煤气化工艺论文范文

煤气化工艺论文范文第1篇

陈汉平：华中科技大学煤燃烧国家重点实验室副主任、教授、博士生导师长期从事流化床技术的理论研究与技术开发工作，主持承担了国家自然科学基金、“973”计划、“863”计划、支撑计划(科技攻关计划)等纵向课题20多项，以及专利与专有技术应用与转让等横向课题40余项，曾获得教育部提名国家技术发明一等奖、科技进步一等奖等多项荣誉

华中科技大学煤燃烧国家重点实验室流化床课题组自上世纪60年代成立以来，一直致力于流化床的基础理论研究和技术开发，取得了一系列重要的研究成果和发明创造，自主开发的下排气循环流化燃烧技术被认为具有中国特色的原创性专利技术，获湖北省技术发明二等奖，教育部提名国家技术发明一等奖。

项目介绍

作为我国主要能源的煤炭，在直接利用过程中存在着严重的环境污染问题。为了保证国民经济的可持续发展，必须提高煤炭的利用率，减少对环境的污染，发展洁净煤技术。煤炭气化是指用煤炭作原料来生产工业燃料气、民用煤气和化工原料气，是发展洁净煤技术的重要途径，是许多能源，如燃料电池、煤气联合循环发电技术等高新技术的关键技术，属核心和先导性技术，已在许多领域得到了广泛的应用。

目前我国传统的固定床煤气化技术在煤气化技术中占据主导地位，技术落后，污染严重，亟待更新改造。而引进的一些先进煤气化技术，投资大、系统复杂、操作烦琐，并不适合我国大部分企业。煤气化技术的发展趋势是不断改进和完善现有工业化的气化装置，向大型化方向发展，增加气化炉的直径和容积，提高单炉生产能力，扩大煤种和粒度范围，发展粉煤气化和劣质煤气化，提高气化温度和压力，提高综合利用(包括热电联产、化工等)水平，降低污染，由此循环流化床粉煤气化技术应运而生。目前，国内多家单位正在研发先进的循环流化床粉煤气化以及气流床煤气化技术，正在经受市场的检验和选择。

在湖北省自然科学基金和国家“973”计划项目等的支持下，华中科技大学煤燃烧国家重点实验室流化床课题组对循环流化床粉煤气化炉开展了大量的研发工作，取得了显著的成绩。

首先，采取新型布风技术、合理的炉型结构及优化的出口形式，强化了床内循环：采取特殊结构的排渣管实现选择性排渣；采取特殊结构的喷嘴及底部流化床，利用风力及重力确保床料的床内循环及混合，通过强化气固的传热传质，强化气化反应。

其次，采取新型飞灰循环技术，改进床外循环：采取结构优化的旋风分离器以适应粉煤气化的要求，提高分离效率；采取外部流化床反应器取代传统的返料器，实现既返料又反应(燃烧和气化)的双重功效，通过外部流化床反应器，改善返料并强化气化反应，从而提高粉煤气化的吨煤产量和气化强度，提高煤的利用率。

此外，还采取高温空气及水蒸气气化工艺，减少污染物的排放，提高煤气的品质和热值。

循环流化床煤气化炉可利用小于1Omm的粉煤(包括劣质煤)，煤源丰富，单炉生产能力大，操作维修简单，环境污染低，综合经济效益好，可生产多种规格煤气，应用领域广目前，课题组已向多家煤气炉公司转让循环流化床粉煤气化技术，开发的直径为0.8～2.5m的循环流化床粉煤气化炉已投入运行使用，并取得良好效益。

技术专家点评

姜秀民：上海交通大学教授、博士研究生导师，热能工程研究所副所长；哈尔滨工业大学博士究生导师和兼职教授从事化石燃料清洁高效燃烧的理论与技术及其生物质能、油页岩热化学转换理论与技术的研究主持、参与的国家科技攻关项目、国家“863”计划项目、国家自然科学基金项目、省部级重点科研项目及应用研究项目有80多项，获得省部级科技成果奖等多项荣誉。

煤炭气化是煤炭清洁高效转化利用的重要途径之一，是煤炭清洁高效利用的核心与关键技术。华中科技大学煤燃烧国家重点实验室经过多年的研究，成功开发出具有自身特色的循环流化床粉煤气化技术与设备。该技术采用独特的布风方式、特殊结构的喷嘴及底部流化床、新颖的炉型结构及出口形式、特殊结构的选择性排渣管、结构优化的旋风分离器、多重功能的外部流化床反应器、先进的高温空气及水蒸气气化工艺等技术。这些具有特色的技术措施的采用，强化了气化炉床内物料混合与循环、强化了气化炉内气固多相流的传热传质与气化反应过程、实现了选择性排渣、提高了气固分离效率、改进了床外物料循环、从而优化了粉煤气化过程、提高了粉煤气化的吨煤产量和气化强度、提高煤的利用率和煤种的适应性、减少污染物的排放、提高煤气的品质和热值。

该技术可利用小于1Omm的多种粉煤(包括劣质煤)，单炉生产能力大、环境污染低、可生产多种规格煤气、应用领域广、操作维修简单、一次性投资低、综合经济效益好。目前，采用该技术的多台循环流化床粉煤气化炉已投入运行。

循环流化床粉煤气化技术，有效地克服了传统固定床气化技术气化效率低，煤种、煤质及其粒度要求严格，气化强度低，环境污染严重的不足。并且，与国外引进的气流床气化技术比较具有投资低、系统简单、操作方便等特点。

目前，我国在役的各种类型的煤气化炉近万台，多采用传统的固定床煤气化技术，亟待更新改造。因此，华中科技大学所研究开发的具有自身特色的粉煤气化技术具有广阔的市场和应用前景。

投资专家点评

潘晓峰：浙江大学工程学士、南京大学法学硕士，金沙江创业投资基金董事总经理，专注于无线、互联网和半导体/新材料的投资他目前还担任晶能光电(LatticePower)、明致无限(Ping,Co)、学易科技(StudyEZ)和爱波网(SportsGG)的董事会董事在加盟金沙江前，他是亚洲无线科技的创始人之一，也曾在北电网络担任高级职务。

煤炭气化是洁净煤技术的基础和关键技术，而流化床煤气化替代固定煤气化则代表了技术发展的方向。本期推荐的由华中科技大学煤燃烧国家重点实验室开发的“循环流化床粉煤气化技术”在内、外循环。分离等工艺流程的各个环节均取得突破和进展。并采用了低排放的清洁技术，市场前景较为广阔。

从投资人角度看，除了判断技术先进性和差异性之外，建议重点关注以下几个方面：

首先，必须有切实可行的产业化的计划和方案，即由技术向产品转化。从产业化的角度看，目前国内的产学研不容乐观，科技成果转化率较低。从推荐的资料来看，本技术应当已过了小批量试生产的阶段，关键是中试。建议应与先期客户紧密合作，在不同的应用领域或环境下，取得尽可能多的运营数据，这将极大地利于工艺流程和参数的优化、固化，从而实现产品化、产业化。

其次，应关注可持续发展的潜力。核心在于弄清楚技术的发展路线和相应的产品路径图。

另外，应当关注商业模式。简单地说有两种：一为专利许

可模式，以收取技术许可费为主，另一为通过融资，组建团队，实施产业化生产。不同的商业模式有不同的风险。亦需要不同的团队和资源组合。前者较易实施，风险较小，但业务规模受限制。而后者则需要在目前研究开发团队之外，吸引产业界的生产、管理、营销人员加盟，组建完整的团队，对资金的需求较大，同时应关注团队融合的风险。此类项目还应注重知识产权的保护，强化进入壁垒和竞争优势。

由于项目实施牵涉到发明人、项目实施单位、投资方及产业化实体或被许可人等各方，因此，在台作之初，各方应当明确产权归属，对现有技术及未来改进的归属做出“合理”的安排，以避免产权不清带来的隐患。

市场专家点评

张绍强：高级工程师／博士研究生，中国煤炭加工利用协会专职副会长兼秘书长，低热值燃料发电分会会长。长期从事洁净煤技术方面的科研管理和煤炭加工利用、节能环保方面的产业归口工作。曾参加国家“九五”、“十五”科技攻关项目，发表相关论文数篇。

煤炭是我国的主要能源，在国民经济发展中具有举足轻重的地位。煤炭直接燃烧，存在严重的污染。由于气态燃料既容易深度净化，又使用方便，而且燃烧稳定、便于调节，在很多场合都需要把固态的煤转化为煤气。煤炭气化是洁净煤技术的重要形式，是许多高新技术如煤基燃料电池、IGCC发电、煤炭间接液化和煤制醇醚代用液体燃料等产业的核心配套技术，已在许多领域得到了广泛的应用。

煤气化技术已有上百年的发展历史，据统计，我国目前有上万台各种类型的煤气化炉在运行，其中生产燃气的有近5000台，生产合成气的有4000余台，所采用的气化炉型绝大多数为固定床气化炉。固定床气化炉必须使用块煤为原料，尤其是无烟块煤，不能使用粉煤和劣质煤，而随着机械化采煤的发展，煤的含粉率越来越高，块煤率不到40％，块煤不但短缺，而且价格高，发展粉煤气化技术势在必行。随着我国经济的进一步发展，今后我国需要煤气化的领域和场所越来越多，煤制代用液体燃料、化肥、陶瓷、食品、医药和其他工业用气和中小城市民用煤制燃气，都大量需要煤气化装备。粉煤气化技术在我国具有广阔的市场和应用背景。

华中科技大学煤燃烧国家重点实验室开发的“循环流化床粉煤气化技术”是煤炭气化的一项实用技术，对已有的流化床气化炉进行了较大的改进和提高。其采用新型布风形式、合理的炉型结构及优化的出口形式，较大的强化了气化床内循环；采取新型飞灰循环技术，改善了床外循环。尤其是采用选择性排渣技术和外部流化床反应器取代传统的返料器，实现既返料又反应(燃烧和气化)的双重功效。提高了气化强度和吨煤产气量，煤的转化利用率可以提高10％以上。此外，还可以采取高温空气及水蒸气联合气化工艺，减少NOx的生成，提高煤气的品质和热值。该技术具有煤种适应性广，单炉生产能力大。装置简单紧凑，投资较省，操作维修简单，环境污染低，可生产多种规格煤气。应用领域广。该技术的推广应用，对扩大用煤制气范围，丰富我国煤气化装备和工艺，发展具有自主知识产权的煤炭气化技术，推动我国洁净煤技术的进一步发展具有重要作用。

随着可持续发展观念的深入人心和清洁能源生产技术的不断发展。近几年以生产洁净煤和可替代石油化工产品的新型煤化工项目成为国内各地的投资热点。煤气化技术是洁净煤技术领域的关键性共性技术，直接决定煤化工项目的成败。据统计，在煤化工项目投资中，煤的气化(包括空分制氧及气体净化)约占工厂总投资的50％以上。要想提高产品的竞争力，必须采用效率高、投资少、适应性强、污染低、易于在国内制造设备的煤气化技术。

煤气化工艺论文范文第2篇

关键词：中国；煤化工；发展；思考

中图分类号：TF526+.4文献标识码： A

一、煤气化技术的选择

煤气化是煤化工的龙头和基础，在相当程度上影响煤化工项目的效率、成本和发展。我国从70年代开始，先后引进了鲁奇、德士古、壳牌等技术，国内各大专院校和科研院所联合相关企业在引进技术消化吸收的基础上开发了各种不同特色的煤气化技术，取得了长足进步，有些技术指标已经很先进，但核心技术没有大的突破。

与鲁奇气化技术相似的有常压固定床和熔渣气化BGL等；与GE气化技术相似的有四喷嘴对置炉、清华炉等；与壳牌气化技术相似的有GSP、航天炉、五环炉等；与熔渣流化床技术相似的有灰熔聚炉等；与非熔渣流化床技术相似的有TRIG炉以及正在发展的褐煤提质炉等。煤气化技术是一个复杂的技术组合体，涉及到煤炭科学和煤炭化学，材料科学和材料应用科学，工程设计和装备制造。而工厂的组织和管理是确保煤气化装置正常运行的关键。煤气化技术的发展应在提高转化率和煤种适应性上下功夫。积极开发和研究对高水分、高灰分、高硫分低热值的低阶煤的高效转化利用。应以碳转化率、冷煤气效率、单位一氧化碳加氢气气化岛投资、氧耗、电耗、水耗、等综合能耗指标来评价煤气化技术的相对优劣。另外煤气化技术的安全性、清洁性、可操控性和检修维护费用的高低也很重要。选择什么样的煤气化技术很关键。目前世界上还没有万能的气化炉或气化技术，各种煤气化技术都有其优缺点，都有一定的适应范围。因此，在选择煤气化技术时，要结合自身实际情况，也就是使用的煤种，中间和最终产品，地域的环境和水资源状况等进行综合分析。尤其要对煤的性质要有足够的了解，选择最适合自己的煤气化技术。选择本身就是个困难的过程，择其利而避其害很不容易，一定要慎之再慎。这方面成功的例子不多，反倒是教训不少。尤其是在煤化工产业大力发展，装置不断大型化，产品更加多元化的时候，煤化工技术的选择尤为重要。因此对煤气化技术来说，没有最好的，只有最适用的。

二、传统煤气化的出路

传统煤化工产能过剩严重，结构调整是未来发展趋势。传统煤化工包括煤炼焦产业链、煤经合成氨制化肥产业链以及煤经电石制PVC产业链。由于技术门槛较低，国内传统煤化工行业产能过剩较为严重，综合经济效益不好。只有个别企业和石油化工关联度较高，产品新型、多样的发展生存的较好，但仍然面临产能过剩，竞争加剧的格局。

10多年以来，焦炉煤气的加工一度是煤化工的亮点，但最近也因焦炭市场疲软导致气源不足，面临装置开工不足的困境。最近针对低阶煤的开发利用，国内外科研院所和相关企业做了很多工作，有不少炉型和技术正在示范和建设。最近几年，以合成氨、甲醇、聚氯乙烯等为代表的传统煤化工产品重复建设也很严重。这说明绝大部分传统煤化工还没有摆脱只靠上项目求发展的思路。不过也有一些传统煤化工企业这几年的精力主要放在了技术创新和技术集成上。通过努力，合成氨装置的能力提高了，综合能耗下降了，装置的自动化水平和本质安全度大幅提高，废水实现了综合利用，废气实现了达标排放。这些企业的实践告诉我们，只要做到控制产能、淘汰落后工艺、合理利用资源、减少环境污染，传统煤化工产业同样大有前途。

三、新型煤化工的核心

1、严格的指标体系

新型煤化工是属于技术密集型和投资密集型的产业，应采取最有利于提高经济效益的建设及运行方式。新型煤化工的发展要坚持一体化、基地化、集约化、大型化、新型化，真正转变经济增长方式。

进入“十二五”以来新型煤化工发展迅速，目前国家有关部门共收到全国各地上报的煤化工项目104个，如果申请项目全部在“十二五”期间开工建设，投资规模将高达2万亿元。将形成更大范围的资源浪费和产能过剩。目前，新型产品煤化工多集中在煤制油，煤制烯烃，煤制天然气，煤制乙二醇等项目上，还是传统的老观念，只注重了产品的市场需求而忽略了资源和能源的高效清洁转化和利用。我们不应该简单地以产品来划分新型煤化工与传统煤化工。新型煤化工的概念不能仅仅只是新的煤气化技术；也不仅仅只是煤制油、煤制烯烃、煤制天然气、煤制乙二醇这几种煤化工产品；我们更不应简单地以装置规模为准入门槛，而应有严格的指标体系。

这一指标体系应包括以下要素：资源的清洁高效转化和利用，优先使用劣质资源就地加工转化，选用先进、适用、可靠的煤气化技术，环境友好，产生的污染物少，且容易处理和回收利用，装置规模、技术经济合理。

煤化工技术的核心是煤气化，所以应优先就气化岛构建指标体系。气化岛不论采用的是什么煤气化技术，应相对比较其单位一氧化碳加氢气综合能耗和单位一氧化碳加氢气投资这一指标，当然，污染物排放达标和资源的综合利用也应是高水平的。

2、原料的选择

气化岛比较完成后，应根据其最终产品和工艺路线比较其最终的资源、能量转化效率和二氧化碳排放量。发展的最终产品是为替代能源和石化产品的煤化工路线，不应该以牺牲优质煤炭为代价。

原料的选择以低阶煤为主，能量转化效率高，最终消费品二氧化碳排放少。应优先进行示范装置的建设，不应大规模冒进。只有在煤炭的清洁高效转化和利用技术上有所突破，才算得上是真正的新型煤化工。

结束语

我国是世界上最大的发展中国家，但是我国的石油资源相对比较匮乏。为了满足国民经济发展的需要，我国的石油大都是依托从其他国家进口，因此，深入了解新型煤化工的核心，加大煤化工技术的开发与研究，充分利用好我国丰富的煤炭资源，这些对于我国的经济发展具有很大的现实意义。同时，注意煤化工所带来的诸如资源或者环境等方面的负面效应，在煤化工业的发展中，尽量降低其所带来的风险，虚心学习发达国家的先进技术，取长补短，合理定位，并从我国实际国情出发，使得煤化工业真正为我国的经济发展和社会的长治久安注入更强的动力。我们有理由相信，煤化工在我国将拥有广阔的前景。

参考文献

[1]雍永祜. 中国煤化工发展的思考[J]. 煤化工,2007,05:1-8.

[2]王基铭. 中国煤化工发展现状及对石油化工的影响[J]. 当代石油石化,2010,06:1-6+49.

[3]雍永祜,冯孝庭. 21世纪中国煤化工展望[J]. 煤化工,2002,03:3-7.

[4]杨玲,李建军,尹华强. 在低碳经济和“高油价”双重压力下煤化工发展趋势[A]. 中国煤炭加工利用协会、中国煤炭学会煤化工专业委员会、中国石油和石化工程研究会、煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院.第六届中国煤化工产业发展论坛——‘十二五’煤化工产业升级与技术发展研讨会论文集[C].中国煤炭加工利用协会、中国煤炭学会煤化工专业委员会、中国石油和石化工程研究会、煤炭科学研究总院北京煤化工研究分院:,2011:7.

煤气化工艺论文范文第3篇

【关键词】煤化工，技术发展，路线

中图分类号： P618 文献标识码： A

一、前言

随着当今社会的不断发展，中对我国现代煤化工技术的要求也日益渐高。因此，积极采用科学的方法，不断完善煤化工技术管理就成为当前一项十分紧迫的问题。

二、我国煤化工产业发展现状

1、我国传统的煤化工产业优势项目主要是煤炭焦化和煤气化。

（一）、煤炭焦化项目

据中国炼焦行业协会初步统计，2011年，我国又新增80多家焦化企业，至此我国焦化企业达到330多家，焦炭的年产量可以达到3.77亿吨，2011年焦炭产量达到了4.28亿吨，比去年同期增长11.78%。全国大中型企业新增48座焦炉，预计焦炭产能2622万吨，其中炭化室高5.5米捣固、6米顶装及以上焦炉42座、焦炭产能2424万吨。各种设备、焦化技术也达到世界较高的水平，出产的焦炭质量也在逐年提高。

（二）、煤气化技术项目

煤气化技术是煤化工产业发展的标志性技术。在我国化工机械、冶金建材等行业广泛应用。在我国气化炉大多为固定床气化炉。而且逐步引进加压鲁奇炉、德士古水煤奖气化炉，用于氨的合成、生产甲醇和城市煤气。其中“九五”期间，兖矿集团与一些高校和科研机构进行合作，在先进气化技术上取得了突破性的成果，成功开发出了能每日处理22吨的多喷嘴水煤浆气化炉中试装置，在考核试验中，其性能优于德士古。标志着我国拥有了达到国际先进水平、与我国能源结构相适应的、具备自主知识产权的煤气化技术，填补了国内空白。

2、煤化工产业整体水平低

同世界发达国家的技术水平相比，我国煤化工产业规模小、整体水平落后，主要表现在设备技术水平低，导致能耗高、加工能力小、产品品种少、而且对环境污染过于严重。因此国家在上海等一些地方筹建高水平的煤化工产业装置，来提升煤化工产业的技术水平与生产能力。

三、我国现代煤化工发展对策

作为石油和石化产业的有效补充和替代产业，现代煤化工产业具备长期发展潜力，但现代煤化工项目普遍投资在百亿元以上，工艺技术相对石油化工复杂，对设备的磨损、水耗普遍高于传统石油化工，国外技术和设备也需经过工程化考验，应有控制地发展。同时需要构建成熟的信息通道和技术经济平台，新上项目尤其须做好市场分析，避免盲目上项目带来的产能过剩。在技术研发和示范运营方面，经过近10年来的大规模建设，不少项目暴露出来一些难以解决的问题，应当重视局部技术的研发和推广，尤其是关系到循环经济和节能减排方面技术的升级，提高大型煤化工的整体经济社会效益。

在发展步骤上，应在示范成功的基础上适度推广，并经过一定经济周期的检验。重点发展煤制化工原料的技术创新工作，通过技术发展提高产品附加值。做好热能梯级利用、各类资源通过循环经济实现物尽其用。积累各种现代煤化工项目的物料平衡、热量平衡和消耗定额数据，重视煤质变化对整套系统的影响。争取到2015年现代煤化工部分产业进入成熟期，水耗大幅降低，产品与石化产品具备成本优势，具备大规模推广的技术、经济、环境条件，到2020年成为石油化工的替代补充产业。

四、现代煤化工的主要技术路线

1、煤制油

煤制油主要指煤的间接液化与直接液化，液化产品包括汽油、柴油、航空油、石脑油及烯烃等。随着国际油价的不断攀升以及我国对石油进口依赖度的逐渐增大，发展煤制油具有重要意义。但由于工艺技术相对复杂，我国煤制油工业化生产还处于起步阶段。间接液化需要进一步解决费托和成浆态床反应器设计与制造、催化剂的研制、反应热回收利用及合成尾气甲烷转化利用等方面的问题；直接液化则面临煤质要求高、设备材质要求高以及催化剂一次性加氢液化活性提高等问题。此外，耗煤耗水量高、投资风险巨大也成为了制约煤制油技术发展的瓶颈，应持谨慎态度发展。

2、煤制天然气

天然气是高热值的清洁能源，又是重要的化工原料。目前，国内“少气”的局面主要依靠国外进口管输天然气和液化天然气解决，因此，发展煤制天然气是有利的缓解途径。煤制天然气的能量效率最高，是最有效的煤炭利用方式，同时，单位热值耗水量低，的排放量也比较低，能够实现大规模长距离管道运输。该技术在开发高效污水处理和回用技术，提高转化效率和工艺装置规模及与煤气化技术组合等方面还有很大的发展空间，随着未来天然气价格的持续走高，煤制天然气将成为现代煤化工技术中的一支潜力股。

3、煤制烯烃

煤制烯烃技术主要有两种，中间都经过甲醇：一种是MTO技术，指甲醇制乙烯、丙烯等低碳混合烯烃的技术。另一种是MTP技术，指甲醇制丙烯工艺。在煤炭资源丰富、烯烃供需缺口巨大、国家政策支持以及经济优势明显等有利形势下，中国已成为亚洲唯一一个发展MTO和MTP项目的国家，预计2012-2015年将有16个项目陆续投产，带来合计约10Mt/a的烯烃产能。虽然煤制烯烃还未实现工业化，但经过多年的努力，我国已拥有大连化学物理研究所甲醇制烯烃二代技术（DMTOⅡ）、中石化甲醇制烯烃技术（SMTO）和流化床甲醇制丙烯技术（FMTP）三项重要的自主研发技术。如能克服水资源消耗量大及运输等问题，煤制烯烃将成为煤清洁高效利用的重要发展方向。

4、煤制乙二醇

乙二醇是一种重要的有机化工原料，主要用于生产聚酯纤维、防冻液、不饱和聚酯、剂、增塑剂、表面活性剂、涂料等。目前，我国仅通辽金煤一项20万吨/年煤制乙二醇项目，产品自给率很低，进口依赖度很大，这使得煤制乙二醇具有广阔的市场发展前景。今后应从生产规模大型化、合成水处理与回用、副产气、尾气的综合利用等方面逐步提高技术水平和产品质量，从而提高与中东低成本乙二醇的竞争力。

5、煤制醇醚燃料

煤制醇醚燃料是指以煤为原料，生产甲醇和二甲醚。甲醇是一种重要的化工原料，含50%的氧，特性与汽油相似。与普通汽油相比，甲醇燃料不仅具有很高的辛烷值，而且对于降低PM2.5中含碳、含氮类有害物质的浓度也起到积极作用。二甲醚是替代柴油的清洁能源，其性质与液化天然气相似，与LPG掺混可作为民用燃料。虽然近些年醇醚燃料的研究受到大力发展并取得了一定的成绩，但不得不承认的是甲醇具有毒性，对金属有腐蚀，遇水容易分层。而二甲醚的沸点常压下仅为-23.7℃，对某些合成材料有很强的溶胀性。安全性与可靠性还有待进一步提高，这些都成为醇醚燃料进行市场推广的主要阻力。同时，为使车辆与燃料匹配，还必须重新开发新车或对现有车辆进行改造。而这部分费用势必最终由消费者承担。因此，醇醚燃料替带油品显然还有很长的路要走。

6、IGCC联合循环发电

IGCC联合循环发电是指煤在加压下气化，产生的煤气经净化后燃烧，高温烟气驱动燃气轮机发电，再利用烟气余热产生高压过热蒸汽驱动蒸汽轮机发电。相较于传统的燃煤发电，IGCC联合循环发电高效、清洁，能将煤化工的“废气、低汽”完全利用，并大大减少冷却水的用量，这使得该技术受到煤化工行业与电力行业的广泛关注。但由于流程长，设备投资大，操作复杂，经济性较差等原因，阻碍了IGCC项目建设的步伐。不过，值得期待的是将大型煤化工装置与IGCC

五、结束语

煤化工技术管理作为工程项目施工管理的核心工作之一。对我国现代煤化工工程方面具有十分重要的作用。我们必须将科学技术和管理方法融合到建筑项目管理工作中。

参考文献

[1]薛晓楠.煤化工技术的研究现状与进展.《考试周刊》.2012

[2]潘连生，张瑞和，朱曾惠.对我国煤基能源化工品发展的一些思考.《煤化工》.2014

[3]潘连生.积极采取措施努力促进以我为主发展现代煤化工.《煤化工》.20013

[4]张殿奎.煤化工发展方向-煤制烯烃[J].化学工业.2012

[5]徐振刚，陈亚飞.我国煤化工的技术现状与发展对策[J].煤炭科学技术，2013

煤气化工艺论文范文第4篇

【关键词】煤化工；环境保护；循环经济

引言

化工行业发展的历史久远，种类繁多，生产的工艺技术含量也愈加高，但是化工行业生产材料本身的性质，使得生产过程中会产生许多污染物质，为保护环境增加了困难[1]。煤化工是以煤炭为原料进行化学工艺处理，在这一化学反应过程中会产生一些气态的、液态的、固态的产品以及副产品，在此基础上进行深加工，会进一步转换成化工产品和能源。煤化工产品在我们的日常生活中非常普遍，例如液化气、洗衣粉、衣服布料等都是煤化工的产物。

一、煤化工行业的发展现状

煤化工行业是我国煤炭产业链中的一个重要环节，是能源供给的重要来源之一。近年来，随着我国对能源需求的增加，煤化工产业迎来了巨大的发展机遇。生态环境保护是当今世界的一个共同主题，而解决好煤化工行业的环境保护问题是煤化工行业的重要课题，强化节能减排，创建资源节约型、环境友好型企业则是煤化工行业的发展方向，也是我国经济发展的一大趋向。只有勇于探索，不断进行行业技术革新，才能实现煤化工行业的可持续发展。

（一）传统煤化工的发展现状

传统的煤化工产业是我国国民经济的一项支柱产业，我国的合成氨、焦炭等化工产品的的产量是全球最高的，广泛应用于农业、工业的各个领域。随着经济社会的不断发展和科学技术日新月异的变化，传统煤化工产业受到了巨大的影响，特别是我国环境保护意识的加强使日益落后的传统煤化工产业面临着巨大的挑战。

（二）新型煤化工的发展现状

新型煤化工主要包括煤制烯烃、煤制油、煤制天然气、煤制乙二醇等，我国新型煤化工的发展目前仍然处于起步阶段，其主要包括的技术有空分技术、气化技术、合成技术等[2]。虽然新型煤化工产业的发展时间还不长，但是基于传统煤化工产业的资源和经验的支持，在我国“十一五”期间得到了较大的发展，取得了煤化工领域的世界性突破，在全球首次实现了煤基路线烯烃的生产。

二、煤化工产生的环境问题及对策

（一）煤化工产生的环境问题

煤炭中含有无机物和有机物，在煤化工的气化、焦化、液化的过程中，会产生废气、废水、废渣等很多废弃物，这些废弃物会污染空气、土壤以及水资源。煤化工的流程比较复杂，在生产过程中会不可避免地产生一些环境污染的问题。例如，在焦化时，装运煤炭的过程会产生粉尘污染，这些在户外产生的粉尘很难实现收集利用，它们飘散在空气中，会损害到附近作业人员的身体。在炼化过程中，会产生有毒气体和废水，虽然经过了澄清和分离之后再排放，但是仍然含有有害的残留物，很难彻底清除。气化是将固体燃料和液体燃料在气化剂的作用下合成能源的一个过程，在气化的过程中也会产生不同程度的污染。相对来说，液化的过程产生的废气物较少[3]。

（二）对策

在生产过程中，如何保护环境，归根结底需要减少污染物的排放，同时加强对污染的治理。因此，除了在煤化工的污染物排放上下功夫外，还要在各个环节上加强预防和治理，最好能从循环利用的角度出发，加强回收利用，努力变废为宝，重要不仅能减少环境污染，还能节约能源，增加效益。

创建环境友好型产业可分五个阶段：源头预防阶段、过程控制阶段、污染治理阶段、循环利用阶段、环境管理阶段。源头预防是指保证煤化工生产达到一定的清洁标准，从源头上就开始防治污染。过程控制则是在生产过程中对产品、半产品、副产品以及废弃物进行监测，在保证产品质量的同时，使排放的废弃物符合排放标准。污染治理阶段仍然是一个很关键的环节，要求煤化工排放的废物符合国家规定的指标，为后面的循环利用环节奠定基础。循环利用阶段是至关重要的一环，在这个阶段主要是将物质流、水流和能流整合，经过处理并合理利用，使整个生产环节实现系统的有机循环，这样既做到了节约成本，又实现了环境保护的双重目的[4]。环境管理阶段除了管理排放物、产品和流程外，还要培养和管理工作人员的环保意识，加大节能减排、低碳生态的宣传。

三、煤化工生产工艺节能减排技术分析

（一）煤炭高效洁净利用的化工技术

加强研究煤炭加工、燃烧、转换和污染控制等化工技术，加大对煤气化、液化、气化联产技术等洁净煤利用的核心技术研发，推动多种煤炭转化技术开发，通过对化工和热工过程的集成优化，实现煤基多联产，同时，获得脂肪烃、芳香烃等多种高附加值的化工产品和气体燃料、液体燃料、电等多种洁净的二次能源，既达到低污染排放，又使化工产品或清洁燃料的生产过程耗能更低，使煤炭资源达到梯级综合性利用，为洁净煤产业提供技术支持。

（二）煤焦油深度加工及产品多元化技术

对于煤焦油加工工艺落后、环境污染严重、加工深度不够等一系列现实问题，要进一步加强分离技术研究，加快新技术的转化应用，延长煤焦油加工产业链条，向精细化工、医药等方面的高附加值深加工产品方面发展。研究采用冷热流体换热、低温减压蒸馏、多级循环水、热量回收利用等新技术，降低煤焦油加工中的能源消耗量。加强研发焦油加工过程中产生的废弃物的处理技术。

（三）煤层气、焦炉煤气洁净转化及优化利用

加强研发煤层气化工技术，推进煤层气非催化转化制甲醇技术，完善煤层气转化制合成气技术。开发煤层气生产合成氨及其相关产品、合成油及甲烷氯化物等有机化学品、合成甲醇及其下游产品，以及煤层气深加工技术的研发。通过对脱硫、脱氰、除尘等焦炉煤气洁净利用技术革新，推进焦炉煤气制备天然气工艺创新，集净化、合成、分离为一体的工艺，以及焦炉煤气高温热裂解制氢与部分氧化重整制氢技术，焦炉煤气用于生产化肥、甲醇及其衍生物化学品技术。

（四）现代化工过程强化新技术及其节能环保新技术

以改造生产设备、降低能耗、减少污染、资源回收为目标，结合煤化工的特点，加强研究化工过程强化技术，一是开发新型反应器、热交换器以及新型塔板等化工装备技术。二是强化生产工艺过程，如反应和分离的耦合、分离过程的耦合，研究推广煤化工过程的新技术、新工艺，从而实现节能、环保的目标。

四、结语

综上所述，煤化工是我国的一项支柱性产业，与我们生活密不可分，煤炭化工行业在生产出大量的工业和生活产品的同时，也造成了很大程度的污染，给我国脆弱的生态环境增加了很大的负担，为生态环境保护带来了极大的压力。因此，在煤化工产业快速发展的同时，怎样解决好环境污染问题，从而实现经济发展与环境保护同时进行，成为了当前的重要课题。按照科学发展的要求，促进煤化工行业的可持续发展，实现经济发展与环境保护的双赢，努力创建资源节约型和环境友好型的煤化工产业。

参考文献

[1]张国恩.发展循环经济，努力实验煤炭企业的可持续发展[J].破产保护与利用，2009，100（5）：4-6.

[2]国家环境保护总局监督管理司.化工、石化及医药行业建设项目环境影响评价[M].北京：中国环境科学出版社，2003：364-375.

[3]王克强，刘艳芹.我国煤炭企业发展循环经济研究[J].武汉理工大学学报，2010，32（04）：95-97.

煤气化工艺论文范文第5篇

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）.

[2]张香兰，王启宝.《煤化工工艺学》教学中问题启发式教学方法初探[J].化工时刊，2011（11）.

煤气化工艺论文范文第6篇

针对在超临界水环境下进行煤气化过程所使用的管壳式换热器，建立了在管程和壳程内同时存在物料流动和换热的三维管壳式换热器模型，利用CFX软件(计算流体力学分析软件)对管程和壳程中物料的换热和相变过程进行了模拟研究，成功应用IAPWSIF97(国际通用工业用水和水蒸气热力性质计算公式)数据库模拟了超临界水的物性状态，阐述了管程内物料从亚临界相到超临界相的转变过程。利用已有的实验结果对模型进行了验证。模拟结果表明，随着壳程内物料流量增大，壳程压降和传热系数随之增大;壳程出口温度增大的速率渐趋平缓;当换热器板间距从117mm增大到150mm时强化传热效果并不明显，同时大大增加了壳程的流动阻力;在压力为23MPa，温度达400－600℃的操作条件下，换热器中辐射传热影响较大，进行数值模拟时不应忽略这部分的影响。研究指出:换热器结构设计时需要综合考虑传热和煤颗粒沉积的影响。

关键词:

管壳式换热器;数值模拟;超临界水;煤气化

近些年来，在超临界水环境下进行低温催化煤气化反应过程，用来制造清洁能源(氢气和天然气)，引起了国内外大量学者的关注和研究［1－2］。其中换热器是超临界水煤气化过程中必不可少的热交换设备，通常用来作为加热反应器进口冷物料的预热器，同时也用作反应器出口热产物的冷却换热器。鉴于实验条件下不能直观地得到超临界相态的过程，利用CFD(计算流体力学方法)预测其内部流场和相变十分必要。国内外研究者利用计算流体力学对换热器进行了广泛的数值模拟研究，包括对其压降、传热、传热效率、传热系数、湍流混合以及停留时间分布的研究等［3－9］。对于换热器中相变的研究，一般只针对常压下液态水到气态水的相变［10］，对于从亚临界水到超临界水状态转变的过程研究较少，而这一过程却是超临界水煤气化反应前预热必经的过程，对超临界水煤气化工艺过程的研究起着至关重要的作用。本研究针对煤气化中的超临界水的相态转变过程，建立了在管程和壳程内同时存在物料流动和换热的三维管壳式换热器CFD模型，模拟了在不同超临界水流量条件下换热器壳程和管程的压力分布、温度场和传热系数，指出了超临界水相变的过程，以及辐射传热的影响。

1换热器几何模型

本研究对管壳式换热器进行模拟研究，其基本结构如图1所示，为一单壳程双管程换热器。总长1050mm，管程为16×2根管，管程出口入口如图1所示，管程管径15mm，管程容积为0．0082m3。壳程入口管直径50mm，壳程公称直径为150mm，容积为0．0122m3，壳程采用上进下出式，壁面绝热。

2数学模型与计算方法

网格划分使用Gambit软件(网格划分软件)，划分非结构化四面体网格，壳程网格数为118万，管程网格为102万，在管程和壳程传热壁面的两侧分别划分了边界层，保证了传热计算的准确性。超临界水独特的物性是最难把握的一点，只有准确定义超临界水的物性，才能更可信地模拟超临界态的煤气化反应。本研究采用IAPWSIF97数据库数据来模拟计算超临界水的状态［11］。应用ANSYSCFX13．0软件进行模拟，采用稳态计算，流体采用气液混合物模型，超临界水物性采用IAPWS物性数据库数据，传热模型采用thermalenergy模型(热能模型)，湍流封闭模型应用k－ε，辐射传热模型应用P1模型，当考虑颗粒相时曳力应用gidaspow模型，颗粒间应用颗粒碰撞模型。由于本研究的换热器仍处于设计阶段，研究中简化为物料中仅含超临界水，并对其换热和相变进行模拟研究。亚临界的液态水为平衡限制组份，超临界态水为平衡自由组份。壳程和管程分别为两个域，之间的管程管壁和壳程折流挡板为可传热的壁面，接触热阻为0．0002m2•K/W。壳程的外壁面为绝热。壳程为上进下出，进料温度570℃，压力23MPa，处于超临界状态，折流挡板8块，板间距117mm，出口相对压力为0Pa(参考压力为23MPa)。管程为下进上出，为减小网格数简化模型，未模拟管程左侧的管箱段。如图1所示，靠下部的16根管为管程入口，上部的16根管为管程出口，压力23MPa，温度370℃，处于亚临界状态。管路采用三角形排列。时间步长采用自由时间步长，收敛标准为10－4，观测点出口温度、两侧传热系数在迭代时间步300步左右达到稳定值，在迭代时间步600步时结束计算，单个算例所需时间18h。结果显示收敛性良好，RMS残差已达到收敛标准。

3结果分析与讨论

3．1模型验证由于换热器处于设计阶段，本研究采用实验中的盘管对模型进行验证。盘管全长20m，管径12mm，直管段3m，弯管段2m，共两圈，容积为0．00226m3，水平放置。水与物料混合后进入盘管，出口压力值24．1MPa，实验条件下的进出口压差值列于下表中，以实验温度500℃为例，水煤浆浓度为水煤质量比6．27，盘管进出口压差为0．139MPa，模拟同实验条件下的盘管压降为0．14MPa，相对误差小于1%，由此验证了CFD模型模拟的可靠性。

3．2相变及温度场/压力场超临界水管程走冷流体，即需要被加热的反应物料，入口温度370℃，处于亚临界状态，将被加热到超临界状态。壳程走热流体，即从反应器反应完成后循环回来的热流体，入口温度570℃，处于超临界状态。在壳程流量保持不变的条件下，比较管程流量不同的条件下流场和温度场的变化。在0．3kg/s和0．15kg/s的管程流量下管程超临界相水的质量分数分布如图2所示。入口均为亚临界状态下的液体，被加热后出口均变为超临界态。从模拟结果很好地给出了管程冷流体从亚临界到超临界状态的变化以及相变发生的位置。当管程流量从0．3kg/s减小一半时，由于管程流体流速降低，停留时间增大，相变的位置离入口更近。为减小误差，模拟设定参考压强为23MPa，则出口处相对压强为0Pa，如此得到相对压强的管程分布图3。结果可见，当管程流量从0．3kg/s减小到0．15kg/s时，管程压降明显降低。管程冷流体被逐步加热，流量较小的管程流体停留时间长，被加热到的温度较高。管程流量在0．3kg/h时，出口温度为650．76K，加热温升为7．6℃。管程的温度分布如图4所示。

3．3壳程不同热流体流量的影响壳程流量从0．075kg/s到1．0kg/s变化时，壳程内压降、出口温度和壳程传热系数的变化如图5所示。由图可见，在保持管程流量不变的情况下，将壳程流量从0．075kg/s逐步增大到1．0kg/s时，超临界水流速增大，整体压降显著增大;同时，流动强化了传热，壳侧的传热系数也随之增大。壳程出口温度开始迅速增加。继续加大流量，温度增加趋势逐渐平缓。说明过大的流量增量对传热温差的影响将变得不明显，因此，为了保证降低能耗同时保持强化传热，有必要对壳程流量进行优化。

3．4挡板间距的影响对于双管程单壳程的换热器，尝试采用更大的挡板间距，以此来减小在大流量操作条件下的壳程压降。模拟对比了壳程和管程流量都为0．15kg/h时，且在同样换热器长度下，具有8块折流挡板、挡板间距为117mm的换热器和具有6块折流挡板、板间距为150mm换热器的流动和传热结果。由图6压力云图可见，当降低折流挡板的数目时，压降从586Pa降到405Pa，壳程的压降显著降低。温度分布图7可见，板间距虽然有所改变，但壳程的出口温度都在790K左右，差别不大。可知，在此换热器操作条件下，增加折流板数，减小板间距，强化传热效果并不明显，同时却大大增加了壳程的流体流动阻力，使得壳程压降增大明显。因此在此操作条件下，仅出于传热考虑可以使用150mm的板间距，即6块折流挡板。与此同时，由速度矢量图8可以看出，在两种板间距的结构条件下，都会出现“流动死区”，这些区域不仅会因为流速很小导致局部结垢以及煤颗粒沉积，同时也会影响总体传热效果。因此，实际换热器结构设计时需要综合考虑传热和沉积的影响。

3．5辐射传热的影响对比同条件下加辐射传热模型和不加辐射传热模型的情况如表2所示。结果可见，在不考虑辐射传热的情况下，超临界态的换热器的壳程的出口温度同考虑辐射传热的结果相差较大，仅考虑对流传热的壳程温差明显较小，只有21K，仅为考虑辐射传热情况下的一半，也即辐射传热在超临界态水总传热中占有一定比例，由此可见辐射传热在此操作条件下不可忽略，模拟应考虑辐射传热的影响。

4结论

建立了超临界水环境下进行煤气化过程所使用的换热器模型，应用CFX并采用IAPWS物性数据库准确地计算了超临界水环境的物性，并成功地模拟了水从亚临界态到超临界态的转变，直观地阐述了管程内超临界水相变的过程，并得出以下结论:(1)壳程流量增大，壳程压降随之增大，同时传热系数也随之增大;壳程出口温度先增大后随之趋于平缓。因此，为了保证降低能耗同时保持强化传热，有必要对壳程流量进行优化。(2)增大挡板间距(此换热器板间距从117mm增大到150mm)对强化传热效果并不明显，也大大增加了壳程的流动阻力。出于传热效果的考虑此换热器选用150mm板间距即可。在实际设计中还应综合考虑传热和沉积的影响。(3)在压力为23MPa，温度为400－600℃的操作条件下换热器的辐射传热所占比例较大，模拟时应更多考虑辐射传热的影响。

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煤气化工艺论文范文第7篇

关键词： 碎煤加压炉废水； 水处理； 工艺污水

中图分类号： X703.1 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2012）09-0057-02

我公司煤制天然气项目受地理环境、环保要求和工艺选择等的限制，气化废水的处理面临着处理难度大、处理要求高的双重难题。为此，项目前期开展了大量工作，优化出了一条较为合理、完善、能够满足公司零排放目标的工艺路线。

一、碎煤加压炉废水处理工艺路线的选择

我公司煤制天然气项目气化单元采用国产碎煤加压气化技术，产生的气化废水经煤气水分离进入酚氨回收装置，经脱酸、脱氨回收气化废水中的酸性气体和氨，再利用二异丙基醚经过液萃取，脱除并回收废水中的酚，出水进入污水处理单元进行处理与回收，实现污水回用，同时产生的浓水进一步减量化多效蒸发后最终排入蒸发塘，达到零排放。污水主要为工艺污水、含盐污水。工艺污水主要为煤气化污水，生活污水、地面冲洗水以及初期雨水。这部分污水 CODcr 浓度高，属有机污水，含有氨、氮和酚，有一定的色度，特点为：污水中有机物浓度高，CODcr 为3500mg/L，B/C 值 0.33，可采用生化处理工艺；污水中含有难降解有机物，如单元酚、多元酚等含苯环和杂环类物质，有一定的生物毒性，在好氧环境下分解较困难，需要在厌氧/兼氧环境下开环和降解；污水中氨氮浓度为125mg/L，有机氮浓度为100mg/L，处理难度较大，需要选用硝化和反硝化能力均很强的处理工艺；污水中含有浮油、分散油、乳化油类和溶解油类物质，溶解油主要组分为苯酚类的芳香族化合物，乳化油需要采用气浮方式去除，溶解性苯酚类物质需要通过生化、吸附方法去除；含毒性抑制物质，毒性抑制物质，需通过驯化提高微生物抗毒能力，需选择合适的工艺提高系统抗冲击能力；污水色度较高。公司在对污水水质充分认识的基础上，经过深入的考察、交流与论证，结合我公司实际情况形成了如下的工艺路线：（1）工艺污水采用：匀质—隔油沉淀池—气浮池—酸化水解池—一级生化池—中淀池—二级生化池—二淀池—混凝气浮—臭氧氧化—曝气生物滤池—碳吸附为主体的生化处理工艺路线和技术。（2）工艺污水回用装置采用：软化—核桃壳过滤器—气水反冲滤池—超滤—反渗透为主的除盐工艺技术。（3）含盐污水回用装置采用：软化—气水反冲滤池—超滤—反渗透除盐工艺技术。（4）反渗透浓盐水采用：多效蒸发工艺技术。

二、工艺路线选择原则

（一）达到回用水质要求。此工艺路线对水质变化适应能力强、技术先进、运行可靠，确保各项出水指标达到规定的指标。尤其满足回用要求，鉴于项目整体水平衡设计需要，废水经过处理后要全部用于循环水的补充和动力除盐水系统。根据项目要求，我公司在此基础上提出了更为严格的控制指标。即：COD≤20mg/L，氨氮2mg/L，挥发酚≤5mg/L，TDS溶解性固体量尽量控制在300mg/L。

（二）操作灵活、稳定、满足长周期运行要求。该工艺运行灵活、易于操作、便于管理，确保各项出水指标达到规定的指标，兼顾高负荷和低负荷下运行的经济性，根据进水水质水量，能对工艺运行参数和操作进行适当调整。工艺单元采用多系列布置，确保检修时污水处理装置的连续运行。

（三）符合各项环保要求。工艺执行国家环境保护政策、法规，采用先进的清洁生产工艺，减少三废排放，外排“三废”达到国家和当地环保排放标准的要求。

三、碎煤加压炉废水处理工艺流程说明

（一）工艺污水处理工艺流程，如图1

来自工艺装置区酚回收的生产工艺污水进入污水匀质罐，污水在罐内进行隔油、水量水质调节，起到均匀水量水质的作用。待水质正常后，将调节池水用泵小流量打入污水匀质罐。来水不均匀时，污水匀质罐的水量可流入污水调节池。通过隔油沉淀池处理，可去除绝大部分油类、悬浮物质和少部分 CODcr、色度，减轻后续生化系统的处理负荷。隔油沉淀池的出水进入气浮池去除乳化油，与投加的絮凝剂和助凝剂在反应池内混合反应，通过气浮去除乳化油。气浮出水流入中间水池；厂区生活污水、其他工艺水也进入中间水池；曝气生物滤池反洗水、过滤吸附反洗水以及生化回用装置反洗水也分别通过泵提升至中间水池。上述几股污水在中间水池内通过水力搅拌混合。中间水池的混合污水经提升至酸化水解池。酸化水解工艺可改善污水生化性能，提高 BOD5/CODcr 比值。酸化水解池出水进入一级生化池（即一级 A/O 池），在 A/O 池内发生生物脱碳、脱氮反应。在 A/O 池内，充分利用缺氧生物和好氧生物的特点，使污水得到净化。污水经臭氧处理后进入曝气生物滤池；经臭氧改性后的污水，生化性能提高，经过 BAF 处理后，COD、NH3-N 会进一步降低。BAF 需要的氧由鼓风机供给，BAF 设气反冲、水反冲系统。反冲污水进入反冲污水池，用泵送至酸化水解池前端的中间水池。BAF 出水提升至一级过滤吸附池，过滤吸附池填装有具有吸附功能的吸附剂，污水中的有机物和色度得到进一步去除，吸附饱和的吸附剂通过水力提升至再生间进行再生。若一级吸附池的出水能达到进回用装置指标，则直接切换至工艺回用水装置，若一级吸附出的出水不能满足，则将一级过滤吸附池的出水流入二级过滤吸附池。二级过滤吸附池同样填装有吸附剂。

（二）生化污水回用工艺流程，如图2

经过生化处理后的出水中主要包括悬浮物、盐分、菌体、CODcr、油类等，故回用水单元在流程设置上充分考虑对这些污染物质的去除能力和适用性。通过降低水中的含盐量，使之达到回用要求。设置软化处理主要用于去除水中硬度。生化污水经生化装置处理后出水首先进入澄清池，向池中投加石灰，对水中的碳酸盐和重碳酸盐硬度进行软化去除。澄清池的上清液流入吸水池，经泵提升至核桃壳过滤器，去除水中可能含有少量的油，核桃壳过滤器设置定时反洗。核桃壳过滤器的出水自流进入气水反冲滤池，气水反冲滤池采用均质滤料，截留水中的颗粒、胶体等污染物，降低污染指数，使水质能满足进入超滤装置的要求，气水反冲滤池定时采用水、气反洗。出水流入滤池产水池，经超滤给水泵提升，首先经过自清洗过滤器，对水中可能残留的颗粒、悬浮物进行截留，起到保安作用，经自清洗过滤器后进入超滤装置，实现了去除废水中的生物污染物、颗粒物、胶体、细菌等，满足反渗透系统的进水水质，超滤装置的产水率为 90%，定时清水反洗和加药反洗，每隔 3～6 月对膜进行一次化学清洗，清除膜表面污堵。超滤装置的产水进入超滤产水池，经给水泵提升，水泵出口设置管道混合器，向其投加还原剂和阻垢剂，还原水中的氧化剂，避免其伤害反渗透膜，投加阻垢剂避免水中的盐在膜表面结垢；加药后的水经过高压泵和保安过滤器后进入一级反渗透膜堆，一级反渗透膜堆产水进入产品水池、浓水进入浓水池；反渗透水回收率为75%，脱盐率大于97%。产生的浓水经泵提升至多效蒸发间进行蒸发结晶处理。

（三）含盐废水回用工艺流程，如图3

循环水站、电厂以及脱盐水站排出的含盐污水首先进入界区内的匀质罐，与超滤、过滤等反洗水混合。匀质罐出水进入澄清池，向澄清池中投加石灰，对水中的碳酸盐和重碳酸盐硬度进行软化，去除水中的硬度。澄清后的上清液流入吸水池，经泵提升至滤池，截留水中的颗粒、悬浮物、胶体等污染物，降低污染指数，使水质能满足进入超滤装置的要求。超滤装置的产水进入超滤产水池 ，经给水泵提升，水经过保安过滤器后进入一级反渗透膜堆。产品水经除盐水泵提升送至界区外，最终送至循环水站。浓水反渗透产生的浓水经泵提升至多效蒸发间进行蒸发结晶处理。

（四）多效蒸发工艺流程，如图4

采用四效降膜顺流蒸发，蒸发终点溶液浓度为25%，蒸发器残液送至蒸发塘。

四、工艺路线论证

在与内外知名的水处理工程公司及研究机构进行多次深入的技术交流，并到一些类似废水处理的实际工程中，或调研整体工艺，或考察其中的部分工艺段，结果表明该工艺对于达到公司处理要求是较为完善、可行可靠的。公司多次组织专家论证会，邀请行业内专家，包括院士、高校教授、研究院、工程公司、设计院专家等针对气化废水工艺选择进行方案论证，经过历次专家论证，最终形成了最终的工艺路线。通过专家论证意见表明，我公司选择的“预处理（沉淀隔油+气浮工艺）+生化处理（水解酸化+一段采用A/O选用鼓风曝气式氧化沟工艺、二段选择常规的前置反硝化A/O工艺）+深度处理（絮凝气浮+臭氧氧化+曝气生物滤池BAF+过滤吸附）+除盐”工艺基本可以满足回用的要求。同时，此气化废水处理工艺不仅适于我公司煤制天然气项目污水处理回用，也将为煤化工行业类似废水的处理提供极具参考价值的借鉴。

参考文献：

[1] 兰书彬.中国煤制天然气产业发展研究[D].华东理工大学，2011年中国硕士学位论文.

[2] 周爱丽，江杨.浅谈鲁奇炉所产含酚氨废水处理新工艺[J].中国化工贸易，2012（2）.

[3] 曹征.鼓泡—絮凝法处理含阴离子表面活性剂废水[J].环境科学与技术，1993（2）.

煤气化工艺论文范文第8篇

[关键词]煤化工 环境保护 循环经济

[中图分类号] TQ54 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-7-266-1

0引言

重工业是支撑国民经济的基础产业，其中化工行业发展的历史久远，种类繁多，生产的工艺技术含量也愈加高，但是化工行业生产材料本身的性质，使得生产过程中会产生许多污染物质，为保护环境增加了困难[1]。而煤化工行业，则是以煤炭为原料的，经过化学工业的处理，过程中产生的各类物质以及副产品的工业，在化学反应过程中可能产生的气态的、固态的以及液态的产品或半产品都是煤化工产业的经济效益来源，在此基础上，再进行深加工，进一步转换成化工产品以及能源等。煤化工产品在我们生活中的应用很多，日常生活中的燃气、液化气等等很多都是煤化工的产出物。

1煤化工行业的发展现状

煤化工行业是煤炭产业链中的一环，是承接着煤炭和化工生产的中间环节，也是我国现今市场中能源供给的重要来源。随着对能源需求的不断上升，对煤化工产业的发展提供了巨大机遇的同时，也提出了更多的要求。

1.1传统煤化工的发展现状

传统煤化工产业是我国国民经济的重要支柱，一直以来，我国在合成氨、焦炭等传统化工产业产品的生产中都为世界产量最高，被广泛应用于农业、钢铁锻造和建筑建材以及轻工业等。但是金融危机以后，对传统煤化工产业产生了不小的影响，而环境保护意识的加强和新兴技术的发展也使得产业结构落后的传统煤化工面临巨大的挑战。

1.2新型煤化工的发展现状

我国新型煤化工的发展时间并不长，仍然处于起步阶段，只建设了一些示范单位。新型煤化工的内容主要包括煤制烯烃、煤制油、煤制天然气和煤制乙二醇等，其主要包括的技术有空分技术、气化技术、合成技术等[2]。新型煤化工产业虽然是个年轻的产业，但是因为“站在巨人的肩膀上”，基于我国传统煤化工产业的资源和经验的支持，在“十一五”期间得到了长足的发展，并取得了世界范围的煤化工领域内的突破，首次实现了煤基路线烯烃生产，相信在日后的发展中，在得到更广泛应用的同时也会有更高层次的突破。

生态发展和环境保护是当今世界共同的时代主题，保证煤化工行业健康、无污染、可持续的发展是煤化工行业的发展方向，节能减排，创建资源节约型和环境友好型“两型”企业是国际经济发展的方向，更是中国经济发展的政策要求。只有不断进行技术创新，勇于探索，才能实现煤化工企业的快速良好的发展。

2煤化工行业产生的环境问题

煤炭是由有机物和无机物共同构成的，在煤化工生产的焦化、气化、液化过程中，都会产生大量的废弃物，包括废气、废水、废渣等，排放的废气物对空气、土壤以及水资源都有较大的污染。而煤化工工业的流程复杂，设备相对石化也并不甚完善，在回收环节时无法做到尽善尽美，不可避免地会产生环境问题。

在焦化时，装煤和运送环节产生粉尘，因为在户外作业，较难实现收集和除尘，直接飘散在空气中，对作业人员的身体带来很大的损伤，而炼化过程中产生的有毒气体和废水，经过澄清和分离后排放依旧有残留，因为成分复杂，工艺繁复，投入资金多，很多煤化工企业的投入也不到位。

气化主要是将固体的燃料和液态的燃料在气化剂的作用下合成能源的过程，气化后的煤渣和有害气体的产生是不可避免的。相对来说，液化的过程产生的废气物较少[3]。这些生产过程中，产业链上出现的问题是环境污染的重要来源，也是煤化工企业保护环境头痛的环节，至今尚未找到较好的解决问题的方法。

3对策

保护环境归根结底是治理污染，只有从源头上切断污染环境的“罪魁祸首”，“斩草除根”方能一劳永逸，永绝后患。因此，除却在煤化工的废物排放上下功夫之外，最主要的是在各个环节上，预防和治理相结合，从循环利用的观念出发，变废为宝，一方面有效减缓了环境污染的问题，另一方面也为煤化工行业增加效益。

循环利用，创建环境友好型产业，分为五个阶段，即源头预防阶段，过程控制阶段，污染治理阶段，循环利用阶段，环境管理阶段。

源头预防即是保证煤化工生产时要达到一定的清洁标准，从源头开始防治污染。而过程控制阶段则是根据相关规定，在生产过程中对产品、半产品、副产品以及废弃物进行实时监测，一方面保证了产品的质量，另一方面也使得需要排放的废气物符合清洁和环境承受力的排放标准。污染治理阶段是关键的一环，在此过程中，要求煤化工产业排放的废物在国家规定指标之内，方便后期的环境管理环节，也为后面的循环利用环节打下良好的基础。而循环利用阶段是所有环节中的重中之重，这一阶段主要是将整个生产过程中的物质流、水流、能流进行整合，经过处理后得到合理的利用，合理资源的配置，形成整个生产环节的循环，做到即节约成本又能实现环境保护[4]。最后的环境管理，除却对排放物和产品以及流程的管理，还有对人员的环境保护意识的培养和管理，加大环境保护、节能减排、生态低碳意识的宣传。

4结语

综上所述，煤化工是我国重点发展的产业，也是我们生活中密不可分的工业，但是不得不注意到的是，煤炭化工行业在生产出大量产品的前提下，也产生了很多污染物，对越来越脆弱的环境增加了负担，与生态环保的时代主题不相符合，所以，在大力发展煤化工产业的同时，如何解决污染问题，实现经济发展与环境保护两全的发展模式，是当务之急。按照科学发展的要求，适度地发展煤化工行业，促进煤化工行业的可持续发展，实现经济发展与环境保护双赢和社会的和谐稳定，创建资源节约型和环境保护型的“两型”煤化工产业。

参考文献

[1]张国恩.发展循环经济，努力实验煤炭企业的可持续发展[J].破产保护与利用，2009，100（5）：4-6.

[2]国家环境保护总局监督管理司.化工、石化及医药行业建设项目环境影响评价[M].北京：中国环境科学出版社，2003：364-375.

[3]王克强，刘艳芹.我国煤炭企业发展循环经济研究[J].武汉理工大学学报，2010，32（04）：95-97.

煤气化工艺论文范文第9篇

“中国高校十大科技进展”评选已经举办了九届，评审严格按照“科技委各学部组织初评，科技委主任办公会终审，科技委年度全会上揭晓并奖励”的程序进行，在高校已经有很高的知名度，在全国也有较大影响。此次“中国高校十大科技进展”是从38所高校推荐的56个项目中脱颖而出的，都是具有很强竞争力的高校科研成果，较为全面、真实地反映我国高校在本年度取得的重大科技进展。

盘点1磁重联零点及其邻近磁场结构的卫星观测研究

由北京大学濮祖荫教授主持的中国双星――Cluster科学工作队磁层亚暴研究小组最近通过对地球磁场三维磁重联的多点卫星探测，首次发现了自然界中存在的磁场零点。中国科学院国家天文台肖池阶副研究员、大连理工大学王晓钢教授、北京大学濮祖荫教授、中国科学院国家天文台博士生赵辉、汪景研究员等在2006年7月出版的国际权威科学刊物《Nature Physics》上发表了这一研究工作的主要成果，被评价为这一研究领域中“极其重要的”进展。在同一刊物的“新闻与观察（News & Views）”专栏上，这一领域的国际权威学者撰写了高度评价这一工作的评论。欧洲空间局的官方网站也将这一成果作为“头条新闻”，称：“这一科学突破是一次真实的科学实验的力量展示”。欧洲空间局Cluster计划的首席科学家指出：“磁重联过程的核心被首次揭示。得到了磁场零点附近的三维磁重联的基本性质。这是Cluster卫星计划的一个主要成果。”

等离子体中磁重联过程发生在磁场的拓扑分形面上，这种分形面除个别特例外都是同磁场的零点相依存的。磁零点的这种奇异性质在流体力学理论与拓扑学研究中也十分重要。磁重联零点提出至今60多年来，许多科学家在不断地寻找磁场零点，但都无法确认其存在。磁零点的三维特性要求至少空间四点的同时测量。双星――Cluster计划提供了目前实现这种卫星测量的唯一手段。由肖池阶、王晓钢、濮祖荫等组成的磁层亚暴研究小组，采用国家天文台赵辉、汪景发展的定量方法分析Cluster的多卫星探测数据，在浩如烟海的卫星探测数据中，成功地找到了在地球磁尾的磁重联过程中存在磁零点的证据，发现了这一磁场零点是具有螺旋性质的“正”型奇异点，并确定其螺旋结构的空间尺度大约为离子惯性长度（即霍尔效应）的特征尺度，从而首次揭示霍尔效应可能在三维磁重联中起重要作用。

磁重联研究不仅是许多重要空间科学问题的关键，而且对于人们熟知的“人造太阳”的科学基础――磁约束核聚变研究，以及众多流体物理、天体物理及数学问题都是至关重要的。因此，这一研究成果将进一步推动相关研究领域的进展。

盘点2三苯氧胺诱发子宫内膜癌的分子机理

北京大学基础医学院生物化学与分子生物学系尚永丰教授领导的课题组关于雌激素和三苯氧胺诱发子宫内膜癌的分子机理的研究成果以Article形式发表于2005年12月15日出版的《Nature》上。本研究得到了国际同行的高度肯定，2006年4月尚永丰教授又受邀在《Nature Reviews Cancer》发表综述文章，介绍了雌激素和选择性雌激素受体调节剂（SERMs）通过基因转录调控参与子宫内膜癌发生发展的研究进展。

子宫内膜癌是最常见的妇科恶性肿瘤之一，雌激素是其经典的病原因素。三苯氧胺是世界上使用最多的一种抗癌药物，广泛用于对雌激素敏感的各期乳腺癌治疗和预防。然而，三苯氧胺虽然能够有效防治乳腺癌，但同时又能诱发子宫内膜癌，其机理一直不清楚。在国家自然科学基金、“863”及“973”计划等科学基金资助下，尚永丰教授课题组利用现代分子生物学先进技术，研究证明三苯氧胺不仅影响雌激素相关靶基因的表达，而且调控一系列独特的基因表达。他们的研究发现PAX2基因在介导雌激素和三苯氧胺刺激的子宫内膜细胞的增殖和癌变过程中起着关键作用，PAX2只在子宫内膜癌细胞中被雌激素和三苯氧胺激活表达，而在正常的子宫内膜上皮细胞中则不能被雌激素和三苯氧胺激活，这种差异是由于与癌症相关的PAX2基因启动子低甲基化造成的。这一研究成果阐明了为什么三苯氧胺治疗乳腺癌而导致子宫内膜癌这一长期困扰医学界的重要问题；并为子宫内膜癌的治疗和预防提供了新的思路和药物靶点；同时对肿瘤分子生物学的理论发展也做出积极贡献。

盘点3高速窄线宽可调谐的解复用光接收集成器件及其关键制备工艺

由北京邮电大学任晓敏教授领导的研究组在国家“973”计划、国家自然科学基金重大研究计划等方面的支持下，在“高速窄线宽可调谐的解复用光接收集成器件及其关键制备工艺”上取得了突破性进展。该成果是一项集光电子器件原理创新、结构创新和关键制备工艺创新于一体的系统性原创成果。

光通信技术的革命往往始于关键器件的创新。上世纪90年代初，随着高速光纤通信系统的发展，谐振腔增强型（RCE）光探测器应运而生，从而解决了在传统的PIN光探测器中高速率和高量子效率不可兼得的问题。这是半导体光探测器发展史上的一次革命。此后，随着波分复用光网络的兴起，研制性能更高的具有可调谐、波长解复用和高速、高量子效率光探测等多重功能的集成器件提上了议事日程，而RCE光探测器由于自身结构的局限性无法适应和满足这一新的重大应用需求。于是，从事光电子器件研究的科学家们再次面临一系列新的难题和挑战。

本成果实际上是继RCE光探测器之后半导体光探测器研究领域中的又一次飞跃和突破。面对上述挑战，任晓敏教授创造性地提出了新颖独特的“一镜斜置三镜腔”器件结构及其“子腔间完全解耦”的原理，从理论上找到了近乎完美地解决上述诸多难题的突破口。随后，任晓敏教授带领其研究团队以“十年磨一剑”的专注与执著，潜心研究，相继发明了“外延层楔形微结构形成方法――可控自推移动态掩模湿法刻蚀”、“基于硫化物表面处理的低温半导体晶片键合”、“透明图形欧姆接触微结构及其制备”等多项关键工艺和结构，并攻克了“磷化铟-空气隙分布反馈反射器制备”及“垂直腔光电子器件中的波长调谐”等前沿技术，最终成功地实现了性能优异的新一代光探测器――“一镜斜置三镜腔”可调谐解复用光接收集成器件（速率＞10 GHz，量子效率＞78.4%，线宽＜0.6nm，波长调谐范围＞10nm）。该器件属世界首例，系统试用效果良好，发明专利已向企业转让。

盘点4多喷嘴对置式水煤浆气化技术

由于遵宏教授领衔，华东理工大学与兖矿集团有限公司共同完成的成果“多喷嘴对置式水煤浆气化技术”获2006年度中国石油和化学工业协会科技进步特等奖，2006年中国国际工业博览会创新奖。

通过理论与实践紧密相结合，开发了国际首创、具有我国自主知识产权的大型化多喷嘴对置式水煤浆气化技术，该技术在多喷嘴对置式气流床气化炉、交叉流式洗涤水分布器、复合床高温合成气冷却洗涤设备、预膜式高效气化喷嘴、高效节能型合成气初步净化系统、直接换热式含渣水处理系统等设备及工艺方面均具有创新性，获得了多项国家专利。

建于兖矿国泰的日处理煤1150吨的多喷嘴对置式水煤浆气化工业装置，72小时连续满负荷运行考核表明：工艺上合理、科学；工程上安全、可靠，并具有良好的运行性能；技术指标先进，比氧耗309Nm3O2/1000Nm3(CO+H2)，比煤耗535kg煤/1000Nm3(CO+H2)，合成气有效成分(CO+H2)84.9%，碳转化率98.8%。与采用国外水煤浆气化技术的兖矿鲁南化肥厂同期运行结果相比，合成气中有效气成分提高2~3个百分点，碳转化率提高2~3个百分点，比氧耗降低7.9%，比煤耗降低2.2%，处于水煤浆气化技术的国际领该技术与国外水煤浆气化技术相比，既降低了原料煤和氧气的消耗，又大大减少了专利实施许可费，同时具有良好的环保性能。该技术的开发成功标志着我国已经拥有了完全自主知识产权的煤气化技术，打破了国外公司在大型煤气化技术上的垄断，实现了我国大型煤气化技术零的突破，在我国煤气化史上具有里程碑意义，为推动我国煤化工产业的发展和能源结构调整提供了技术支撑，经济效益、社会效益显著。

盘点5血管紧张素转换酶抑制剂治疗晚期慢性肾脏病的研究

血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）等肾素、血管紧张素系统抑制剂是目前证据最多的肾保护药物，然而对晚期慢性肾脏病患者，多数医生由于顾虑疗效和安全性而放弃使用上述药物，致使目前80％晚期慢性肾脏病患者未能接受肾保护治疗。南方医科大学侯凡凡教授的团队首次通过循证医学研究，证实ACEI能有效延缓晚期非糖尿病慢性肾脏病的发展，使晚期慢性肾脏病发展至慢性肾衰竭的危险性降低43％。在严密监控下，晚期慢性肾脏病患者服用ACEI时高血钾等不良事件率与服安慰剂相仿，从而突破了肾素、血管紧张素系统抑制剂不能用于晚期慢性肾脏病的治疗，使更多患者慢性肾脏病进展得到延缓。该研究还证实，ACEI的肾保护作用与其减少蛋白尿有关，不完全依赖其降压效应。成果于2006年1月发表在医学类影响因子最高的国外期刊“新英格兰医学杂志”。据该杂志数据库检索，是由中国大陆学者独立完成（作者均为中国大陆学者，单位为中国大陆单位）的原创论文首次在该杂志发表。该杂志并配发社论，称“是改变我们对慢性肾脏病治疗策略的时候了”。后10个月，其电子文本被下载29,697次，摘要被7家国外杂志转载，在国内外引起了广泛重视。项目的完成标志着我国循证医学研究达到了新水平，对遵循证据开展医学实践起了推动作用。

盘点6银河系英仙臂距离的高精度测定

南京大学博士后徐烨博士及其导师郑兴武教授与美国、德国科学家合作，精确地测定了银河系旋涡结构中离太阳最近英仙臂中一个大质量分子云核的距离和运动速度，解决了在天文学里英仙臂距离的长期争论，所测得这个分子云核的三维运动速度有力地证明了银河系密度波理论。在2006年1月6日出版的《科学》杂志上登载了这四位科学家的论文，他们的重要结果同时展现在这期杂志的封面上。《科学》是国际自然科学界的顶级学术杂志，封面上文章通常是该杂志本期刊登的文章中最有意思、意义最为重大的一篇。这是以中国天文学家为第一作者的研究成果第一次出现在该杂志的封面上。

银河系是我们人类居住的星系，对它的了解直接影响人类对宇宙的认识。但由于太阳系位于银道面上，人们虽然能够很容易地用望远镜观测到非常壮观的河外旋涡星系，却很难看清银河系的真面貌，可谓“不识庐山真面目，只缘身在此山中”。这是由于银道面上有大量尘埃的遮挡，即使是世界上最大的光学望远镜也不可能测量银道面上几千光年以外天体的距离。过去由于不能直接测量较远距离天体的距离，往往通过建立某种模型来构架银河系的旋涡结构。现代天体物理学的发展，越来越认识到这种模型的局限性。

徐烨博士、郑兴武教授、美国哈佛－斯密松天体物理中心Mark Reid博士和德国马普射电天文研究所Karl Menten教授四位中外科学家利用等效口径约为8千多公里的、目前世界上分辩最高的甚长基线干涉射电望远镜，在2003年7月至2004年7月一年之内5次观测英仙臂中一个大质量分子云核中的甲醇分子宇宙微波激射（一种亮温度有几千亿度人称为宇宙激光的辐射），在解决了一系列具有挑战性的观测技术难题后，用日地距离为基线的三角视差方法精确测量了这个分子云离地球的距离（约6370光年）和运动速度。这是有史以来天文学中精度最高的距离测量，所测量的分子云在银河系中的三维速度与银河系旋涡结构的密度波理论预计的速度场基本一致。这四位科学家给出的结果意味着人类能够首次直接测量银河系的大小和它的运动学，对精确测量宇宙的大小和年龄具有重要的意义。另外该项观测技术对精密射电天体测量的潜在意义也得到了天文学家的高度评价。

南京大学天文学系天体物理学科已有50多年的历史，培养了包括4名中国科学院院士在内的大批天文人才。天体物理学是当代国际天文学研究中发展最快和最富有成果的学科，也一直是南京大学天文系的主要学科方向。1988年以来南京大学天体物理学科一直被评为国家重点学科，拥有一支以年轻人为骨干的优秀教师队伍。他们治学严谨、工作勤奋、思想活跃。郑兴武教授20世纪80代初留学哈佛大学，与美国哈佛－斯密松天体物理中心长期保持密切的合作研究关系。他在射电天体物理有很深的造诣，注重射电技术、方法的研究和天文观测。这对徐烨博士选择天体物理研究前沿课题、掌握新的观测技术和方法、获取原创性的观测资料和观测结果有一定影响。

盘点7井冈霉素的基因捕捉与组装合成

为了充分利用现代生物学技术提升我国与井冈霉素相关的基础研究及产业水平, 上海交通大学邓子新团队联合美国科学家, 经过多年坚持不懈的努力, 综合使用分子遗传学、生物化学、化学等多种手段，不仅从克隆的27个基因中捕捉到8个井冈霉素生物合成的必需基因，而且通过这8个基因的异源重组装, 成功实现了井冈霉素及其直接前体井冈胺的异源生物合成。其成果于2006年4月发表在国际权威刊物《化学生物学》上。仅一个月，6月出版的国际权威刊物《自然―生物技术》就在“研究特写” 专栏中撰专文给予了特别报道, 对这项研究成果在相关药物及其衍生物的工程化产生及其植物转基因抗真菌育种方面的重要生物技术潜力给予了高度评价。

本项研究获得的能够直接高产井冈胺的衍生菌株将可以简化弗格列波糖等糖尿病良药前体的生产工艺流程，完整生物合成基因簇的获得将提供以井冈霉素为新材料模式来揭示氨基环醇类抗生素的生物合成机理，为尝试利用组合生物合成和代谢工程技术来改变这类重要微生物药物的传统育种方式奠定基础，使我国在该领域的研究处于国际前沿。此外, 己捕捉并定位的井冈霉素基因簇已引起众多植物学家的浓厚兴趣，在水稻、棉花、烟草、拟南芥、番茄、草坪等多种植物上起始了相关转基因研究的尝试，以期在赋予植物直接抵御丝核真菌感染和病原昆虫的侵害方面取得突破。

盘点8航空发动机整体叶盘高效精密数字化冷工艺制造技术研究与工程应用

整体叶盘是新一代航空发动机实现结构创新与技术跨越的核心部件。与传统装配部件相比，整体叶盘将叶片和设计为一体，具有减重、减级、增效、提高可靠性等优点，英、美等国90年代初在新型发动机上开始应用，并严密封锁其制造技术。但整体叶盘结构复杂，通道窄，叶片薄、弯扭大、易变形，材料多为钛合金等难加工材料，其综合制造技术属国际性难题。

西北工业大学等单位经过7年攻关，围绕整体叶盘研制突破了18项关键技术，系统地解决了研制全过程的主要工程技术难题，获软件著作权1项、申报发明专利8项，建立了具有自主知识产权的整体叶盘加工理论、工艺规范、专用软件，形成了产学研结合、专业化协作的数字化制造技术体系，建成了国内唯一的整体叶盘快速试制基地。实现了复杂整体结构件加工技术的跨越。成果属国内首创，其综合技术达到了国际先进水平；其中大尺寸闭式整体叶盘加工、多约束复杂通道最佳刀轴方向自动识别、无干涉刀位计算、叶片-刀具耦合颤振抑制及残余应力变形控制等技术达到国际领先水平。

在国内首次开发出与国际领先的MAX-SI软件功能相当的整体叶盘数控加工专用系统。突破了代表国际最高水平的闭式整体叶盘多约束复杂通道的五坐标多面对接加工和大悬臂超宽弦结构特点的弱刚性薄壁叶片的变形控制等理论方法和关键技术；基于机床动力学特性，提出了刀具五坐标运动过程稳定性优化增强方法，实现了整体叶盘的高效加工；突破传统工艺思路，提出了多维余量优化等新方法，有效抑制了加工变形和颤振，实现了整体叶盘的无余量精密加工。

此项成果实施效果显著。与传统工艺相比，粗加工切削力降低40%，加工振动幅值降低70%，加工时间缩短60%，叶片变形扭转角仅为传统工艺的1/10，达到了±1’以内，实现了整体叶盘的高效精密加工。项目成果已成功应用于10多种型号的航空发动机，覆盖了国内在研的所有整体叶盘，并推广应用于航天、船舶、能源等领域，产生了重大的军事和社会效益。其中，两级风扇整体叶盘作为我国航空发动机技术水平的标志性成果，在2004年珠海航展上产生了重大影响。标志着我国在该领域打破了国外的技术封锁，成为世界上具备整体叶盘制造能力的少数几个国家之一。

盘点9植物响应低钾胁迫及钾高效性状表达的分子调控网络机理研究

中国农业大学武维华教授领导的研究小组对植物响应低钾胁迫及钾营养高效的分子遗传及生理生化机制进行了多年研究，研究结果揭示了调控植物在低钾胁迫条件下高效吸收钾离子的分子调控网络机制，主要研究结果发表于2006年6月30日出版的《Cell》杂志上。该项研究表明，模式植物拟南芥根细胞钾离子通道AKT1的活性受一蛋白激酶CIPK23的正向调控，而CIPK23的上游受两种钙信号感受器CBL1和CBL9的正向调控。植物根细胞钾离子通道AKT1是植物细胞自土壤溶液中吸收钾的主要执行者。在拟南芥植物中过量表达CIPK23、CBL1或CBL9基因以增强AKT1的活性，能显著提高植株对低钾胁迫的耐受性。基于研究结果，提出了包括CBL1/9、CIPK23和AKT1等因子的植物响应低钾胁迫的钾吸收分子调控理论模型。该项研究结果在认知植物钾吸收利用的分子调控机理方面有重要理论科学意义，也可能在利用分子操作技术改良植物钾营养性状方面有潜在应用价值。

盘点10中国铝业升级的重大创新技术与基础理论

铝是仅次于钢铁的战略资源材料，在实现我国小康社会的战略目标中,铝在国民经济、国防军工中的重要性更为突出。由于我国的铝土矿资源98％是铝硅比为4～5的一水硬铝石型矿，与国外的铝土矿资源相比，铝的品位低、硅杂质含量高，极难分离与溶炼，氧化铝提取的能耗比国外高2~3倍。多年来我国电解铝所需的氧化铝近40％、高性能军用和民用铝材的70％以上依赖进口。针对需求差距与发展瓶颈，本项目确定以铝土矿浮选脱硅、原铝提取的高效节能、铝材合金化设计与超常制备等关键问题突破为本项目研究目标。

本项目为国内多所高校与研究院所合作研究的成果，通过实施国家“973”计划“提高铝材质量的基础研究”、国防预研项目“高性能铝合金”及中国铝业公司系列配套项目的资助，在我国铝工业生产的核心技术及其基础理论的研究上取得重大突破，并已在为我国铝工业的技术进步和生产发展上取得重要进展：

1.在国际上首次建立了一水硬铝石型铝土矿反浮选理论体系与技术系统，所提出的一水硬铝石型铝土矿浮选理论和技术已用于中国铝业集团年产30万吨氧化铝生产线，是世界上第一条浮选脱硅-拜耳法氧化铝生产线。其成果扩大了我国可利用铝资源量5倍以上。

2.首次揭示氧化铝生产中氢氧化铝析出的动态历程，发现存在有利生长基元及其控制步骤，所提出的铝酸钠常压脱硅、强化分解生产砂状氧化铝等新技术，使脱硅降低能耗60%，已用于年产量85万吨氧化铝生产线。研制的惰性电极系统，工业试验效果超过美国同类试验的数据，所形成的新电解过程可节能20%。。

3.发明了电磁快速铸轧、织构控制轧制、复合纯净化等超常制备原理与新技术，将铝材基本组织的纯净化、均质化、细晶化提高到国际先进水平，并已用于生产多种高性能铝材。铝合金电磁铸轧装备与工艺技术被列为国家高新技术产业化示范工程，并应用于西北铝业、兰州铝业公司等企业。由铝合金结构控制轧制技术生产的电子箔获国家重点新产品证书。

4.揭示了复杂多元合金体系在不同微合金和热处理下的多尺度组织的演变规律，发现了三类不同尺度第二相的析出规律，建立了复杂铝合金体系设计与多级多相强韧化理论模型，发明了Al-Er新合金系列和强化结晶相固溶与高温衡预析出等多种热处理技术，研制成功多种高强、高韧铝合金材料，已在空、天、运载、坦克装甲等多种型号中试用或试验，满足了当前军品研发的急需。

煤气化工艺论文范文第10篇

关键词：甲醇 合成 进展

合成甲醇是煤化工技术在能源转换背景下研究开发的，其宗旨是以水煤气为原料，扩大炭资源的使用范围，缓和石油危机。随着天然气资源的大量开发，加之天然气转换合成气技术日益成熟，使以天然气为原料经合成气合成的甲醇比以煤炭为原料经合成气合成的甲醇在市场上更具竞争力。因此在合成甲醇的原料中，用得最多的是天然气。70年代，大型甲醇厂均以天然气为合成甲醇的原料。但是到80年代末，随着生产规模的日益扩大，以煤合成甲醇的成本大幅度降低，与天然气合成甲醇相当，所以在近几年来又有回到煤合成甲醇的趋势，预计未来甲醇合成工业仍以煤炭资源为主。

一、氯甲烷水解

在常压、温度为573～620K 的操作条件下，氯甲烷在碱性溶液中可以水解制取甲醇。

氯甲烷的转化率为98%，甲醇得率为67%。该工艺虽然简单，同时又是令人所期望的常压操作，甲醇产率和氯甲醇的转化率也比较理想，但是迄今为止此法尚未得到工业应用。其原因是氯甲烷是以氯化钙的形式损失，成本太高。尽管如此，这还是实验室制备甲醇的一种常用方法。

二、甲烷氧化工艺

甲烷可以直接氧化合成甲醇， 在热力学上是可行的， 分为催化选择性氧化和非催化氧化两种方法。

1.催化氧化法

目前催化氧化的工艺技术是基于天然气蒸汽转化即部分氧化成甲醇后再部分氧化成合成气。但是，由于活化甲烷分子比较困难，所以氧化甲烷的条件很苛刻。鉴于甲烷氧化为甲醇后又极容易再度氧化成二氧化碳和氢气，所以从热力学上考虑，目的产物甲醇是不稳定的。因此，选择甲烷氧化制甲醇的催化剂必须具备高的选择性，同时又具有较好的稳定性[1]。一般的催化剂随温度的升高，甲烷的转化率升高，而甲醇的选择性则降低。典型的较理想的催化剂的转化率只有5%，甲醇的选择性只有50%，其他产物主要是甲醛、甲酸，约占40%。

2.间接氧化法

甲烷无催化剂直接选择氧化制甲醇的研究始于1980年，Francis[4]Michael[5]等人作了大量的工作，他们在1992年分别各自研究了没有催化剂存在条件下，如何控制甲烷部分氧化成甲醇。他们认为，该法能够大量降低投资和能耗，但控制条件较为苛刻。原料中不宜存在某些烃类，否则将降低转化率，氧含量宜在8%左右，过小则转化率降低，过大则氧化过度，操作条件在644～755K，9Mpa，宜采用小直径反应器。所得甲醇收率（摩尔分数）为217%， Hunter 等人在温度为723K、6MPa的压力操作条件下，所得收率（摩尔分数），可达8～9%。据报道经济可行的转化率（摩尔分数）为10～15%。

三、生物催化氧化法

除了甲烷选择控制催化制取甲醇外，国内中科院兰化所尉迟力[8]等对甲烷生物催化氧化制甲醇进行了研究，据报道加氧酶的活性可为1kg酶1h生产2.02kg甲醇。他认为，由于大部分甲醇被甲醇脱氢酶继续氧化、代谢掉，寻找更好的抑制甲醇继续氧化的抑制剂，提高酶稳定性减少，酶活性的损失是甲烷生物催化氧化制甲醇的关键。

四、煤、气、油综合利用工艺

采用煤气化、天然气转化、渣油裂解（DCC）装置的副产气（CH4和H2 ）作为生产甲醇的原料，经成分配比后生产甲醇，实现了原料的优势互补，多种能源的综合利用，达到了循环经济的目的。

五、CO2 加氢工艺

近年来，CO2 加氢制取甲醇引起了各国科学家的兴趣，成为甲醇合成的一个新的研究方向。环境问题日益引起人们的警惕，据悉全世界大约每年向大气排放35亿t的CO2 （以每年消耗10亿t标准煤计算），CO2 引起的温室效应，已经影响到全世界的气候变化。欧共体、 日本等1990年在135个国家和地区参加的会议上承诺控制和减CO2 的排放量，美国答应每年提供7500万美元用于CO2 综合开发和利用[9]。用CO2 制取甲醇便成为甲醇合成的新课题，尤其是近年来连续发现CO2 大气田以及CO2 矿源，把这一课题又赋予新的意义。

由于二氧化碳的惰性以及热力学上的不利因素，使用二氧化碳难以活化还原，一般催化剂都存在甲醇选择性不高、 CO2 转化率低的不足。开发新型催化剂， 提高催化剂的活性和甲醇选择性是目前O2 加氢制甲醇的研究重点。

不少学者对这一课题进行了大量的实验研究，取得了可喜的成就，到目前为止已经有了中试装置。例如， 80年代初，HolderTopsUe公司利用炼油厂的废气中的H2 和CO2 直接合成甲醇，开发了一种CO2 加氢催化剂，仍以Cu-Zn为主，已完成中试。实验结果表明，在280e、120MPa的操作条件下，将H2 、CO2 通过催化剂绝热反应即可得到燃料用的或有机合成用的甲醇，还有醚、酯等少量副产物。东京瓦斯公司古田博贵等人用 CO2 和H2 在Cu-Zn-Al催化剂上合成甲醇，压力3～9Mpa，温度250～300e，空速5200～14000h-1，原料气中H2与CO2 的摩尔比为3～416，CO2 转化率为20%。

CO2 加氢与CO加氢表面上看来不一样， 但是由于存在水气转化反应，两者又有内在的联系， 所以开发CO2 加氢催化剂开始基于铜、锌、铝， 调节它们的比例； 增加一些金属Pt、Pd、W、Ga、Cr、Th、Rh、Re 等等[11]；更换一些助剂， 如SiO2 [12]、ZrO[13]等。大多数催化剂的转化率都很低， 只有4%左右， 甲醇的选择性也只有50%左右， 因此还远不成熟， 距工业化应用还有一段距离。用H2 和CO2 合成甲醇的研究论文很多，目前尚未工业化的原因是催化剂没有过关能否找到合适的催化剂是用H2 和CO2 合成甲醇工业化的关键。

六、结束语