2 间歇式生产半水煤气的工艺条件《无机化工生产技术》教学课件.pptVIP

Company Logo 间歇式生产半水煤气工艺条件 学习内容： 1.间歇式生产半水煤气的影响因素； 2.间歇式生产半水煤气工艺条件的确定。 温度 沿着炉子的轴向而变化的燃料层温度，以氧化层温度最高，为气化炉操作温度，简称炉温。 炉温由吹风阶段决定。炉温高有利于制气。高炉温时，煤气中CO和H2含量高，水蒸气分解率也高；碳与水蒸气的气化反应速率加快，制气效率高，获得的煤气产量高，质量好。 然而，吹风阶段生成二氧化碳的反应释放出的热量，使燃料层温度升高。高炉温将带来吹风气温度高，吹风气中CO含量高，造成热损失增大。 为此，应对吹风气的显热及CO等可燃气体的燃烧热充分回收，并根据吹风反应特点增大风速，以降低吹风气中CO含量。在上述前提下，以低于燃料的灰熔点50℃左右，维持炉内不结疤为条件，尽量在较高的温度下进行吹风反应。 吹风速率 吹风阶段： 在入炉空气量一定的情况下，提高吹风速率有利于提高燃料层的温度，在氧化层中，碳的燃烧反应属于扩散控制，提高吹风速率，有利于碳的燃烧反应；在还原层，因提高吹风速率，缩短了二氧化碳与灼热碳层的接触时间，减少CO的生成量及吹风气的出口温度。 制气阶段： 在入炉空气量一定的情况下，提高吹风速率，可以延长制气时间，有利于提高煤气发生炉的生产能力。同时，也使碳的消耗量减少。 但风速过大，会导致吹出物量增加，燃料损失加大，严重时，出现风洞甚至吹翻，造成气化条件恶化，同时也增大电耗。 在吹风量一定的条件下，强风短吹是缩短吹风时间、提高制气强度、减少热能损失的有效方法。但要以吹出物量不超过总入炉燃料量的4％为限。一般生产1m3的半水煤气，约消耗0.95~1.05m3的空气。 水蒸气用量 水蒸气用量是提高煤气产量，改善气体成分的重要手段之一。此量取决于水蒸气的流速和延续时间。 蒸汽一次上吹时，炉温较高，煤气产量高、质量好。但随着制气的进行，气化区温度迅速下降，气化区上移，制气反应的速率和蒸汽转化率都会下降，还会造成出口煤气温度升高，热损失加大。这时还继续保持蒸汽吹入量一定的话，将导致蒸汽分解率显著下降。因此提倡通过调节蒸汽加入量而不是调节吹风量，来调节炉况。并且上吹时间不宜过长。 蒸汽下吹时，气化区恢复到正常位置，特别是对于某些下吹蒸汽进行预热的流程，由于蒸汽温度较高，制气情况良好，所以下吹时间比上吹时间长。 在上述前提下，对内径?740mm的煤气发生炉，蒸汽用量一般为5~7t/h； ?2400mm的煤气发生炉，蒸汽用量一般为2~2.6t/h。 当采用加氮空气时，在进行蒸汽分解反应的同时亦有碳的燃烧反应，如此既可缩短吹风时间，还有利于燃料层的稳定。蒸汽上吹时，燃料层温度下降比较迅速，故加氮空气用量上吹比下吹时大。 燃料层高度 燃料层高度影响气固接触时间，对吹风和制气的影响不同。 制气阶段，较高的燃料层使水蒸气停留时间加长，燃料层温度较稳定，有利于提高蒸汽分解率。 吹风阶段，较高的燃料层使空气停留时间增加，CO2还原反应增加，CO含量增加，热损失加大。同时，燃料层阻力增大，使输送空气的动力消耗增加。 燃料层高度主要由燃料的粒度和热稳定性等因素来选择。一般来讲，对粒度较大、热稳定性较好的燃料，采用较高的燃料层是可取的。但对粒度较小和热稳定性较差的燃料，则燃料层不宜过高。 循环时间 每一个工作循环所需要的时间，称为循环时间。循环时间受气化区温度和煤气的产量、质量限制。 循环时间长，气化层的温度、煤气的产量和质量波动大。 循环时间短，气化区温度波动小、煤气质量和产量较稳定，但阀门开关占用时间相对增加，影响煤气发生炉的气化强度，而且阀门开关频繁，也易损坏。一般循环时间为2.5～3min。通常循环时间一般不作随意调整，在操作中可由改变各阶段时间分配来改善煤气发生炉的工作状况。 每一循环各阶段的时间分配，随燃料的性质和工艺操作的具体要求而异。 吹风阶段的时间以能提供制气所需的热量为限，其长短主要取决于燃料的灰熔点及空气流速等。 上下吹制气阶段的时间，以维持气化区稳定、煤气质量好及热能合理利用为原则。下吹时间较上吹时间长。二次上吹和空气吹净时间的长短，以能够达到排净煤气发生炉下部空间和上部空间残留煤气为原则，后者还可调节煤气中的含氮量。 Company Logo 燃料品种 工作循环中各阶段时间分配% 吹风 上吹 下吹 二次上吹 空气吹净 无烟煤，粒度25~75mm 24.5~25.5 25~26 36.5~37.5 7~9 3~4 无烟煤，粒度15~25mm 25.5