《煤制合成天然氣技術與套用》是2017年化學工業出版社出版的圖書，作者是張明。
基本介紹
- 中文名：煤制合成天然氣技術與套用
- 作者：張明
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2017年10月
- 頁數：594 頁
- 開本：16K 787×1092 1/16
- 裝幀：精裝
- ISBN：978-7-122-30132-1
內容簡介,圖書目錄,編輯推薦,
內容簡介
本書依託我國煤制合成天然氣示範項目的建設和運營經驗，從工廠運行管理的角度論述了煤制天然氣行業特點、工廠生產特點、產品特點、用戶特點和生產調度特點，在此基礎上系統介紹了煤制合成天然氣工廠的原料保障、動力供應、空氣分離、煤炭氣化、合成氣變換與淨化、合成氣甲烷化、天然氣乾燥、廢水處理等環節的生產技術。其中煤氣化技術是本書的重點，對固定床氣化、循環流化床氣化、乾粉氣流床氣化、水煤漿氣化等不同煤氣化技術的發展歷程、工藝流程、氣化爐構成、氣化參數、粗合成氣組成、技術特點及套用情況分別進行了詳細說明。本書還提供了煤制合成天然氣示範項目建設和生產運營的第一手資料。
圖書目錄
第一章緒論
第一節基本概念001
一、 直接煤制合成天然氣技術001
二、 間接煤制合成天然氣技術002
第二節發展背景和發展歷程003
一、 國外煤制合成天然氣產業發展的背景003
二、 我國煤制合成天然氣產業發展的背景003
三、 我國煤制合成天然氣行業發展歷程005
四、 部分煤制合成天然氣項目概況006
第三節煤制合成天然氣產業特點008
一、 煤制合成天然氣工廠技術特點008
二、 原料煤資源特點009
三、 煤制合成天然氣工廠生產裝置特點010
四、 煤制合成天然氣產品特點010
五、 我國天然氣供應和消費特點011
六、 煤制合成天然氣工廠分類011
七、 面向城鎮用戶的煤制合成天然氣供應鏈上存在的主要矛盾012
八、 煤制合成天然氣工廠調峰問題012
第四節我國煤制合成天然氣產業發展前景013
第五節煤制合成天然氣產品質量特點與套用分析017
第六節煤制合成天然氣工廠生產調度023
一、 煤制合成天然氣工廠生產調度特點023
二、 生產調度原則023
參考文獻026
第二章原料煤的供應保障
第一節煤炭資源概述027
一、 我國煤炭資源特徵027
二、 我國褐煤資源特徵028
第二節煤炭的物化特性030
一、 煤炭的物理和物理化學性質030
(一) 煤的密度030
(二) 煤的機械性質030
(三) 煤的熱性質031
(四) 煤的電性質和磁性質032
(五) 煤的光學性質032
(六) 煤的潤濕性033
(七) 煤的比表面積和孔隙率033
二、 煤的化學性質033
(一) 煤的氧化033
(二) 煤的熱解034
(三) 煤的加氫035
(四) 煤的氯化035
(五) 煤的磺化035
第三節原料煤特性對氣化行為的影響036
第四節原料煤保障工作範疇039
一、 原料煤產供銷計畫制定039
二、 原料煤採制化監控040
三、 原料煤混配與存儲040
四、 原料煤運輸與驗收040
五、 原料煤保障的社會經濟效益040
第五節原料煤的採制化監控041
一、 全水分測定041
二、 工業分析042
三、 全硫測定043
四、 發熱量測定044
五、 灰熔融性測定045
六、 元素分析045
七、 灰成分分析046
第六節原料煤的混配及儲存047
一、 原料煤混配047
二、 原料煤儲存051
第七節原料煤的運輸及驗收051
一、 煤的運輸051
二、 煤的驗收053
(一) 原料煤數量驗收053
(二) 原料煤質量驗收054
第八節典型項目原料煤供應的技術經濟評價056
一、 混配煤的可行性及經濟性分析057
二、 提高褐煤成塊率的經濟性分析057
三、 試燒煙煤的經濟性分析058
參考文獻060
第三章熱電動力系統
第一節熱電動力系統在現代煤化工企業中的地位061
第二節煤制合成天然氣工廠的基本情況和工程技術特點061
一、 煤制合成天然氣工廠的基本情況061
二、 工程技術特點062
第三節煤制合成天然氣工廠熱電站的配置及與化工裝置的關聯062
一、 熱電站的配置062
二、 熱電站與化工裝置的關聯062
第四節煤制合成天然氣工廠熱電動力系統的配置方案063
第五節煤化工企業熱動配置方式及評述065
一、 “以汽(熱) 定電”的模式065
二、 “自供汽+外購電”的模式066
三、 熱、 電、 化一體化高效大機組的模式068
四、 配套建設IGCC聯合循環發電裝置的模式068
第六節煤制合成天然氣工廠的能效分析070
一、 大唐克旗煤制合成天然氣項目的綜合能效070
二、 影響煤制合成天然氣項目綜合能效的因素070
三、 煤制合成天然氣升級示範項目不同熱電方案的能效比較071
第四章空氣分離
第一節概述073
第二節空氣分離技術074
一、 空氣分離方法074
二、 低溫法分離空氣的主要技術074
(一) 透平膨脹機製冷技術074
(二) 低溫精餾技術075
第三節空分技術在煤化工項目上的套用077
一、 固定床煤氣化技術配套空分設備078
二、 流化床煤氣化技術配套空分設備079
三、 氣流床煤氣化技術配套空分設備080
第四節主要設備083
一、 空氣壓縮機083
(一) 全離心式壓縮機083
(二) 軸流+離心式壓縮機085
二、 直接空冷器085
三、 分子篩純化器086
四、 膨脹機087
(一) 增壓透平膨脹機結構087
(二) 液體膨脹機089
五、 板式換熱器089
(一) 主換熱器089
(二) 冷凝蒸發器090
六、 低溫精餾塔091
(一) 篩板塔091
(二) 填料塔091
七、 低溫液體泵092
(一) 往復式低溫液體泵093
(二) 離心式低溫液體泵093
八、 低溫液體儲罐094
(一) 高真空絕熱儲罐094
(二) 真空粉末絕熱儲罐095
(三) 普通粉末絕熱儲罐095
第五節控制系統095
一、 壓縮機組控制096
(一) 壓縮機組防喘振控制096
(二) 轉速模組化控制097
二、 空冷器防凍控制系統098
三、 純化系統控制098
四、 低溫液體泵的自動控制系統100
五、 自動變負荷控制100
第六節操作要點及事故案例分析102
一、 空氣分離裝置的操作要點102
(一) 機組的主要操作102
(二) 裝置的主要操作103
二、 事故案例分析105
(一) 空氣分離裝置退氧操作105
(二) 控制油壓低引發機組跳車事故105
(三) 分子篩純化器進水事故106
(四) 空氣及污氮氣管道爆裂事故107
(五) 主冷爆炸事故107
參考文獻108
第五章煤氣化
第一節概述109
一、 基本概念109
二、 煤氣化技術分類110
三、 煤氣化技術選擇112
第二節固定床氣化技術113
一、 碎煤加壓固態排渣氣化技術113
(一) 技術特徵113
(二) 魯奇(Lurgi) 煤氣化技術114
(三) 碎煤加壓固態排渣氣化122
二、 碎煤加壓液態排渣氣化技術129
編輯推薦
大唐能源化工有限公司從2009年開始組織實施兩個煤制合成天然氣項目，一是內蒙古大唐國際克什克騰1200萬立方米(本書中有關氣體的單位“立方米”或“m3”，如無特殊說明均指在標準狀況下的體積。)/天(40億立方米/年)煤制合成天然氣項目(以下稱克旗煤制天然氣項目)，於2009年8月20日獲得國家發改委核准，是國家發改委核准的第一個煤制合成天然氣項目，是國家示範工程，其第一系列(400萬立方米/天)已實現75%以上負荷安全穩定運行，產品質量優於設計值，滿足用戶要求；其第二系列(400萬立方米/天)工程建設已完成85%。二是遼寧大唐國際阜新1200萬立方米/天煤制合成天然氣項目(以下稱阜新煤制天然氣項目)，於2010年3月5日獲得國家發改委核准，是國家發改委核准的第三個煤制合成天然氣項目，其第一系列(400萬立方米/天)工程建設已完成80%。由於世界上只有美國大平原煤氣化廠生產合成天然氣，人們可獲得的參考資料很少，因此大唐能源化工有限公司在組織實施以上項目過程中，大力支持科技創新，積極組織技術攻關，注重吸取經驗教訓，鼓勵員工總結交流，經過幾年的努力，已經打下了一定的基礎，取得了一定的效果：博士後科研工作站、遼寧省煤制天然氣工程技術研究中心、遼寧省煤制天然氣工程研究中心分別於2013年和2011年在遼寧大唐國際阜新煤制天然氣公司獲得設立，大唐國際化工技術研究院牽頭組織完成了國家“863”重點項目“煤氣化甲烷化關鍵技術開發與煤制天然氣示範工程”，據不完全統計，公司系統申請專利380餘項，發表論文700餘篇，出版《現代煤制天然氣工廠概念設計研究》專著1部，部分成果已通過鑑定或獲得獎勵，多人次受邀在國際、國內會議報告交流，為煤炭清潔高效利用做出了貢獻。
今天，隨著人民生活水平的不斷提高和大氣污染治理壓力的持續增大，我國天然氣消費量迅速增加，對外依存度2013年已經超過30%，其後又連創歷史新高。煤炭清潔高效利用是能源供給革命的核心內容，基於我國“缺油、少氣、煤炭資源相對豐富”的能源結構特點，煤制合成天然氣作為煤炭清潔高效利用的一種重要方式，已經成為保障能源供應安全、增加國內天然氣供應量的一個重要選擇，也形成了一股投資熱潮。截至2016年10月，國家最早核准建設的煤制合成氣項目4家，規模為151億立方米/年，已投產的生產規模31億立方米/年；國家發改委給予啟動前期工作的煤制合成天然氣項目18個，年產能802億立方米，還有部分煤制合成天然氣項目正在申報或規劃之中。煤制合成天然氣屬新興產業，參考資料不多，亟須系統論述煤制合成天然氣生產技術的專著，以滿足工程建設和生產運行需要。
基於上述情況，我們認為，大唐能源化工有限責任公司作為國內煤制合成天然氣行業的先行者和實施國家示範工程的組織者，有責任、有義務進行系統思考，組織編著一部有關煤制合成天然氣生產技術方面的專著，為行業提供參考。因此，我們從2014年7月開始組織相關人員，在總結克旗煤制天然氣項目建設、一系列的投產運行以及阜新煤制天然氣項目建設經驗基礎上，參考國內外煤制合成天然氣技術、項目建設和運行經驗，歷時2年，編著了這部《煤制合成天然氣技術與套用》。
本書共十章，主要包括以下內容：
第一章緒論，概括介紹了煤制合成天然氣的基本概念、生產流程、煤制合成天然氣產業在國內外發展歷程以及產業的特點，從技術、經濟、市場三個方面分析了我國煤制合成天然氣產業的發展前景，結合現行政策、行業標準、產品特性探討了煤制合成天然氣產品的套用，並對煤制合成天然氣工廠生產調度特點和原則進行了探討。
第二章原料煤的供應保障，從煤制合成天然氣工廠用煤需求特點出發，簡要說明了我國煤炭(褐煤)資源的特徵和物化特性，進而分析了原料煤特性對氣化行為造成的影響；概括了原料煤供應保障工作的主要內容，重點對採制化監控、混配及儲存、運輸及驗收以及技術經濟評價進行了詳細說明。
第三章熱電動力系統，簡要說明了熱電動力系統在煤化工企業中的地位和工程特點，對煤制合成天然氣工廠熱電站不同配置方案進行了分析，最後對全廠能效的影響因素進行了簡要概括。
第四章空氣分離，概括介紹了國內外空氣分離技術發展現狀，介紹了空氣分離技術在固定床、流化床、氣流床不同煤氣化工藝路線上的套用情況；對空氣分離技術的工藝特點、主要設備、控制系統、操作要點進行了詳細說明。
第五章煤氣化，簡要介紹了煤氣化技術的發展背景和現狀，對固定床氣化、流化床氣化、乾煤粉氣流床氣化、水煤漿氣化等不同煤氣化技術的發展、工藝流程、氣化爐構成、氣化參數、粗合成氣組成、技術特點及套用情況分別進行了詳細說明。為了能夠在煤化工技術選擇、生產運行管理方面給業界提供更多的參考，本章還特別編入了系統內以褐煤為原料實際套用碎煤加壓氣化技術、Shell粉煤加壓氣化技術和水煤漿氣化技術的內容。
第六章合成氣淨化，針對煤氣變換技術、淨化技術、硫黃回收技術工藝特點、主要設備及套用情況分別進行了詳細說明。
第七章合成氣甲烷化，對合成氣甲烷化的技術原理、發展歷程及甲烷化催化劑進行了簡要說明，對等溫固定床、流化床、液相、絕熱固定床等不同甲烷化工藝技術的特點和套用情況以及國內甲烷化技術開發現狀、甲烷化裝備進行了詳細說明，最後對主要甲烷化技術進行了對比。
第八章煤制合成天然氣乾燥，對天然氣乾燥的分類、特點、檢測方法進行了簡要介紹，對天然氣乾燥工藝特點、流程指標、主要設備、操作特點、常見問題進行了闡述，並例舉了天然氣乾燥技術在某煤制合成天然氣項目上的套用情況。
第九章廢水處理，簡要概括了煤氣化廢水來源及廢水特性，重點介紹了碎煤加壓氣化廢水處理的技術特點、典型案例及在克旗煤制合成天然氣項目上的示範套用情況，闡述了氣化廢水處理髮展趨勢。本章詳細介紹了碎煤加壓氣化廢水預處理技術——酚氨回收技術。
第十章煤制合成天然氣示範工程建設與運行，重點從工程建設、生產運行與控制以及主要設備等方面對克旗煤制合成天然氣示範工程進行了介紹。
本書主要是以大唐能源化工有限公司系統參加過煤制天然氣工廠建設或運行的相關技術人員為主編著而成。
