化工工艺学课件薛荣书、谭世语主编第9章煤的化学加工

化工工艺学课件薛荣书、谭世语主编第9章煤的化学加工目录•煤的化学加工概述•煤的液化•煤的气化•煤的焦化•煤的化学加工的环境影响与控制01煤的化学加工概述煤的化学加工的定义与重要性定义煤的化学加工是指通过化学反应将煤转化为液体、固体或气体燃料和化学品的过程重要性煤作为全球最丰富的化石能源之一，通过化学加工可实现高效、清洁地利用，对满足能源需求、优化能源结构具有重要意义煤的化学加工的历史与发展历史煤的化学加工始于19世纪中叶，随着工业革命的发展，人们开始探索煤的化学加工方法发展经过一个多世纪的研究与实践，煤的化学加工技术不断完善，逐渐形成了现代化的煤化工产业煤的化学加工的主要方法与技术主要方法煤的化学加工主要包括煤气化、煤焦化、煤液化等技术煤气化技术主要包括固定床气化、流化床气化和气流床气化；煤焦化技术主要包括延迟焦化、连续式直立炭化炉焦化和气流床焦化；煤液化技术主要包括直接液化和间接液化02煤的液化煤的直接液化直接液化原理直接液化工艺直接液化产品在高温高压条件下，通过催化剂主要工艺包括氢气直接液化、溶液化石油气、柴油、润滑油等作用，使煤中的大分子结构断裂，剂萃取直接液化等转化为较小的分子，最终转化为液体燃料煤的间接液化间接液化原理先将煤转化为合成气（CO和H2），再通过催化剂作用将合成气转化为液体燃料间接液化工艺主要工艺包括费托合成、甲醇合成等间接液化产品甲醇、乙醇、柴油等煤液化的应用与前景应用领域发展前景随着能源需求的增加和环保要求的提煤液化技术主要用于生产液体燃料和高，煤液化技术将得到更广泛的应用化学品，如柴油、汽油、甲醇等和发展，具有广阔的市场前景技术优势煤液化技术可实现煤炭的高效利用，降低对石油资源的依赖，同时可减少环境污染03煤的气化煤气化的原理与技术煤气化原理煤气化是指煤在高温条件下与气化剂（通常是氧气、二氧化碳或水蒸气）反应，生成气体产物的过程这个过程主要涉及煤中碳与气化剂之间的反应，释放出能量并生成气体产物，如一氧化碳、氢气和甲烷等煤气化技术煤气化技术是实现煤气化的具体方法和手段，包括固定床气化、流化床气化和气流床气化等这些技术各有特点，适用范围也不同，可根据煤的性质和气化需求选择合适的技术煤气化的应用与实例应用领域煤气化技术广泛应用于化工、电力、冶金、陶瓷等领域，作为重要的原料生产和燃料供应手段例如，煤气化可以生产合成氨、甲醇等化工产品，也可以用于联合循环发电和冶金工业的还原剂等实例某钢铁厂采用煤气化技术生产还原剂，以煤为原料，经过气化得到含有氢气和一氧化碳的煤气，再经过除尘、冷却、分离等工序，得到高纯度的氢气和一氧化碳，作为钢铁冶炼的还原剂煤气化的优缺点与改进方向优点煤气化技术具有原料适应性广、可利用废弃物、生产过程较为环保等优点同时，煤气化技术也是实现煤炭资源清洁利用的重要手段之一缺点煤气化技术也存在一些缺点，如投资较大、技术要求高、部分气化过程会产生废水和废气等此外，煤气化过程中产生的煤渣和飞灰也需要妥善处理改进方向针对煤气化技术的缺点，未来的改进方向包括提高气化效率、降低投资和运行成本、减少环境污染、开发新型煤气化技术和设备等同时，加强煤气化技术的研发和推广，提高其在不同领域的应用效果，也是重要的改进方向04煤的焦化焦化的原理与技术焦化的原理煤在隔绝空气条件下加热，经过一系列物理和化学变化，得到焦炭、煤焦油和焦炉气的过程焦化的技术主要包括备煤、炼焦、熄焦和筛焦等工序，通过控制温度、压力和反应时间等工艺参数实现煤的高温热解焦化的应用与实例焦化的应用焦炭主要用于高炉炼铁、铸造和有色金属冶炼等领域，煤焦油可提取多种化工原料，焦炉气可作为燃料用于工业窑炉和城市燃气焦化的实例例如，在钢铁企业中，焦化车间负责提供炼铁所需的焦炭，通过焦炉炼焦得到高质量的冶金焦炭焦化的优缺点与改进方向焦化的优点01能够充分利用煤炭资源，生产出高质量的冶金焦炭，同时回收煤焦油和焦炉气等副产品焦化的缺点02能耗高、污染大，生产过程中产生大量的废气、废水和固废，需要加强环保治理改进方向03研发新型炼焦技术和设备，提高能源利用效率和环保水平；推广干熄焦、低水熄焦等技术，减少水资源消耗和废弃物排放；加强废弃物资源化利用，提高经济效益和环境效益05煤的化学加工的环境影响与控制煤的化学加工的环境影响水污染煤的化学加工过程中产生的废水含空气污染有多种有害物质，如重金属、有机污染物等，这些废水排放到水体中煤的化学加工过程中会产生大量会导致水体污染的废气，如硫氧化物、氮氧化物、粉尘等，这些废气排放到空气中会导致空气污染土壤污染煤的化学加工过程中产生的固体废弃物含有有害物质，如重金属、放射性物质等，这些废弃物长期堆放会导致土壤污染煤的化学加工的环境控制技术废气治理技术采用各种废气处理技术，如脱硫、脱硝、除尘等，减少废气的排放废水处理技术采用各种废水处理技术，如物理法、化学法、生物法等，去除废水中的有害物质固体废弃物处理技术采用各种固体废弃物处理技术，如填埋、焚烧、堆肥等，减少固体废弃物的排放绿色化学加工的发展趋势与展望清洁生产技术采用清洁生产技术，减少煤的化学加工过程中的1污染物排放，实现生产过程的绿色化资源化利用将煤的化学加工过程中产生的废弃物进行资源化2利用，减少废弃物的排放，同时实现资源的有效利用智能化发展采用智能化技术，实现煤的化学加工过程的自动3化和智能化，提高生产效率和资源利用率。