煤化工课程设计

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1、 1 第 1 章 前 言 1.1 概述 固定床煤气化技术是最先实现运用的工业化技术， 在此基础上发展起来的合成氨工 业为粮食增产和军工业的发展奠定了重要的基础。国之大事无非足粮足兵，粮食充足则 天下大定，诸项事业皆可繁荣；兵坚器锐则国自安，外敌无隙可乘。德国作为后起的帝 国主义国家，外无广大的殖民地可供掠夺并提供原料，国内资源缺乏。但是德国通过发 展合成氨工业，既解决了粮食问题，又解决了军事工业发展必须的硝铵供应，遂有能力 起而与日不落帝国争夺生存空间，历数年而不败，最后因石油供应短缺和美国参战而被 迫投降。处理战后国际格局安排的巴黎和会，其中重要但已为人忘却的决议之一就是要 求德国向全世界公

2、开合成氨工业的技术。合成氨工业的极端重要性由此可见。巴黎和会 后，全世界均以煤为原料，采用固定床煤气化技术发展合成氨工业。民国时期，国民政 府最重大的工业建设之一即为南京永利宁钮厂年产 6 万吨合成氨装置，1937 年毁于抗 日战争。 上世纪四五十年代是全球煤化工发展的黄金时间时期，但随着石油的大量发现，中 东廉价石油的开发，石油化工兴起，煤化工逐步退出。至上世纪六七十年代，全世界除 中国和南非外煤化工时代已经完全结束，煤气化技术的发展完全停止。上世纪七十年代 石油危机爆发后，煤气化技术再度受到重视，相继开发了德士古水煤浆气化、壳牌煤粉 气化等技术，并建立示范工程用于联合循环发电。但是仅有美国

3、帝斯曼公司采用德士古 水煤浆气化技术建设的甲醇、 醋酸装置进入商业化运行， 其余项目均止于示范工程阶段。 上世纪九十年代以后，国外的煤气化技术进入中国，用于合成氨甲醇的新建项目以及油 头合成氨装置的技术改造。 中国由于特殊的历史条件和资源条件， 上世纪五十年代开始大规模地采用固定床煤 气化技术进行合成氨生产，用以解决国家面临的极为严重的粮食短缺问题。当时由国务 院副总理陈云亲自抓这项工作。以当时化工部副部长侯德榜发明的碳铵为产品路线，在 全国每个县均建立小合成氨厂，甚至于有的县建立了数个合成氨厂。这些小合成氨厂大 部分在上世纪七十年代建成，并逐步稳定运行。同时在上世纪七十年代初期，随着中国 与

4、西方关系的缓和，我国用石油换取的宝贵外汇先后引进了前十三套和后十三套合计 26 套的年产 30 万吨合成氨 52 万吨尿素装置，大约在七十年代末、八十年代初相继建 成投产，使我国化肥产量在七十年代末、八十年代初显现爆炸性的增长。此时，杂交水 稻良种的培育也已成功，并进入大规模推广阶段。这是我国在八十年代初期粮食巨幅增 长、并一举解决千百年来未能解决温饱问题的重要物质基础和技术原因。 八十年代后期，我国的粮食和化肥均出现短时期的过剩。合成氨工业的发展从量的 2 扩增进到质的提高阶段。大量竞争力差的小合成氨厂逐步退出生产，剩下的小合成氨厂 通过不断的技术改造，其生产规模和技术水平迅速提高，同时在国家政策的支持下改产 尿素，实现产品路线的调整，竞争力明显增强。目前我国合成氨工业竞争力最强、发展 最快的企业集团， 其企业核心均为原先的小合成氨厂， 如湖北宜化集团、 山东华鲁恒升、 联盟化工、鲁西化工、心连心集团、河南骏马集团等，而采用国外石油路线或引进国外 先进煤气化技术的企业，无论在发展速度，还是企业效益情况均不能与之相比。 1.2 煤炭气化的定义和气化反应 1.2.1 煤炭气化的定