煤气化、变换、低温甲醇洗、甲烷化等装置出现故障或一般性事故时，因气体组分不合格，为避免引起催化剂中毒，系统需要排气，排放的气体送火炬燃烧。(2)设备超压排气工艺生产过程中的主要设备、压力容器、管线系统均设有安全放空系统，当系统压力超过设定规定值时，安全阀启跳泄压，物料通过放空管线直接排入大气。尽管装置开、停车及一般事故性排放并非持续性的，但其瞬间排放浓度很高，一般均在1000～2000mg/m3。
1.2煤制油煤制油工艺的主要流程分为:备煤、加氢裂化、分馏、加氢稳定四部分。首先，原煤经备煤装置加工成煤粉后送入煤液化装置，与催化剂及供氢溶剂在高温、高压、临氢的条件下发生加氢裂化反应，反应后分离气体进入轻烃回收装置，分别产出液化气、酸性气体及含硫污水，其中液体物料经加氢稳定和加氢改质后产出石脑油、柴油等产品。煤液化、煤制氢、轻烃回收及含硫污水汽提等装置脱出的硫化氢经硫磺回收装置制取硫磺。在整个工艺过程中，二氧化硫主要来自于两个部分:硫磺回收装置的尾气焚烧炉和非正常情况下的排放。其中硫磺回收装置主要是将煤气化气提塔、酸性气体脱除工序热再生塔、脱硫化氢塔、氨吸收塔、再生塔顶回流罐、水洗塔、煤液化、煤制氢、轻烃回收及含硫污水汽提等装置脱出的酸性气体硫化氢进行回收并制取硫磺。净化气中残余的H2S在硫磺回收装置的尾气焚烧炉内燃烧生成二氧化硫由烟囱排放。非正常排放则主要发生在两种情况下:①生产装置(如煤直接液化项目的煤制氢装置气化炉)在开车时，炉温未达到一定温度，或者在故障停车时，粗煤气均无法进入净化系统，而只能直接送至火炬系统燃烧后排放;②装置(如硫磺回收装置或含硫污水汽提装置)事故状态下排放的废气根据其放空压力，分别接入不同压力等级的放空管网，经分液后进入主火炬或酸性气火炬燃烧后排放。
1.3煤制甲醇以煤为原料生产甲醇的工艺过程包括空气分离、煤气化、一氧化碳变换、合成气净化、甲醇合成等工艺单元。其中，煤气化单元与煤制天然气过程类似，即原煤经加工后的料浆在气化炉中完成气化反应生成粗煤气。煤气在变换工序进入耐硫变换炉，将CO转化为CO2，以调节碳氢比例。出变换系统的工艺气进入脱硫脱碳净化系统脱除H2S及CO2等酸性气体后，作为甲醇合成新鲜气送甲醇合成装置。脱出的H2S气体送往硫回收系统回收硫磺。净化后的合成气在甲醇合成塔内反应生成甲醇，经精馏提纯制得精甲醇或满足后续工序要求的粗甲醇。整个工艺过程产生二氧化硫的环节为:硫磺回收装置、低温甲醇洗尾气洗涤塔尾气和气化炉开车升温废气、气化炉停车(事故)排气等非正常排放。其中，硫磺回收装置回收气化过程的气化灰水闪蒸汽、变换工段汽提塔尾气、甲醇液再生酸性气中的酸性气体。硫磺回收装置和低温甲醇洗尾气洗涤塔的尾气最终均进入火炬排放。非正常情况下的二氧化硫产生机理同煤制天然气工艺过程类似。
1.4煤制烯烃煤制烯烃工艺过程是在煤制甲醇的基础上增加一套甲醇转化制低碳烯烃系统，即甲醇转化制烯烃技术(MTO系统)或甲醇转化制丙烯技术(MPO系统)、一套聚乙烯装置或聚丙烯装置。甲醇进入甲醇转化制低碳烯烃系统后，经加热气化送入到流化床催化反应器。通过一系列催化反应、氧化物分离、洗涤、干燥。煤制烯烃工艺过程中的二氧化硫产生环节及机理与煤制甲醇过程相同，即主要包括硫磺回收装置、低温甲醇洗尾气洗涤塔尾气和气化炉开车升温废气、气化炉开停车时和装置事故排气等非正常排放。
2二氧化硫排放情况测算
通过对全国大型煤化工企业进行调研，以A、B两厂为例做硫平衡分析，并估算C厂气化炉开、停车及事故排放量。由于对于非正常情况下直排火炬的排放情况，既无在线自动监控设备，也无法开展人工监测，目前也缺乏统一、准确的测算方法，因此，现阶段只能根据物料衡算法估算其排放量。A厂是一套规模为52万吨/年的煤制甲醇项目，年消耗原料煤91万吨，按照0.33%的含硫率计算，总硫投入量为3003吨。最终硫元素的支出途经主要包括气化灰渣、净化尾气、排空火炬、硫回收烟气、去污水处理气化废水和硫磺副产等。其中，近2000吨的硫经硫磺回收装置转化为硫磺产品，其次，则基本都转化成二氧化硫排入大气中。其中，通过硫回收装置的尾气焚烧炉排放的硫仅为266吨。非正常情况下直排火炬的排放量约660吨，是煤制甲醇工艺过程中最主要的二氧化硫排放环节。B厂是一套规模为60万吨/年的煤制烯烃项目，年消耗原料煤中的总含硫量为1.3万吨，其中83%的硫元素都转化为硫磺产品，除去气化渣之外，剩余的大部分硫基本都是在气化炉切换及装置异常排放过程中以二氧化硫的形式排放入大气中，年排放量约245吨。
煤制二甲醚的工艺过程是在煤制甲醇的基础上，增加甲醇气化、二甲醚合成等工艺环节。二氧化硫主要来源于制甲醇的环节。C厂也是一套煤制烯烃项目，一年中气化炉的最长连续运行时间为71天，平均为60天。因此，每年需进行大约28～30次气化炉开、停切换操作，损失原料煤约2.8万吨/年。按照工艺设计煤中硫转化率为83.7%进行估算，直接通过高压富氢火炬排放的SO2约为274吨/年。因装置开停车、事故状态下气化装置与硫回收装置不同步运行，期间消耗原料煤约0.5万吨/年，经估算，因此造成的酸性气不经净化系统直排入酸性气火炬焚烧排放SO2504/年。因此，这套煤制烯烃项目，每年非正常排放二氧化硫总量约778吨。根据上述硫平衡分析及排放量测算结果可以看出，煤化工工艺中二氧化硫的主要来源是装置开停车、生产装置发生故障等非正常情况下的排放。
3管理对策与建议
煤化工的工艺流程范文5
关键词： 煤气化 传统教学方式 情景教学法
前言
煤化工生产为连续化的大规模生产，工艺流程长、设备庞大、自动化程度高，需具有一定专业技能的操作工进行作业。从确保生产稳定、安全、高效、节能、环保等方面考虑，企业不允许实习学生动手操作。另外，煤化工生产装置投资费用高，近期不可能在学校建立真正的生产实训基地。由于以上原因，在真正的生产场所锻炼并提高学生的职业能力、操作技能、通用能力等是有一定难度的。
1.煤气化课程传统授课方式
1-煤气发生炉2-燃烧室3-洗气箱4-废热锅炉5-洗气塔6-料斗7-烟
如图1所示，采用传统教学方式，间歇式煤气化生产合成氨原料气-半水煤气工艺的介绍以煤气发生炉为核心，按照设备顺序逐一介绍各设备的结构、工作原理、作用及操作控制要点等，然后将整个工艺流程连贯起来介绍原辅材料的输入和产品的输出等过程。［1］
传统教学方式存在的主要问题是：学生读图能力较差，对设备结构及工作原理不了解；学生对原料来源、性质、状态及预处理过程不清楚，对产品的去向不清楚；大多数学生对工艺流程图的理解难度较大。针对上述问题，笔者尝试在煤气化生产工艺中采用情景教学法。
2.情景教学法的应用
情景教学法是教师根据课程内容所描绘的情景，设计形象鲜明的画面或动画、视频短片等，辅之以详细的解说，使学生仿佛置身其间，如临其境；师生在此情此景之中进行着的一种情景交融的教学活动。因此，情景教学法对培养学生的学习兴趣，启迪思维，开发智力等方面有独到之处。
采用情景教学法，一般来说，可以通过“感知―理解―深化”三个教学阶段来进行。
2.1 感知――创设画面，引入情境，形成表象。
如图2所示，首先介绍气化原料，即：焦炭、块煤、型煤等，并设置问题：三种不同原料各自的特征是什么？有何共同点？为什么国内现在多数氮肥企业采用型煤制气？［2］
多数学生不知道型煤是什么，怎样加工而成的。此时，可进一步引入一些图片或视频短片介绍型煤加工工艺，如图3所示。
接着介绍煤气化制合成氨原料气的气化剂：空气和水蒸气，以及气化剂的供给方式。
水蒸气自蒸汽总管来，空气则通过高压离心通风机输送，如图4所示。
将型煤加入煤气发生炉，然后交替通入空气和水蒸气进行气化反应，制造合成氨原料气-半水煤气，煤气发生炉结构示意图及工作原理如图5所示。
由于煤气化容易产生气-固夹带现象，影响后续工序的正常生产，因此多数氮肥企业在煤气发生炉出口增设了旋风分离器，以替代传统工艺流程中的燃烧室，如图6所示。
经气-固分离并回收煤气显热后，半水煤气进入洗气塔进行冷却、净化。
洗气塔一般采用填料吸收塔，为了让学生了解塔内的气液传质情况，此时播放一段填料塔气液吸收的视频录像，并提供填料塔结构图和物料进出口示意图，如图7所示。
半水煤气经除尘、回收热量、洗涤冷却后，送气柜储存，供下一工序使用，图8是气柜的外形图和工作原理图。
2.2 理解――深入情景，理解流程。
在介绍完煤气化工艺流程中的原料、产品及主要设备后，此时再引导学生结合课本上所学习到的知识，理论联系实际思考前面提到的相关问题，并逐一解决。
原料：采用型煤，可以将大量粉煤加工成型，原料适应范围更广，原料成本更低，企业经济效益更好。采用水蒸气和空气为气化剂，主要完成以下两个化学反应：
C(g)+O2(g)=CO2(g)-Q1
目的：提高炉温，蓄积热量，为制气作准备。
C(g)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)+Q2
目的：大规模制气。
气体净化：半水煤气经旋风分离器除尘、水膜除尘并降温，为下一工序脱硫作准备。
能量回收：废热锅炉回收煤气显热，副产低压饱和蒸气并返回煤气发生炉作为气化剂，以降低制气成本。
产品输出：半水煤气送气柜储存供下一工序使用。
2.3 深化――再现情境。
煤气化生产合成氨原料气-半水煤气的过程，是一个典型化工产品的制造过程，主要包含以下两个单元过程。
①化学反应单元过程――煤气化过程。
②化工单元操作过程――流体输送（如空气及煤气的输送、洗涤水的输送）、传热（废热锅炉回收余热）、非均相物系的分离（旋风分离器气-固分离）、传质（洗气塔）等。
将上述单元过程设备按照情景教学法介绍的先后顺序，重新绘制工艺流程示意图如图9所示。
3.运用情景教学法的注意事项
设计情景是情景教学法的关键，情景设置，直接影响着情景教学法的教学实效。因此创设情景时应注意以下几点：
3.1有趣味性：通过图片、动画或视频短片等多种形式调动学生学习兴趣。
3.2有针对性：必须紧扣教材重点、难点。
3.3有诱发性：引导学生将画面与问题和书本理论联系起来，培养创造性思维。
3.4有代表性：是学生在学习中普遍关注却又不易弄懂的问题，能揭示学生的思维误区。
3.5有典型性：容易发现或捕捉到材料与理论之间的内在联系，具体材料能深刻、透彻、全面地说明理论。
参考文献：
煤化工的工艺流程范文6
【关键词】：煤化工；废水处理； 活性污泥法
中图分类号：X703文献标识码： A 文章编号：
引言
煤化工废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的高浓度有机废水，属于焦化废水的一种。水质成分复杂，污染物浓度高。废水中含有大量的酚类、联苯、吡啶、吲哚和喹啉等有机污染物，还含有氰、无机氟离子和氨氮等有毒有害物质，污染物色度高，属较难生化降解的高浓度有机工业废水。对煤化工废水的处理，单纯靠物理、物理化学、化学的方法进行处理，难以达到排放标准，往往需要通过由几种方法组成的处理系统，才能达到处理要求的程度。因此煤化工废水的处理，一直是国内外废水处理领域的一大难题。
一、 煤化工废水处理技术
煤化工废水处理通常可分为一级处理、二级处理和深度处理。这里的一级、二级处理的划分与传统的城市污水处理的概念上有所不同，这里所述的一级处理主要是指有价物质的回收，二级处理主要是生化处理，深度处理普遍应用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。
1、煤化工废水有价物质的回收
煤化工废水中有机物质的回收一般指的是对酚和氨的回收，常用方法有溶剂萃取脱酚、蒸氨等。
（1）酚的回收
回收废水中酚的方法很多，有溶剂萃取法、蒸汽脱酚法和吸附脱酚法等。新建焦化厂大都采用溶剂萃取法。对于高浓度含酚废水的处理技术趋势是液膜技术、离子交换法等。
（2） 氨的回收
目前对氨的回收主要采用水蒸气汽提-蒸氨的方法。污水经汽提，析出可溶性气体，再通过吸收器，氨被磷酸氨吸收，从而使氨与其他气体分离，再将此富氨液送入汽提器，使磷酸氨溶液再生，并回收氨。
二、 煤化工废水处理方法
煤化工废水在进行出处理前根据不同的水质特点设置调节池以调节水质水量，设置隔油池或气浮池进行除油，经以上的与处理后可采用下面的方法进一步进行处理。
1、活性污泥法
活性污泥法是采用人工曝气的手段，使得活性污泥均匀分散并悬浮于反应器中和废水充分接触，并在有溶解氧的条件下，对废水中所含的有机底物进行着合成和分解的代谢活动。在活动过程中，有机物质被微生物所利用，得以降解、去除。同时，亦不断合成新的微生物去补充、维持反应器中所需的工作主体——微生物（活性污泥），与从反应器中排除的那部分剩余污泥相平衡。
活性污泥法处理的关键是保证微生物正常生长繁殖，为此须具备以下条件：一是要供给微生物各种必要的营养源，如碳、氮、磷等，一般应保持BOD5：N：P=100：5：1（质量比）。煤化工废水中往往含磷量不足，一般为0.6～1.6mg/L，故需向水中投加适量的磷；二是要有足够氧气；三是要控制某些条件，如pH值以6.5～9.5、水温以10～25℃为宜。另外应将重金属和其他能破坏生物过程的有害物质严格控制在规定范围之内。
2、生物铁法
生物铁法是在曝气池中投加铁盐，以提高曝气池活性污泥浓度为主，充分发挥生物氧化和生物絮凝作用的强氧化生物处理方法。工艺包括废水的预处理、废水生化处理和废水物化处理三部分。预处理包括重力除油、均调、气浮除油；生化处理过程包括一段曝气、一段沉淀、二段曝气、二段沉淀；物化处理工艺流程包括旋流反应、混凝沉淀和过滤等工序。
在生物与铁的共同作用下能够强化活性污泥的吸附、凝聚、氧化及沉淀作用，达到提高处理效果、改善出水水质的目的。生物铁法的生产运行工艺条件包括：营养素的需求、适量的溶解氧、温度和pH值控制、毒物限量及污泥沉降比等。
3、炭—生物铁法
目前，国内一些厂家的处理装置由于超负荷运行或其他原因，处理后的水质不能达标，炭—生物铁法是在原传统的生物法的基础上再加一段活性炭生物吸附、过滤处理。老化的活性炭采用生物再生。
该工艺流程简便，易于操作，设备少，投资低。由于炭不必频繁再生，故可减少处理费用。对于已有生物处理装置处理水后不符合排放标准的处理厂，采用炭—生物铁法进一步处理以提高废水净化程度也是一种有效的方法。
4、缺氧—好氧（A—O）法
用常规的活性污泥处理煤化工废水，对去除酚、氰以及易于生物降解的污染物是有效的，但对于COD中难降解部分的某些污染物以及氨氮与氟化物就很难去除。
A—O法内循环生物脱氮工艺，即缺氧—好氧工艺，其主要工艺路线是缺氧在前，好氧在后，泥水单独回流，缺氧池进行反硝化反应，好氧池进行硝化反应，废水先流经缺氧池后进入好氧池。与传统生物脱氮工艺相比，A—O工艺具有流程简短、工程造价低；不必外加投入碳源等优点。同时也存在着脱氮率不高（85%左右）等不足。
三、高新技术处理煤化工废水的研究
目前，国内在处理煤化工废水的新技术主要有以下几种
1、 新物化法
新物化法是指在常温下利用废水中有害物质与专门为处理废水而开发的药剂（污水灵）发生反应，经过4次不同加药处理过程和处理设施，最终实现COD、BOD、NH3-N、SS均达到排放要求。该技术最大的缺陷是废水中有毒有害物质只是形态的转移，另外该技术的成熟性还需要经工程实践的考验。
2、 HSB 法处理焦化废水
HSB（High Sotution Bacteria）是高分子均群的英文缩写。目前国内初步试验得出以下结论：HSB耐受废水中有毒有害物质性好；处理后污泥少、出水色度好；加碱量为传统方法的1/3～1/5，运行费用较低，但对种菌特性，生存条件、净化功能尚未完全了解，有待进一步研究与实践。
四、煤化工废水深度处理
经过酚、氨回收，预处理及生化处理后的煤化工废水，其中大部分污染物质得到了去除，但某些主要污染指标仍不能达到排放标准，因此需要进一步的处理——深度处理，来使这些指标达到排放标准。
1、活性炭吸附法
煤化工废水经以上步骤处理后COD的去除率效果不是很理想，出水浓度较大，有时高达601mg/L左右，很难达标排放，为使废水达标排放，可使用活性炭降低废水中COD的浓度。
废水处理中活性炭吸附主要对象是废水中用生化法难以降解的有机物或用一般氧化法难以氧化的溶解性有机物，包括木质素、氯或硝基取代的芳烃化合物、杂环化合物、洗涤剂、合成燃料、除萎剂、DDT等。当用活性炭吸附处理时，不但能够吸附这些难分解有机物，降低COD，还能使废水脱色、脱臭。因此吸附法在废水的深度处理中得到了广泛的应用。
2、混凝沉淀法
混凝是给水处理中一个重要的处理方法。混凝法可以降低废水的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物和放射性物质等，去除导致富营养化的物质如磷等可溶性无机物，并且它能够改善污泥的脱水性能。具有设备简单，操作简便，便于运行，处理效果好的优点；缺点是运行费用高，沉渣量大。
结语
深入研究煤化工废水的先进处理技术，既是当前经济建设面临的现实问题，也是将来进行技术攻关的重点，只有不断提高现有处理技术的处理能力、增强新技术的经济技术可行性，将各种方法有机地结合起来，取长补短才能找到治理煤化工废水的最佳方法。其中化学氧化法具有去除率高，占地面积小、无二次污染的特点 ，是煤化工废水处理的发展趋势。吸附法和混凝法是煤化工废水深度处理的可靠方法 ，应着力进行新型吸附剂和混凝剂的开发。
参考文献
[1]查传正等.煤化工生产废水处理工程实例[J].化工矿物与加工,2006,(3).
