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您使用的常压固定床间歇法制气各段时间是怎么分配的? • 源网络链接参考 固定床气化-工艺 以块煤 (10~50mm)为原料,先进的固定床气化工艺以鲁奇移动床加压气化为代表,其主要优点包括:可以使用劣质煤气化;加压气化生产能力高;氧耗量低,是目 前三类气化方法中氧耗量最低的方法;鲁奇炉是逆向气化,煤在炉内停留时间长达1h,反应炉的操作温度和炉出口煤气温度低,碳效率高、气化效率高。虽然鲁苛 气化工艺优点很多,但由于固定床气化只能以不粘块煤为原料,不仅原料昂贵,气化强度低,而且气-固逆流换热,粗煤气中含酚类、焦油等较多,使净化流程加 长,增加了投资和成本。 固定床气化-概述 常压固定床煤气化技术是 以空气、蒸气、氧为气化剂,将固体燃料转化成煤气的过程。自1882年第一台常压固定床煤气发生炉在德国投产以来,该项技术不断得到完善。由于技术成熟可 靠,投资少,建设期短,在国内外仍广泛使用。在冶金、建材、机械等行业用于制取燃气。在中小型合成氨厂用于制取合成气。但可以预计,由于生产技术不断更 新,企业生产规模的不断扩大,装置大型化,这种气化技术由于对原料要求严格,生产能力小,能耗高等缺点随着时间的推移终将被淘汰。 常压固定床气化生成煤气的有效成分主要有h2、co和少量ch4,用于合成氨生产的半水煤气中的氮也是有效成分。用作燃料的煤气以单位发热量来衡量,而用作合成气则以co和h2的体积百分含量来表示。 工业煤气一般分为空气煤气、混合煤气(发生炉煤气)、水煤气、半水煤气和中热值煤气。 固定床气化-常压发生炉煤气生产工艺 常压移动床气化工艺是比较古老的,应用非常普遍的气化方法。其特点是:整个气化过程是在常压下进行的;在气化炉内,煤是分阶段装人的,随着反应时间的延长,燃料逐渐下移,经过前述的干燥、干馏、还原和氧化等各个阶段,最后以灰渣的形式不断排出,而后补加新的燃料;操作方法有间歇法和连续气化法;气化剂一般为空气或富氧空气,用来和碳反应提供热量,水蒸气则利用该热量和碳反应,自身分解为氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等气体。 (一)发生炉煤气种类发生炉煤气根据使用气化剂和煤气的热值不同,一般可以分为空气煤气、混合煤气、水煤气、半水煤气等。 (二)制气原理 1 .空气煤气空气煤气是发生炉煤气最简单的生产工艺。它以空气作为气化燃料,主要的化学反应如下: c + 02 = co2 — 394 . ikj / mol c + co2= 2co + 173 . 3kj / mol 从发生炉底部通人的空气气化剂中的]氧在炉内氧化层与炽热的炭作用,理想情况下只生成二氧化碳,并放出大量的热。二氧化碳热气体上升到还原层,继续与碳作用发生还原作用,生成一氧化碳,并吸收一定的热量。一氧化碳是空气煤气的主要可燃成分。 从化学反应的平衡角度来看,随着温度的升高,有利于促进1吸热反应式的进行,因而生成气体中一氧化碳含量增加;而温度升高,对2 放热反应式是不利的,因此,气体中二氧化碳的含量降低,当温度超过 900 ℃ 时,气体中的二氧化碳含量甚少。 从化学反应的速度来看, 在超过 900 ℃ 后,碳的燃烧反应式1的速度极快,属于扩散控制,即氧气向固体颗粒表面的扩散决定了燃烧反应的总速度,因而,增加气体流速与减小固体颗粒的粒径有助于提高 燃烧速度,其中以提高气流速度最为有效。对碳与二氧化碳的反应式2而言,其速度要远远低于碳的燃烧反应,在 2000 ℃ 以下属于化学反应控制,随着温度的提高,达到相同一氧化碳含量所需要的时间缩短,即反应速度提高。将上述两个反应相加可以得到气化区总反应方程如下: c + 0 . 5 o2 = co - 110 . 4kj / mol 由上述总反应方程可见,空气]煤气的主要有效成分为一氧化碳。在第二章对空气煤气进行计算的结果知道,即使在理想气化条件下,制取空气煤气的气化效率也只有 69 . 3 % , 煤气的热值 44ogkj / m " ,而理想空气煤气中的有效成分一氧化碳只有 34 . 7 % ,其余的 65 . 3 %为氮气. 上述分析结果是在理想条件下得出的,气化的是纯碳,反应完全,即使在理想条件下,转人煤气中的热能也不会超过碳所提供总热能的69 , 3 %。实际生产中,由于有煤料的夹带损耗,实际气化效率达不到上述计算指标,但它可以反映实际气化过程和理想过程之间的差距。 空气气化过程中放出大量的热量,而吸收热量的反应主要 是二氧化碳的还原反应,此外还有气化过程的散热损耗,这会使得炉内热量积聚,料层和煤气温度升得较高,存在易结渣而适宜采用液态排渣的气化炉、煤气热值 低、出口温度高、气化效率低等问题,这就大大限制了其在工业上的应用。目前使用不很普遍,但是它是研究其他气化工艺的基础。 固定床气化-移动床气化炉 移动床又叫固定床。移动床是一种较老的气化装置。燃料主要有褐煤、长焰煤、烟煤、无烟煤、焦炭等,气化剂有空气、空气-水蒸气、氧气-水蒸气等,燃料由移动床上部的加煤装置加入,底部通入气化剂,燃料与气化剂逆向流动,反应后的灰渣由底部排出。 当炉料装好进行气化时,以空气作为气化剂,或以空气(氧气、富氧空气)与水蒸气作为气化剂时,炉内料层可分为六个层带,自上而下分别为: 空层、干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层,气化剂不同,发生的化学反应不同。由于各层带的气体组成不同,温度不同,固体物质的组成和结构不同,因此反应的生成物均有一定的区别。各层带在炉内的主要反应和作用都不同。 [ 字号,消除多余链接 ]查看更多
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简介
职业:南通众益鑫化工有限公司 - 设备工程师
学校:湖北师范学院 - 化学与环境工程系
地区:贵州省
个人简介:个人的智慧只是有限的。查看更多
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