第五节合成气生产过程.ppt

化学吸收法 一乙醇胺法和氨水法（早期） 热甲碱法，在碳酸钾溶液中加入少量活化剂，以加快CO2的吸收速率和解吸速率。吸收阶段， CO2与碳酸钾生成碳酸氢钾，再生阶段碳酸氢钾受热分解，析出CO2。 活化剂：本菲尔法（二乙醇胺）、复合催化法（双活化剂）、空间位阻胺促进法（带侧基的胺化合物）、氨基乙酸法（氨基乙酸） 物理吸收法 吸收剂：冷甲醇、聚乙二醇二甲醚法、碳酸丙烯酸酯法。 加压和较低的温度下吸收CO2、减压解吸，进行溶液的再生，而不是加热分解，能耗较低。 冷甲醇法 温度越低，二氧化碳的溶解度越高，同时还可以脱除硫化氢和各种有机硫。对有效组分氢气、氮气、一氧化碳的溶解度很小。 聚乙二醇二甲醚法 聚乙二醇二甲醚能选择性吸收二氧化碳和硫化氢、无毒、能耗较低。 国外称谢列克索溶剂，国内进行改良后称NHD溶剂，价格较前者便宜。 物理-化学吸收法 将物理吸收剂和化学吸收剂结合起来。 例如甲基二乙醇胺（化学吸收剂）+环丁砜（物理吸收剂）同时进行脱硫和脱碳。价格较贵。 变压吸附法（PSA） 利用固体吸附剂在变压下吸附二氧化碳，减压进行脱附再生。 在常温下进行，能耗小，操作简便，无环境污染。 天然气 配入中压蒸汽 对流段 一段转化炉 变换工序 离开二段转化炉 1200℃燃烧 二段转化炉 对流段 少量水蒸汽 空气 （3.3 ～ 3.5MPa） 3.6MPa 380 ℃ 500～ 550 ℃ 3.1MPa 800－820 ℃ 850～ 860 ℃ 1000℃ CH40.3% CH4≈ 9.5% 回收 热量 450 ℃ 370 ℃ 4.主要设备 (1)一段转化炉 辐射段 ＋ 对流段 （反应管与加热室） (回收热量） 炉管：耐热合金钢管（成本1/6） ① 炉型 a 顶部烧嘴炉 b 侧臂烧嘴炉 (2)二段转化炉 ①二段转化炉的作用 a 甲烷进一步转化 b 调节H/C比 ②二段转化炉的结构 立式圆筒，内径约3米，高约13米， 壳体材质为碳钢， 内衬不含硅的耐火材料，炉壳外保温。 上部有燃烧空间的固定床绝热式催化反应器 5.3由煤制合成气 5.3.1煤气化过程工艺原理 5.3.1.1 煤的气化反应与机理 （1）以空气为气化剂时 独立反应数的确定 一般说来，独立反应数等于反应系统中所有的物质数减去形成这些物质的元素数。 复杂系统达到平衡时，应根据独立反应的概念来决定平衡组成。 系统含有C，O2，CO，CO2 4种物质，由C,O 2个元素构成，故系统独立反应式为两个。一般选式（5－1）、（5－3）计算平衡组成。 温度℃ CO2 CO N2 α=CO/(CO+CO2) 650 10.8 16.9 72.3 61.0 800 1.6 31.9 66.5 95.2 900 0.4 34.1 65.5 98.8 1000 0.2 34.4 65.4 99.4 表5－1 总压0.1MPa时空气煤气的平衡组成 结论：T ，CO ,CO2 T900℃ ，CO2含量很少，主要是CO 2. 反应速率 气固反应，包括外扩散、内扩散、吸附、表面反应、脱附、反向的内、外扩散七个步骤。 因此，反应速率不仅与化学反应速率，还与气化剂向碳表面的扩散速率有关。 外扩散阻力是气体与固体外表面交界处的滞留层，提高气体流速，可提高外扩散速率。 内扩散阻力与固体毛细