煤加氢的原理

煤加氢的原理

煤加氢是一种利用氢气使煤分子发生结构变化，转化为液体燃料的过程。该过程是一种重要的煤转化技术，被广泛应用于煤化工、石油化工和新能源领域。

煤是一种含碳高、含杂原子低的燃料，其主要成分是碳、氢、氧、氮和硫等。在煤加氢过程中，通过在高温高压条件下，将煤与氢气反应，可以使煤分子结构发生改变，形成燃料或化工原料。

煤加氢的反应过程可以分为三个主要步骤：煤的液化、液化烃的生成和气体的生成。

首先是煤的液化过程。在高温高压条件下，煤分子中的键能被破坏，煤的结构发生改变。煤中的芳香环被打开，碳与氢原子结合形成饱和链烷烃，同时杂原子如氧、硫、氮也发生改变。在液化过程中，产物液的主要成分是液化烃。

接下来是液化烃的生成过程。液化烃是指在煤液化过程中产生的烃类化合物，包括饱和烃、不饱和烃和芳香烃等。这些烃类化合物可以作为液体燃料或化工原料使用。在液化烃生成过程中，一些具有催化性能的物质（如铁、镍等金属）被引入反应体系中，以加速反应速度和提高产率。

最后是气体的生成过程。在煤加氢过程中，除了液化烃外，还会产生一部分气体。主要的气体产物包括甲烷、乙烷、乙烯等。这些气体可以作为燃料、制冷剂或化

工原料使用。

煤加氢的原理在于通过引入氢气并改变煤的结构，使其转化为液体燃料或化工原料。这种转化过程可以发挥煤炭资源的高效利用，减少对传统石油资源的依赖，同时还可以减少大气污染物的排放。

煤加氢技术的应用非常广泛，可以用于生产液体燃料、化工原料、润滑剂等。其中，煤直接液化(DCL)是煤加氢的一种重要方法，广泛应用于煤化工领域。煤间接液化(ICL)是另一种常用的煤加氢技术，其通过将煤转化为合成气，再经过催化反应生成液体燃料。

煤加氢技术的优势在于可以将煤这种传统能源转化为液体燃料，提高能源利用效率。煤加氢还可以减少石油资源的依赖，降低石油价格的波动对经济的影响。此外，煤加氢过程还可以减少大气污染物的排放，对环境有较好的影响。

然而，煤加氢也存在一些技术挑战。首先是催化剂的选择和催化剂失活问题。催化剂的选择对煤加氢过程的反应速率和产物分布有重要影响。另外，煤加氢过程中会存在催化剂的失活问题，这会降低催化剂的使用寿命和反应效果。

其次是氢气的供应问题。煤加氢过程需要大量的氢气作为反应试剂，如何高效获取和利用氢气是一个关键问题。目前，通过水煤气化、电解水等方式可以生产氢气，但如何降低氢气生产成本和提高氢气利用效率是煤加氢技术的挑战之一。

煤加氢作为一种煤转化技术，是可持续能源发展的重要一环。通过改变煤的结构和性质，将煤转化为液体燃料和化工原料，可以提高煤的利用效率，降低对传统石油资源的依赖，减少环境污染。随着煤加氢技术的不断创新和发展，相信其在能源、化工和环境领域的应用将会越来越广泛。

煤加氢的原理

煤加氢的原理 煤加氢是一种利用氢气使煤分子发生结构变化，转化为液体燃料的过程。该过程是一种重要的煤转化技术，被广泛应用于煤化工、石油化工和新能源领域。 煤是一种含碳高、含杂原子低的燃料，其主要成分是碳、氢、氧、氮和硫等。在煤加氢过程中，通过在高温高压条件下，将煤与氢气反应，可以使煤分子结构发生改变，形成燃料或化工原料。 煤加氢的反应过程可以分为三个主要步骤：煤的液化、液化烃的生成和气体的生成。 首先是煤的液化过程。在高温高压条件下，煤分子中的键能被破坏，煤的结构发生改变。煤中的芳香环被打开，碳与氢原子结合形成饱和链烷烃，同时杂原子如氧、硫、氮也发生改变。在液化过程中，产物液的主要成分是液化烃。 接下来是液化烃的生成过程。液化烃是指在煤液化过程中产生的烃类化合物，包括饱和烃、不饱和烃和芳香烃等。这些烃类化合物可以作为液体燃料或化工原料使用。在液化烃生成过程中，一些具有催化性能的物质（如铁、镍等金属）被引入反应体系中，以加速反应速度和提高产率。 最后是气体的生成过程。在煤加氢过程中，除了液化烃外，还会产生一部分气体。主要的气体产物包括甲烷、乙烷、乙烯等。这些气体可以作为燃料、制冷剂或化

工原料使用。 煤加氢的原理在于通过引入氢气并改变煤的结构，使其转化为液体燃料或化工原料。这种转化过程可以发挥煤炭资源的高效利用，减少对传统石油资源的依赖，同时还可以减少大气污染物的排放。 煤加氢技术的应用非常广泛，可以用于生产液体燃料、化工原料、润滑剂等。其中，煤直接液化(DCL)是煤加氢的一种重要方法，广泛应用于煤化工领域。煤间接液化(ICL)是另一种常用的煤加氢技术，其通过将煤转化为合成气，再经过催化反应生成液体燃料。 煤加氢技术的优势在于可以将煤这种传统能源转化为液体燃料，提高能源利用效率。煤加氢还可以减少石油资源的依赖，降低石油价格的波动对经济的影响。此外，煤加氢过程还可以减少大气污染物的排放，对环境有较好的影响。 然而，煤加氢也存在一些技术挑战。首先是催化剂的选择和催化剂失活问题。催化剂的选择对煤加氢过程的反应速率和产物分布有重要影响。另外，煤加氢过程中会存在催化剂的失活问题，这会降低催化剂的使用寿命和反应效果。 其次是氢气的供应问题。煤加氢过程需要大量的氢气作为反应试剂，如何高效获取和利用氢气是一个关键问题。目前，通过水煤气化、电解水等方式可以生产氢气，但如何降低氢气生产成本和提高氢气利用效率是煤加氢技术的挑战之一。

航煤加氢资料

1.1 装置基本原理介绍 加氢精制是在一定的温度、压力、氢油比和空速条件下，借助催化剂的作用，将油品(直馏航煤)中的硫、氮、氧化合物转化成易除去的H2S、NH3、H2O 而脱除，并将油品中的杂 质如重金属截留在催化剂中。同时烯烃、芳烃得到饱和，从而得到安定性、燃烧性都较好的产品。, u- Z0 j/ D" s2 w4 J. f/ g 1.1.1 脱硫 硫化物的存在影响了油品的性质，给油品的加工和使用带来了许多危害：对机械设备的腐蚀，给炼油过程增加困难，降低油品的质量，燃料燃烧造成环境污染等。其中，有代表的含硫化合物主要有硫醇、硫醚、二硫化物和噻吩等。9 {5 S; D' A1 i1 i; X RSH+H古RH+ H2S' }8 K37 NO D7 I 1.1.2 脱氮 含氮化合物对产品质量的稳定性有较大危害，并且在燃烧时会排放出NOX 污染环境。石油产品中的含氮化合物主要是杂环化合物，非杂环化合物较少。 2 R" T! {O K2 a/ ]$ P: d! S R NH2 + H2 RH + NH3% V A- _. a- x' O 1.1.3 脱氧 RCH2OOH + 2 H2 RH3 + 2H2O' C3、3 I7 ', i. A* } 1.1.4 烯烃、芳烃的饱和; n7 \O y a) \$ U& u6 C1 R7 m9 M- z" n R'CH=CHG R'CH2¬¬-CH2R / x8 r0 W4 ~! B7 d- _ ! M3 p7 L: U8 H. O7 M4 u 1.2 工艺流程说明 1.2.1 反应部分 直馏航煤自原料罐区及常压装置来经原料油过滤器( 1 OO 1 －S R－1 O 1 A/B )原料油脱水 器 (1001 —D—104)进入原料缓冲罐(1001 —D—101 )。经加氢进料泵(1001 —P—101A/B ) 升 压至约 2.7Mpa 与氢气混合,然后经反应流出物/反应进料换热器( 1OO1－E－1O1A/B/C/D) 壳程，换热后进入加热炉( 1 001 —F— 1 01 )加热至反应所需的温度进入反应器( 1001—R— 1 01 ) 。混氢原料在催化剂的作用下进行加氢反应,反应产物与反应进料换热后经空冷器(1001 —A —101)冷却到50C，进入低压分离器(1001 —D—102)分离出大部分的生成油进入分馏部分，低分顶部出来的循环氢与装置外来新氢混合经循环氢分液罐( 1001 —D—103)脱液经循环氢压缩机 ( 1001 —K—101A/B )增压后与原料混合进入反应系统。 6 m o6 U0 p) m$ c+ A# d 1.2.2 分馏部分W8 I. i g" Y- A( v3 C' I 自反应系统来的生成油经精制航煤/低分油换热器(1002 —E—201A/B/C/D )壳程与精制航煤 换热进入分馏塔(1002 —C—201 )第25层塔盘。塔顶油气经空冷器(1002 —A—201)与分馏塔顶 后冷器(1002 —E—202)冷凝后入分馏塔顶回流罐(1002 —D—201)分出气/液两相。气相与柴油加氢精制装置塔顶气体合并后,送去轻烃回收装置；液相分出污水后经分馏塔顶回流泵(1002 —P—201A/B)提高压力后一部分作为塔顶回流，控制塔顶温度。一部分与柴油加氢精制装置石脑油合并送出装置作重整进料。塔底油一路经分馏塔底重沸器(1002 —E—204)壳程，与柴油加氢装置来的精制柴油换热后返回塔底，另一路经精制航煤泵 ( 1 002 —P—202A/B ) 升压后经精制航煤/低分油换热器与低分油换热，经空冷( 1002 — A —202)和后冷器(1002

煤温和加氢液化制高品质液体燃料关键技术与工艺

煤温和加氢液化制高品质液体燃料关键技术与工艺 引言 在当前全球能源供应紧张的背景下，开发和利用高品质液体燃料成为了国际能源领域的研究热点之一。煤温和加氢液化技术作为一种重要的液体燃料制备方法，具有资源成本低、适用范围广的优势，对我国能源战略和经济发展具有重要意义。本文将从煤温和加氢液化的原理、关键技术及工艺流程等方面进行综合分析和探讨。 原理 煤温和加氢液化是一种将固体煤转化为液体燃料的技术。其原理是通过高温和高压的条件下，将煤在氢气的催化作用下进行化学反应，使煤中的高分子化合物裂解，并生成液体燃料。这一过程主要包括三个步骤：煤的热解、煤的气化和煤的加氢。 煤的热解 煤的热解是指将煤暴露在高温环境中，使煤中的有机质在没有氧气的条件下发生热解反应，生成气体和液体产物。热解过程中，煤中的高分子化合物会发生裂解，生成低分子量的化合物，如烃类等。 煤的气化 煤的气化是指将煤中的热解产物（如烃类）在高温和高压的条件下与氢气反应，生成更高价态的化合物。在气化过程中，煤中的烃类会与氢气发生反应，生成一系列的液体和气体产物，其中液体产物就是液体燃料的主要来源。 煤的加氢 煤的加氢是指将煤中的气化产物在高温和高压的条件下与氢气进一步反应，将气体产物中的不饱和化合物加氢饱和，生成高品质的液体燃料。加氢反应可以提高液体燃料的氢碳比，增加其能量密度，提高其燃烧效率。

关键技术 煤温和加氢液化制高品质液体燃料的关键技术包括催化剂选择、温度和压力控制、反应器设计等。 催化剂选择 催化剂的选择对煤温和加氢液化的反应效果和产物质量起到关键作用。优质的催化剂应具有高催化活性、良好的稳定性和选择性，能够在适宜的温度下催化反应进行。常用的催化剂包括铁、镍、钼等金属催化剂以及复合催化剂。 温度和压力控制 温度和压力是影响煤温和加氢液化反应进行的重要因素。适当的温度和压力可以促进反应物的转化率和产物的质量。一般来说，较高的温度和压力有利于提高反应速率和产品收率，但过高的温度和压力会增加能源消耗和设备投资。 反应器设计 反应器的设计对煤温和加氢液化的反应效果和产物得率具有重要影响。合理的反应器设计应考虑反应器的催化剂分布、温度和压力分布以及反应物料流动性等因素，以实现较高的反应效果。 产物处理 煤温和加氢液化反应后的产物需要进行处理，以获得高品质的液体燃料。产物处理过程包括分离、脱硫、脱氮、催化改质等步骤。分离步骤可通过蒸馏、吸附等方法将燃料中的不同组分分离出来；脱硫和脱氮步骤可去除产物中的硫和氮杂质，提高燃料的品质；催化改质则可以对产物进行进一步的分子结构调整，提高燃料的稳定性和抗氧化性能。 工艺流程 煤温和加氢液化制高品质液体燃料的工艺流程主要包括煤的预处理、热解气化、加氢、产物分离和处理等步骤。下面将详细介绍每个步骤的工艺流程。 1.煤的预处理：将原煤进行粉碎、干燥、烘焙等预处理工艺，使其达到适合液 化反应的状态。

煤炭资源的煤炭加氢与煤制气技术

煤炭资源的煤炭加氢与煤制气技术随着能源需求的不断增长和环境保护的不断提升，煤炭资源的开发 和利用一直是一个备受关注的话题。在煤炭资源开发利用的过程中， 煤炭加氢与煤制气技术成为了备受关注的两个方向。本文将从煤炭加 氢和煤制气两个方面进行论述，探讨它们在煤炭资源开发利用中的重 要作用。 一、煤炭加氢技术 1. 煤炭加氢的基本原理 煤炭加氢是将煤炭与氢气反应，生成液态燃料的过程。其中，煤炭 需要经历煤炭的颗粒破碎、粉煤的热解产物与氢气的反应等多个步骤。通过煤炭加氢技术，可以将煤炭转化为石油、液化燃料等高附加值的 产品。 2. 煤炭加氢技术在煤炭资源开发利用中的意义 煤炭加氢技术可以将煤炭转化为更高价值的产品，提高煤炭资源的 利用效率。同时，煤炭加氢技术还可以减少煤炭燃烧过程中排放的二 氧化碳等有害气体，有利于环境保护。 3. 煤炭加氢技术的应用前景 随着国内外能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，煤炭加氢 技术在未来具有广阔的应用前景。通过不断提高煤炭加氢技术的研发

水平，可以实现煤炭资源的可持续利用，同时满足能源需求和环境保护的双重要求。 二、煤制气技术 1. 煤制气的基本原理 煤制气是指将煤炭通过热解或气化等方式转化为合成气的过程。合成气主要由一氧化碳和氢气组成，可以作为燃料或原料用于合成其他化学产品。 2. 煤制气技术在煤炭资源开发利用中的意义 煤制气技术可以将煤炭转化为可替代石油和天然气的合成气，满足能源需求。与传统燃煤方式相比，煤制气技术可以减少大气污染物的排放，提高能源利用效率。 3. 煤制气技术的应用前景 煤制气技术作为一种清洁高效的能源转化方法，具有广泛的应用前景。通过进一步提高煤制气技术的研发水平和应用成熟度，可以实现煤炭资源的高效利用，为能源安全和宏观经济发展做出贡献。 三、煤炭加氢与煤制气技术的结合应用 1. 煤炭加氢与煤制气技术的共同点 煤炭加氢和煤制气技术都是通过将煤炭转化为可替代石油和天然气的燃料，实现煤炭资源的高效利用。 2. 煤炭加氢与煤制气技术的差异点

煤的液化加氢

煤炭直接加 一．煤炭液化分类 煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。 1.1煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。 1.2煤间接液化间接液化以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。煤炭直接液化是把煤直接转化成液体燃料，煤直接液化的操作条件苛刻，对煤种的依赖性强。典型的煤直接液化技术是在400摄氏度、150个大气压左右将合适的煤催化加氢液化，产出的油品芳烃含量高，硫氮等杂质需要经过后续深度加氢精制才能达到目前石油产品的等级。一般情况下，一吨无水无灰煤能转化成半吨以上的液化油。煤直接液化油可生产洁净优质汽油、柴油和航空燃料。但是适合于大吨位生产的直接液化工艺目前尚没有商业化，主要的原因是由于煤种要求特殊，反应条件较苛刻，大型化设备生产难度较大，使产品成本偏高。 二．工艺原理 一、煤的有机质 煤的分子结构很复杂，一些学者提出了煤的复合结构模型，认为煤的有机质可以设想由以下四个部分复合而成。第一部分，是以化学共价键结合为主的三维交联的大分子，形成不溶性的刚性网络结构，它的主要前身物来自维管植物中以芳族结构为基础的木质素。第二部分，包括相对分子质量一千至数千，相当于沥青质和前沥青质的大型和中型分子，这些分子中包含较多的极性官能团，它们以各种物理力为主，或相互缔合，或与第一部分大分子中的极性基团相缔合，成为三维网络结构的一部分。第三部分，包括相对分子质量数百至一千左右，相对于非烃部分，具有较强极性的中小型分子，它们可以分子的形式处于大分子网络结构的空隙之中，也可以物理力与第一和第二部分相互缔合而存在。第四部分，主要为相对分子质量小于数百的非极性分子，包括各种饱和烃和芳烃，它们多呈游离态而被包络、吸附或固溶于由以上三部分构成的网络之中。煤复合结构中上述四个部分的相对含量视煤的类型、煤化程度、显微组成的不同而异。上述复杂的煤化学结构，是具有不规则构造的空间聚合体，可以认为它的基本结构单元是以缩合芳环为主体的带有侧链和多种官能团的大分子，结构单元之间通过桥键相连，作为煤的结构单元的缩合芳环的环数有多有少，有的芳环上还有氧、氮、硫等杂原子，结构单元之间的桥键也有不同形态，有碳碳键、碳氧键、碳硫键、氧氧键等。从煤的元素组成看，煤和石油的差异主要是氢碳原子比不同。煤的氢碳原子比为0.2～1，而石油的氢碳原子比为1.6～2，煤中氢元素比石油少得多。 加氢液化过程 煤在一定温度、压力下的加氢液化过程基本分为三大步骤。（1）、当温度升至300℃以上时，煤受热分解，即煤的大分子结构中较弱的桥键开始断裂，打碎了煤的分子结构，从而产生大量的以结构单元为基体的自由基碎片，自由基的相对分子质量在数百范围。（2）、在具有供氢能力的溶剂环境和较高氢气压力的条件下、自由基被加氢得到稳定，成为沥青烯及液化油分子。能与自由基结合的氢并非是分子氢（H2），而应是氢自由基，即氢原子，或者是活化氢分子，氢原子或活化氢分子的来源有：①煤分子中碳氢键断裂产生的氢自由基；②供氢溶剂碳氢键断裂产生的氢自由基；③氢气中的氢分子被催化剂活化；④化学反应放出的氢。当外界提供的活性氢不足时，自由基碎片可发生缩聚反应和高温下的脱氢反应，最后生成固体半焦或焦炭。（3）、沥青烯及液化油分子被继续加氢裂化生成更小的分子。 三．发展历史 煤直接液化技术是由德国人于1913年发现的，并于二战期间在德国实现了工业化生产。

煤制氢工艺原理

煤制氢工艺原理 煤制氢是一种重要的化学转化过程，通过煤质处理合成氢气。它是将煤质中的碳元素和水分经过特殊处理和装备，分解成碳氢碳氧物质的技术。煤质氢气在化工、能源和军用领域都有重要的应用。煤制氢是一种利用水-煤空气混合物制备氢气的有效方法，它可以使我们节约大量的能源，为国家的经济增长提供重要的动力支持。 煤氢合成工艺要求在指定条件下进行煤质处理，从而获得合成氢气。煤氢合成一般分为三个阶段：气化、氧化和吸收。在气化过程中，将煤水混合物置于气化室中，通过加热和碳氢氧化反应，将煤水混合物分解成氢气、水和少量碳气体；在氧化过程中，将空气通入气化室中，利用空气中的氧气进行氧化反应，从而将少量碳气体消去；在吸收过程中，将吸收剂（如含碱浸出液）通入气化室中，利用吸收剂之间的化学反应将水分和少量的碳气体吸收，从而获得纯氢气。 煤氢合成工艺除了要求原料煤质优良、操作过程设备设计合理、吸收剂工艺布置合理外，还要求采用微处理和自动控制技术，以保证煤质氢合成工艺操作规范、稳定、准确。微处理包括计算机检测、多参数检测和自动控制等技术，其中计算机检测是煤氢合成技术的核心技术，它可以监测气体的组分成分和气体的流量，有助于控制煤水混合物的运行状态，以确保合成的氢气质量。 煤氢合成工艺可以从几个方面获得技术优势，即：（1）低能耗高效煤氢合成；（2）更快捷的制备速度；（3）高效率的吸收剂；（4）可靠的装备维护；（5）可持续性发展。这些技术优势都是煤气合成工艺

发展的核心，为依赖煤气合成过程制备高品质氢气提供了可能性，因此在能源和化工行业有着越来越重要的作用。 综上所述，煤氢合成工艺是一种重要的能源来源，它可以节约能源，提高煤质合成氢气的效率和品质，对现代社会的经济发展具有重要意义。煤氢合成工艺的未来发展空间是巨大的。预计，随着技术的不断进步，煤氢合成工艺将有望得到更大规模的应用，从而为我们的社会贡献更多。 本文从煤制氢工艺原理出发，阐述了其工艺过程，以及煤氢合成工艺在能源行业中的重要意义，并对其未来发展前景做出了一定的展望。

煤气化加氢制天然气的原理

煤气化加氢制天然气的原理 煤气化加氢制天然气是利用煤炭资源进行气化，然后通过一系列的反应步骤，生成并提纯天然气的一种工艺方法。 煤气化是将固态煤炭在高温和缺氧或氧不足的情况下转化为气体燃料的过程。在煤气化过程中，首先需要将煤炭粉末与一定量的氧气或气化剂混合，然后通过加热使混合物发生化学反应，产生煤气。在这一步骤中，煤炭中的有机物质被分解成一系列气体组分，如一氧化碳、氢气、二氧化碳、甲烷等。这些气体组分共同组成了煤气。 接下来，煤气需要进一步处理，除去其中的灰尘、硫化物、氮化物等不纯物质，以保证后续反应的进行。处理方法主要包括煤气净化和煤气脱硫等工艺。净化过程中，常用的方法是通过引导煤气通过过滤器，将其中的固体颗粒和灰尘去除。而脱硫则是使用吸收剂将煤气中的硫化物吸收，并与之发生化学反应，从而去除硫化物。 处理过后的煤气进入加氢反应器，进行加氢反应。在加氢反应中，煤气与一定量的氢气反应，生成更多的甲烷和水蒸气。加氢反应是通过将煤气中的一氧化碳和二氧化碳转化为甲烷和水蒸气，来增加甲烷含量和提高天然气质量。加氢反应需要催化剂的存在，常用的催化剂有镍基和铁基催化剂。 经过加氢反应后，生成的气体混合物被送入分离装置进行分离。分离装置通常采

用冷却和压力变化的方法，将煤气中的水蒸气和杂质分离出来。通过这种方式，可以得到高纯度的天然气。分离后的天然气可以通过压缩和液化等方式进行储存和运输。 煤气化加氢制天然气的原理基本上是将煤炭粉末在高温和缺氧的条件下进行气化，生成煤气，然后对煤气进行净化、脱硫、加氢等处理，提高甲烷含量和天然气质量，最后通过分离装置分离和提纯天然气。这种工艺能够有效利用煤炭资源，将其转化为天然气，是一种具有潜力的替代化石燃料的方法。

煤制气制氢的原理

煤制气制氢的原理 煤制气制氢是指利用煤作为原料，通过化学反应得到合成气和氢气的过程。煤制气制氢的原理主要包括煤气化和气体变换两个环节。 煤气化是指将煤在一定条件下与气体（通常为氧气或者蒸汽）进行反应，产生含有可燃气体的化学反应过程。煤气化的主要反应是煤的碳和氧气反应生成一氧化碳和二氧化碳（反应式为C + O2 →CO2）以及煤的碳和水蒸汽反应生成一氧化碳和氢气（反应式为C + H2O →CO + H2）。煤气化的反应可以在高温（1000-1500）和高压（2-5MPa）条件下进行。在煤气化过程中，由于缺乏氧气，碳会部分转化为一氧化碳和二氧化碳，而氢就主要通过与水蒸汽反应产生。因此，煤气化过程不仅可以产生可燃气体，也可以产生丰富的氢气。 煤制气制氢的第二个环节是气体变换，即将合成气中的一氧化碳和二氧化碳进一步转化为氢气的过程。这是因为在煤气化的产物中，一氧化碳和二氧化碳的存在会影响氢气的质量和纯度。通常，合成气通过水煤比的调整和适宜的反应温度，可以通过水气变换反应进一步转化为氢气和水蒸汽（反应式为CO + H2O →CO2 + H2）。 煤制气制氢的整个过程中，需注意以下几个关键因素： 1. 煤种选择：不同煤种的气化性能有所不同。一般来说，贫煤和褐煤的气化性能相对较好，而石煤的气化性能较差。因此，在煤制氢过程中，需要根据实际情

况选择合适的煤种。 2. 气化剂选择：气化剂的选择直接影响到煤气化的效果和产物的组成。常用的气化剂有氧气和水蒸汽。氧气气化可以得到高能煤气，但也容易产生大量的一氧化碳。水蒸汽气化则能产生较高纯度的氢气，但同时也会降低气化效率。因此，气化剂的选择需要综合考虑产物纯度和气化效率等因素。 3. 反应条件控制：反应温度和压力对于煤制气制氢过程的影响非常重要。适当的温度和压力可以提高反应速率和产物纯度，但过高的温度和压力会增加设备和能源消耗。因此，需要根据具体情况进行合理的温度和压力控制。 总的来说，煤制气制氢技术是一种能够将煤资源有效利用并得到高纯度氢气的方法。通过煤气化和气体变换两个环节，可以将煤转化为合成气和氢气。这一技术的应用，不仅可以解决煤炭资源的高效利用问题，还可以减少对传统化石能源的依赖，并对减少温室气体排放和保护环境产生重要影响。

科普▕煤的加氢与热解

小化 03-30原文 煤样与液体烃类的主要差别在于，煤的H／C 原子比比石油原油、汽油低很多，而比沥青低一些。因此，要使煤液化转变为石油原油等，需要深度加氢，而转变为沥青质类物质使用轻度加氢。煤的加氢需要供氢溶剂、高压下的氢气及催化剂等。因此，工艺和设备比较复杂。通过煤的加氢可以对煤的结构进行研究，并且可使煤液化，制取液体燃料或增加黏结性、脱灰、脱硫，制取溶剂精制煤，以及制取结构复杂和有特殊性质的化工中间物。从煤的加氢能得到产率很高的芳香性油状物，已分离鉴定出150 种以上的化合物。 煤加氢分为轻度加氢和深度加氢两种。①轻度加氢是在反应条件温和的条件下，与少量氢结合。煤的外形没有发生变化，元素组成变化不大但不少性质发生了明显的变化，如低变质程度烟煤和高变质程度烟煤的黏结性、在蒽油中的溶解度大大增加，接近于中等变质程度烟煤。②深度加氢是煤在激烈的反应条件下与更多的氢反应，转化为液体产物和少量气态烃。 煤加氢中包括一系列的非常复杂的反应，有平行反应也有顺序反应，到目前为止还不能够完整地描述。其中有热解反应、供氢反应、脱杂原子反应、脱氧反应、脱硫反应、脱氮反应、加氢裂解反应、缩聚反应等。 热解反应现在已经公认，煤热解生成的自由基，是加氢液化的第一步。热解温度要求在煤的开始软化温度以上。热解生成的自由基在有足够的氢存在时便能得到饱和而稳定下来，没有氢供应就要重新缩合。 供氢反应煤加氢时一般都用溶剂作介质，溶剂的供氢性能对反应影响很大。因为研究证明反应初期使自由基稳定的氢主要来自溶剂而不是来自氢

气。具有供氢能力的溶剂主要部分是四氢萘、9 ，10 二氢菲和四氢喹啉，供氢溶剂给出氢后又能从气相吸收氢，如此反复起了传递氢的作用。 加氢裂解反应这是主要反应，包括多环芳香结构饱和加氢，环破裂和脱烷基等。随着这一反应进行，产品分子量逐步降低，结构从复杂到简单。缩聚反应在加氢反应中如温度太高，氢供应不足和反应时间过长也会发生逆方向的反应即缩聚生成分子量更大的产物。 二、煤的热解 所谓煤的热解，是指煤在隔绝空气的条件下进行加热，煤在不同温度下发生一系列的物理变化和化学反应的复杂过程。其结果生成气体（煤气）、液体（煤焦油）、固体（半焦或焦炭）等产品。煤的热解也称为煤的干馏和热分解。 目前煤加工的主要工艺仍是热加工。按热解最终温度不同可分为：高温干馏（950～1050 ℃），中温干馏（700 ～800 ℃），低温干馏（500 ～600 ℃）。煤的热解是工的基础。 1．煤的热解过程 有黏结性的烟煤热解过程，如图1 －8 所示，大致可分为3 个阶段。 第一阶段（室温～300 ℃）主要是煤干燥、脱吸阶段。煤的外形没有发生变化。120 ℃前是煤脱水干燥；120 ～200 ℃煤是放出吸附在毛细孔中的气体，如CH 4、CO 2、N 2等，是脱吸过程；近300 ℃褐煤开始热解，生成CO 2、CO 、H 2 S 等，同时放出热解水及微量焦油，而烟煤、无烟煤此时变化不大。 第二阶段（300 ～550 ℃或600 ℃）该阶段以煤热分解、解聚为主，形成胶质体并软化而形成半焦。 300 ～450 ℃时煤激烈分解、解聚，析出大量的焦油和气体，焦油几乎全部在这一阶段析出。气体主要是CH 4及其同系物，还有H 2、CO 2、CO 及不饱和烃等。这些气体称为热解一次气体。在450 ℃时析出的焦油量最大。在该阶段由于热解，生成气、液（焦油）、固（尚未分解的煤粒）三相为一体的胶质体，使煤发生了软化、熔融、流动和膨胀。液相中有液晶（或中间相）存在。 450 ～550 （600 ℃）胶质体分解、缩聚，固化形成半焦。

煤制油加氢原理

工艺原理 3.2.1加氢精制 加氢精制是合成油在氢压下进行催化改质的统称。是指在催化剂和氢气存 在下，合成油馏分中含硫、氮、氧的非烃组分和有机金属化合物分子发生脱硫、脱氮、脱氧和金属的氢解反应，不饱和烯烃发生加氢反应使其饱和。通过加氢 精制可以改善油品的气味、颜色和安定性，提高油品的质量，满足环保对油品 的使用要求。 3.2.1.1加氢脱氮反应 氮化物的存在对油品的使用有很大的影响。含有机氮化物的燃料燃烧时， 会排放出NO X污染环境。作为加氢裂化过程的进料，含氮化合物会使催化剂中 毒而失活。含氮化合物对产品质量包括稳定性有危害，采用加氢精制的办法进 行油品脱氮。 在加氢精制过程中，氮化物在氢的作用下转化为NH3和烃，从而脱除合成 油中的氮，达到精制的要求。反应如下： R-NH 2 + H 2 → RH + NH 3 3.2.1.2含氧化合物的氢解反应 含氧化合物的氢解反应，能有效地脱除合成油中的氧，达到精制的目的。几种含氧化合物的氢解反应如下： 酸类化合物的加氢反应

R-COOH + 3H 2→ R-CH 3 + 2H 2 O 酮类化合物的加氢反应 R-CO-R’+ 3H 2→ R-CH 3 + R’H + H 2 O 醇类化合物的加氢反应 R-OH + H 2→ RH + H 2 O 3.2.1.3加氢脱金属反应 金属有机化合物所含金属主要有铁、钠、镁、铝、铜，加氢精制过程中，所有金属有机物都发生氢解，生成的金属沉积在催化剂表面而使催化剂减活，导致床层压降上升，沉积在催化剂表面上的金属随反应周期的延长而向床层深处移动。当装置出口的反应物中金属超过规定要求时即认为一个周期结束。被金属污染的催化剂一般可以保证加氢精制的使用性能，这时决定操作周期的是催化剂床层的堵塞程度。在较高氢压下进行一定程度的加氢和氢解，在催化剂表面形成金属的沉积。 3.2.1.4烯烃的加氢饱和反应 烯烃在加氢精制条件下很容易饱和，代表反应有： R-CH=CH 2 + H 2 → R-CH 2 CH 3 烯烃饱和反应是放热反应，要注意控制床层温度，防止超温。加氢反应器设有冷氢盘，可以靠打冷氢来控制温升。 3.2.2加氢裂化

煤制氢工艺原理

煤制氢工艺原理 煤制氢工艺是一种新型的技术，其主要目的是将煤质矿物质改变为贵重的化学品氢，并以此原料制氢燃料电池。煤氢技术可以利用我国普遍存在的煤资源来制造廉价的氢。它提高了煤的经济价值，改善了环境污染，在石油、天然气供应短缺的情况下，为政府应对能源危机提供了更多的选择。 煤制氢工艺基本上可以分为三个步骤：煤加工、煤氢反应和氢分离。煤加工是指将煤破碎成细小颗粒，以便更容易转化成其他形式。然后是煤氢反应，指的是将细碎的煤与氢气反应，生成氢、二氧化碳和水。最后，煤氢分离工艺结合机械技术、气体技术和电化学技术，将氢气和二氧化碳以及其他杂质分离，以及有机和无机杂质，获得高纯度的氢气，以满足高科技的要求。 煤制氢工艺的核心技术是煤氢反应技术。它涉及到以下步骤：煤水煤粉分离、浆分离、液体固化法、液态放射性固化法、湿法反应器以及固体放射性固化法等。煤水煤粉分离是指将煤破碎成小粒，并使煤水分离，以便确保煤气的反应程度。一般情况下，煤水分离是通过蒸汽脱水来实现的。而液体固化法则是指将煤粉溶解在溶剂中，然后将溶剂固化，以提高反应率。最后，浆分离是指将煤粉与溶液混合，通过湿法反应器将混合液转化成氢气和二氧化碳的反应过程，从而获得高纯度的氢气。 煤制氢是一项革命性的技术，它给能源短缺的国家带来了希望。随着煤氢技术的不断发展，我国许多煤炭企业、燃料电池公司开始投

资这一新兴技术，以期取得更大的收益。这些公司利用煤制氢技术生产出的氢成为全球燃料电池的主要原料。 煤制氢工艺的发展为全球能源危机提供了一种可行的解决方案：利用国内丰富的煤炭资源，替代传统的石油燃料，以达到低碳、可持续发展的目标。它使用了较少的能源、低温、低压，在生产氢的同时减少了污染，从而节约能源、减少污染。同时，由于煤制氢技术利用了我国丰富的煤炭资源，从而使消费者受益，并有助于政府应对能源危机。 综上所述，煤制氢技术是一种利用煤质矿物质改变为贵重的化学品氢，并以此原料制氢燃料电池的技术。它解决了能源短缺的问题，提高了煤的经济价值，减少了环境污染，有助于政府应对能源危机，是一种实用而可行的绿色能源技术。

煤制氢工艺原理

煤制氢工艺原理 煤制氢技术是利用煤中有机质（烷烃，烯烃等）的热裂解反应，获得含氢的气体，即获得清洁的氢气，甚至其他化工及精细化工产品的一种称为活性煤的活性煤气化技术。它是以煤作为制取含氢气体、活性煤及其他物质产品的原料，由煤制成活性煤，再通过精细加工，制取清洁氢气及其他物质产品的一种技术。 煤制氢工艺首先将煤转化为低温高氢氧化物活性煤，然后将活性煤再活化技术，活化技术采用活化机内煤粉被不断加热，同时加入一定的氧化剂（如氧气、氢氧化钙及碳酸钙等）。活化机内温度在400℃～1000℃，在低温高氢氧化物活性煤的基础上，引发热裂解反应，使活性煤更加活化，从而释放出大量的氢气。 煤制氢工艺可以分为几个步骤：首先，将煤进行粉碎，使其细度达到一定程度，减少煤粉的粒度差异；其次，将煤粉加入活化池中，进行活化处理，在此过程中，会产生丰富的氢气；第三步，将氢气通过气体净化方式净化，去除杂质；然后，将氢气通过低温压缩技术，从低压到高压，增加氢气的温度；最后，将氢气发送至工厂进行有效利用。 煤制氢技术利用煤中有机质（烷烃，烯烃等）的热裂解反应，通过活性煤气化技术，获得含氢的气体，即获得清洁的氢气，甚至其他化工及精细化工产品。煤制氢技术给整个社会带来了不少好处，一方面，煤制氢技术可以有效地利用煤炭资源，节约能源，提高能源利用率，另一方面，煤制氢技术可以大大减少污染，改善大气环境。

煤制氢技术是实现清洁能源、改善大气环境的有效途径，它的发展及应用将为我们的未来营造更加蓬勃的环境，煤制氢技术仍有待进一步完善，以期在氢能源利用方面做出更大的贡献。 综上所述，煤制氢工艺是一项重要的技术，它能有效地提高煤炭利用率，减少能源浪费，改善大气环境，是构建清洁能源体系的重要手段，面向未来具有非常重要的意义。