煤炭气化工艺学-第四章-气化炉
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气化炉的工艺流程一、原料准备气化炉的工艺流程是从固体燃料开始的,因此首先需要对原料进行准备。
通常使用的固体燃料主要包括煤炭、木材、秸秆等。
在进行气化之前,这些原料需要进行预处理,以确保其能够顺利地进入气化炉中进行气化。
预处理包括原料的破碎、干燥和筛分等步骤。
破碎是将原料进行颗粒度的降低,以便于气化时的均匀加热和反应。
干燥是为了降低原料中的水分含量,以减少气化过程中的能耗。
筛分是为了去除原料中的杂质,确保气化炉的运行稳定和气化产物的质量。
二、气化反应经过原料准备后,原料将进入气化炉,进行气化反应。
气化反应是指将固体燃料在高温下与气体或蒸汽进行化学反应,生成气体燃料的过程。
气化反应中主要生成的气体包括一氧化碳、氢气、二氧化碳等。
气化反应是一个复杂的化学过程,主要包括热解、氧化、还原等多种反应机制。
气化炉的设计主要是为了提供适宜的反应条件,包括适宜的温度、压力和气流速度等。
在气化反应中,固体燃料会经历干馏、热解和气相化等过程,生成气体、焦炭和灰渣等产物。
气化炉内通常会设置多层反应区,以确保气化反应的充分进行。
同时,还需要对气化炉进行严格的温度和气体成分控制,以确保气化过程的稳定和产物的质量。
三、气体净化在气化反应中生成的气体中,通常会包含一些有害物质和杂质,如焦油、硫化物、氰化物等。
为了确保气化产物的质量和安全应用,需要对气体进行净化处理。
气体净化一般包括冷凝、吸附、脱硫等步骤。
冷凝是将气体中的水蒸气和一些轻质烃类冷却凝结成液体,以除去气体中的水分和挥发性有机物。
吸附是通过吸附剂将气体中的杂质吸附到表面上,以去除气体中的硫化物、氰化物等有害物质。
脱硫是通过化学反应将气体中的硫化氢和二氧化硫转化为无害的硫酸盐或硫元素,以减少气体中的硫化物含量。
四、气体处理经过气体净化后,产生的气体通常还需要进行进一步的处理,以符合使用的要求。
气体处理一般包括加压、调节、储存等步骤。
加压是将净化后的气体进行增压,以提高气体的压力,以便于输送和使用。
气化炉的结构及技术要求6.2.1.1气化炉的结构煤气化炉又称煤气发生炉 (gas producer) 。
煤气化的主要设备。
根据煤的性质和对煤气产品的要求有多种气化炉型式。
分为固定床移动床、沸腾床和气流床等形式。
煤在煤气化炉内会发生一系列复杂的物理变化和化学变化,主要有:煤的干燥、煤的干馏和煤的气化反应。
其中干燥指煤中水分的挥发,是一个简单的物理过程,而干馏和气化反应都是复杂的热化学过程,受煤种、温度、压力、加热速率和气化炉形式等多种因素的影响,和生产操作密切相关,是需要特别重视的。
煤的干馏又称为煤的热分解或热解,指煤中的有机物在高温下发生分解而逸出煤中的挥发成分,并残存半焦或焦炭的过程。
气化炉中的气化反应,是一个极其复杂的体系。
由于煤炭的“分子”结构很复杂,其中含有碳、氢、氧和其它元素,因而在讨论气化反应时总是以如下假定为基础,即仅考虑煤炭中的主要元素碳,且气化反应前发生煤的干馏和热解。
这样一来,气化反应主要是指煤中的碳和气化剂中的氧气、水蒸气和氢气的反应,也包括碳与反应物以及反应产物之间进行的反应。
某化工机械厂生产的气化炉的结构如图所示,该气化炉燃烧室筒体内径3200mm,主体高度 19074mm。
上球形封头、燃烧室筒体、筒体锻件材料为耐热钢SA387Cr11Cl2,相对应中国标准图 6-5气化炉的结构为 14CrMoR。
,上球形封头厚度60mm,燃烧室筒体壁度 78mm,筒体锻件的筒体部分壁度78mm。
激冷室腐蚀比较严重,所以内部堆焊。
故气化炉激冷室筒体采用复合钢板SA387Cr11Cl2+316L,筒体复合钢板厚度( 78+4)mm,激冷室筒体内径 3192mm。
筒体锻件壁面在激冷室侧的要堆焊耐蚀层。
下锥体封头材料为耐热钢SA387Cr11Cl2,内表面堆焊堆焊耐蚀层,厚度为((82+6)mm,气化炉主体高度19074mm。
气化炉技术特性参数:设计压力 5.56MPa,设计温度 455℃,工作介质:高温煤气、煤气、熔渣、黑水等。
第三章试题一、填空题一、叫做植物的成煤作用。
一样以为,成煤进程分为两个时期即和。
二、不同煤种的组成和性质相差是超级太的,即便是同一煤种,由于成煤的条件不同,性质的不同也较大。
、和之间的不同,会直接阻碍和决定煤炭气化进程工艺条件的选择,也会阻碍煤炭气化的结果。
3、无烟煤、焦炭、半焦和贫煤作为气化用煤的要紧特性是。
4、烟煤作为气化用煤的要紧特性是。
五、煤气的发烧值是指。
六、压力增大,同一煤种制取的煤气的发烧值越高,同一操作压力下,煤气发烧值由高到低的顺序依次是褐煤、气煤、无烟煤。
这是由于。
7、煤炭气化进程主若是煤中的碳和水蒸气反映生成氢,这一反映(填吸收或放出)大量的热量,该热量是通过来维持。
八、煤中的水分存在形式有三种,包括、、.九、煤中的水分和有关,随煤的变质程度加深而呈规律性转变;即从泥炭、褐煤、烟煤、年轻无烟煤,水分,而从年轻无烟煤到年老无烟煤,水分又增加。
10、所谓的气化效率是指,气化效率能够反映总能量的有效利用程度。
1一、一样地,从加压气化炉排出的灰渣中碳含量在左右,常压气化炉在左右,关于液态排渣的气化炉,常在以下。
1二、煤中的硫以和的形式存在,中国各地煤田的煤中硫含量都比较,太多在以下。
13、简单地说,灰熔点确实是灰分熔融时的温度.灰分在受热情形下,一样通过三个进程。
即、、温度,对煤炭气化而言,一样用作为原料灰熔融性的要紧指标。
14、燃料的反映性确实是燃料的化学活性,是指。
一样以的还原系数来表示,如下式所示:二、判定题一、褐煤转变成烟煤和无烟煤的进程。
在那个进程中煤的性质发生转变,因此那个进程叉叫做变质作用。
()二、无烟煤这种煤炭气化时黏结,而且产生焦油,煤气中的不饱和烃、碳氢化合物较多,煤气净化系统较复杂,煤气的热值较高。
()3、褐煤气化时不黏结但产生焦油。
褐煤是变质程度较高的煤,加热时不产生胶质体,含有高的内在水分和数量不等的腐殖酸,挥发分高,加热时不软化,不熔融.()4、一样来讲,煤中挥发分越高,转变成焦油的有机物就越多,煤气的产率下降。
煤的气化习题(总7页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第四章煤的气化一、填空题1.煤气化过程中,气化反应主要是在氧化层与还原层中进行的,这两层统称为气化层(区)。
2.煤气化发生炉主要由炉体、加料装置和排灰装置构成。
3.按气化炉内煤料与气化剂的接触方式,气化炉可分为固定床、流化床、气流床和熔池气化炉。
4.煤的气化过程是一个热化学过程,它以煤或煤焦为原料,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等做气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。
5.提高自热式气化炉气化效率的方法是向煤中添加物,使其在气化过程中进行放热反应。
6.气化反应器中煤料的停留时间随碳转化率的下降而减小,随返混程度的减少而减小,随反应速率常数K的上升、温度的上升而减小。
7.对于在加压下运行的气化炉,外部环境处于大气温度和压力条件下,所以加料时必须克服压力差。
成熟的加煤方式有料槽阀门和泥浆泵。
8.即使气化炉中灰渣含碳量相同,灰渣中碳损失量也将随原煤中灰分含量的增加而增多。
9.气化效率即意味着单位质量气化原料的化学热所产生的煤气化学热的比例。
气化原料的一部分直接转化为可燃气体组分,而另一部分即可能为转化反应提供所需的热能。
10.固定床气化炉一般使用块煤或煤焦为原料;原料与气化剂在炉内逆向流动。
11.加入流化床气化炉的煤料粒度一般为3~5mm左右,这些细粒煤料在自下而上的气化剂的作用下保持着连续不断和无秩序地沸腾和悬浮状态运动,迅速地进行着混合和热交换,其结果导致整个床层温度和组成的均一。
产生的煤气和灰渣皆在接近炉温下导出。
12.气化炉中煤料的停留时间τ取决于碳转化率、返混程度、反应速率常数以及温度。
13.气化反应器的生产能力定义式中ρ煤取决于煤的表观密度ρS以及反应器中煤堆的疏松程度。
14.常压固定床水煤气间歇气化过程,分成两个阶段,即吹风阶段和制气阶段。
三种煤气化炉技术介绍煤气化是一种利用化学反应将固体煤转化为可燃气体的技术过程,可以将煤转化为煤气、合成气和合成油等能源。
煤气化可以通过不同的煤气化炉技术实现,下面将介绍三种常见的煤气化炉技术。
1.固定床煤气化炉:固定床煤气化炉是最早应用的煤气化技术之一、在固定床煤气化炉中,煤炭被填充在炉膛中,煤气化反应通过从煤床底部通入的氧气或氧气与蒸汽的混合物进行。
煤床通过由炉膛底部从下而上通过的气流进行流化,从而促进反应的进行。
在固定床煤气化炉中,煤气化反应主要发生在煤床下部的炉膛区域,温度通常在900°C至1400°C之间。
固定床煤气化炉的优点是操作稳定、适应性强,但由于床层热阻较大,炉温难以控制并且煤气质量较低。
2.流化床煤气化炉:流化床煤气化炉是一种采用流化床技术进行的煤气化工艺,该技术首次在20世纪60年代得到应用。
在流化床煤气化炉中,煤炭经过细磨和干燥后与气化剂(如氧气和水蒸汽的混合物)一起输入炉膛。
煤炭在流化床内扬起并形成流化状态,反应通过高速气流中的煤颗粒与气体热交换实现。
在流化床煤气化炉中,温度通常在800°C至1000°C之间。
流化床煤气化炉具有热传递效率高、反应速度快的优点,产生的煤气质量较高,但操作复杂,需要高流速和高压力的气流。
3.级联煤气化炉:级联煤气化炉是一种将两个或多个煤气化反应装置相连接以提高反应效率和煤气品质的技术。
在级联煤气化炉中,通常使用高温煤气化反应器作为第一级反应器,将煤炭和气化剂进行气化反应;然后,将第一级反应器的产物气流引入低温煤气化反应器中进行进一步的气化和合成反应。
级联煤气化炉可通过优化不同反应器之间的温度和气体组成来实现高效率的煤气化过程。
级联煤气化炉的优点是可以提高煤气化效率和产气量,并可根据需要调整煤气的组成。
综上所述,固定床煤气化炉、流化床煤气化炉和级联煤气化炉是三种常见的煤气化炉技术。
每种技术都有其特点和适用范围,可以根据具体需求选择合适的煤气化炉技术。
煤气化工艺流程(德士古气化炉)煤气化工艺流程一、制浆系统1、系统图2、工艺叙述由煤贮运系统来的小于10mm的碎煤进入煤贮斗后,经煤称量给料机称量送入磨机。
30%的添加剂由人工送至添加剂溶解槽中溶解成3%的水溶液,由添加剂溶解槽泵送至添加剂槽中贮存。
并由添加剂计量泵送至磨机中。
在添加剂槽底部设有蒸汽盘管,在冬季维持添加剂温度在20--30?,以防止冻结。
工艺水由研磨水泵经磨机给水阀来控制送至磨机。
煤、工艺水和添加剂一同送入磨机中研磨成一定粒度分布的浓度约59%-62%合格的水煤浆。
水煤浆经滚筒筛滤去3mm以上的大颗粒后溢流至磨机出料槽中,由磨机出料槽泵送至煤浆槽。
磨机出料槽和煤浆槽均设有搅拌器,使煤浆始终处于均匀悬浮状态。
二、气化炉系统1、系统图2、工艺叙述来自煤浆槽浓度为59%-62%的煤浆,由煤浆给料泵加压,投料前经煤浆循环阀循环至煤浆槽。
投料后经煤浆切断阀送至德士古烧嘴的内环隙。
空分装置送来的纯度为99.6%的氧气经氧气缓冲罐,控制氧气压力为6.0~6.2MPa,在准备投料前打开氧气手动阀,由氧气调节阀控制氧气流量经氧气放空阀送至氧气消音器放空。
投料后由氧气调节阀控制氧气经氧气上、下游切断阀送入德士古烧嘴。
水煤浆和氧气在德士古烧嘴中充分混合雾化后进入气化炉的燃烧室中,在约4.0MPa、1300?条件下进行气化反应。
生成以CO和H为有效成份的粗合成气。
粗2合成气和熔融态灰渣一起向下,经过均匀分布激冷水的激冷环沿下降管进入激冷室的水浴中。
大部分的熔渣经冷却固化后,落入激冷室底部。
粗合成气从下降管和导气管的环隙上升,出激冷室去洗涤塔。
在激冷室合成气出口处设有工艺冷凝液冲洗水,以防止灰渣在出口管累积堵塞,并增湿粗合成气。
由冷凝液冲洗水调3节阀控制冲洗水量为23m/h。
激冷水经激冷水过滤器滤去可能堵塞激冷环的大颗粒,送入位于下降管上部的激冷环。
激冷水呈螺旋状沿下降管壁流下进入激冷室。
激冷室底部黑水,经黑水排放阀送入黑水处理系统,激冷室液位控制在50--55%。