煤气发生炉
煤气发生炉是将煤炭转化为可燃性气体——煤气（主要成分为CO、H2、CH4等）的生产设备。工作原理为：将符合气化工艺指标的煤炭筛选后，由加煤机加入到煤气炉，从炉底鼓入自产蒸汽与空气混合气体做为气化剂。煤炭在炉经物理、化学反应，生成可燃性气体，上段煤气经过旋风除油器、电捕器过滤焦油.下段煤气经过旋风除尘器清除灰尘，经过混合后输送到用户使用。广泛适用于轧钢炉、退火炉、锻造炉、钢管炉、玻璃炉、熔铝炉、铜材炉、建炉等各种热工炉所需温度围的各种炉形。
中文名:煤气发生炉
外文名:Gas furnace
用途:熔炼、退火、煤气站等
使用原料:煤
产出:煤气、焦油、炉渣
主体材质:金属结构
目录
1工作原理
.2基本用途
.3主要分类
.?单段
.?双段
.4配套设备
.?电捕焦油器
.?旋风除尘器
.?窑
.5原料
.6技术参数
.?环保标准
.?安全措施
.?煤气净化
.?蒸汽调节
煤气发生炉工作原理
发生炉煤气是通过水蒸气和空气混合形成气化剂后流经炽热的固定燃烧床生成的。空气中所含的氧气、水蒸气与燃料中的碳反应，生成了共含有CO、CO2、H2、CH4、N2等成
分的发生炉煤气。与空气混合的蒸气提高了热效率，并降低了燃烧床的温度，从而控制了熔块的形成。蒸气与碳反应是吸热反应：C+H2O=CO+H2－Q（Q为热量，下同）当氧气和碳反应时就放出热量：2C+O2=2CO+Q
煤气发生炉工作原理
燃烧床的温度取决于气化剂的饱和温度，燃料的粒度、类型及发生炉的炉型。燃烧床的温度是非常重要的，因为对于给定的燃料和炉型，它决定着发生炉煤气的成分：在温度高的情况下，可产生大量的可燃气体。因此，重要的是既保持燃烧床高温而又不会形成熔块。形成熔块的温度取决于燃料的渣融特性，在氧气充足的情况下，还会出现两种反应：
2CO+O2=2CO2+QC+O2=CO2+Q。所以说，CO的产生并不一定意味着任何碳燃烧都能使煤气的热值降低。另外，一些水蒸气还与CO反应，由于每体积CO转化为CO2时，同时生成了相同体积的H2：CO+H2O=CO2+H2。因此，不会有热损失。在还原层，其温度低于1200℃时，还会出现下面的快速反应：CO2+C=2COH2O+C=CO+H2当煤气通过还原带时，可燃气体含量迅速上升，而CO2和水蒸气含量下降。通过还原带后，一些煤气被抽出，流经底部旋风除尘器和强制风冷器，这股煤气称为“底部煤气”，其温度约为400℃左右。在干馏层，喂入发生炉的燃料，依次被干燥、预热和碳化，生成的蒸气、焦油雾和煤气一块从顶部离开发生炉，这一部分煤气称为“顶部煤气”，其温度保持120℃左右。
煤气发生炉基本用途
很多人第一次听说煤气发生炉都会有一种很茫然的感觉，那么它的用途是什么呢?其实很多用煤气发生炉的客户都知道煤气发生炉煤气是由煤气化而得的一种燃料气，但是煤气发生炉煤气最主要的用途是工业燃料。
随着工业的发展煤炭、天然气和石油的开发，煤炭在各国能源构成中的的比例逐渐下降，在世界各国产生了能源危机。煤气发生炉也在适应市场需求，一代一代的更新。在我国煤炭始终是最主要的的能源。全国各地、各行、各业都新建了一批煤气发生站。在当前社会为了充分的利用我国丰富的煤炭资源，在其它新的气化方法尚不普及的情况下，煤气发生炉煤气仍然是一种行之有效的气化方式，特别对面宽量大的中小企业尤其是如此。
煤气发生炉煤气的具体用途：
用途一、煤气发生炉煤气可以用于工业窑炉的加热，例如：机械工业的锻造加热炉、热处理炉;玻璃工业熔池;砂轮、耐火材料工业的隧窑。
用途二、煤气发生炉煤气可以用于各种锅炉消烟除尘，各种工业锅炉，特别是中小型锅炉生产中烟尘十分严重，除了不断改进燃料方式和设置各类高校除尘设备外，采用煤气发生炉燃气做燃料，是国外公认的好办法之一。
煤气发生炉主要分类
煤气发生炉按不同的制气工艺和所产煤气的质量分为单段煤气发生炉、双段煤气发生炉和干馏式煤气发生炉。
煤气发生炉单段
单段煤气发生炉的产品属于固体燃料（煤或焦炭）经过气体的一种热加工过程，即用氧或氧化合物（蒸汽、二氧化碳）通过高温的固体燃料（煤、焦炭）层、其中起氧化作用的有机物质
单段煤气发生炉
（空气、水蒸汽）称为气化剂，生成含有氢、一气化碳及甲烷等的混合气体称为煤气。
炉体结构：全水套结构，自产蒸汽压力为294KPa ，可直接通入煤气炉做气化剂使用。
加煤机构：采用机械加煤结构，操作简单，维修方便，气密性好。
清灰机构：采用液压传动装置湿式单侧除灰。该炉加料、除渣、布风均匀，操作简便、调节方便、运行可靠。
常压固定床煤气发生炉，一般以块状无烟煤或烟煤和焦炭等为原料，用蒸汽或蒸汽与空气的混合气体作气化剂，生产以一氧化碳和氢气为主要可燃成分的气化煤气。煤气炉燃料层的分区1－干燥层2－干馏层3－还原层4－氧化层5－灰渣层。
煤气发生炉双段
双段式煤气发生炉发生的煤气分为上段煤气和下段煤气。上段煤气先进I级电捕焦油器，脱除重质焦油及灰尘，其工作温度为90-150摄氏度之间，在进入间接冷却器，在间接冷却器煤气呗冷却至35-45摄氏度左右。下段煤气经旋风除尘器除尘，除尘后的温度大约在450-550摄氏度。继而进入余热换热器，在给煤气降温的同时回收煤气显热，煤气温度降至200-230摄氏度左右；再进入风冷器冷却，温度降至35-45摄氏度。被间接冷却后的上段煤气和下段煤气进入二级电捕轻油器再一次脱油、除尘。被冷却净化后的煤气经加压及加
双段煤气发生炉结构
压，通过煤气管道输送使用。
干馏式
干馏式煤气发生炉是在两段炉的基础上研发的一种炉型，取消了两段炉的下段煤气全部煤气都在干馏段中充分干馏由煤气炉顶部排出。干馏炉既保留了两段炉在料层控制方面简单的优势，同时由于气化段所生产的煤气全部上行由于干馏煤炭，所以不需要对煤气进行流量比例的调节，大大降低了煤气炉的操作和维护的复杂程度。
干馏炉在煤气减少携灰方面优于一段炉和两段炉。
煤气发生炉配套设备
煤气发生炉电捕焦油器
电捕焦油器用于过滤煤气中的焦油，电捕焦油器采用结构形式有同心圆式、管式和蜂窝式等三种。无论哪种结构，其工作原理，即在金属导线与金属管壁〔或极板〕间施加高压直流电，以维持足以使气体产生电离的电场，使阴阳极之间形成电晕区。
电捕焦油器
煤气发生炉旋风除尘器
旋风除尘器是除尘装置的一类。除沉机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再
借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器于1885年开始使用，已发展成为多种型式。按其流进入方式，可分为切向进入式和轴向进入式两类。在相同压力损失下，后者能处理的气体约为前者的3倍，且气流分布均匀。普通旋风除尘器由简体、锥体和进、排气管等组成。旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用来从气流中分离固体和液体粒子，或从液体中分离固体粒子。在普通操作条件下，作用于粒子上的离心力是重力的5～2500倍，所以旋风除尘器的效率显著高于重力沉降室。大多用来去除0.3μm以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3μm的粒子也具有80～85%的除尘效率。选用耐高温、耐磨蚀和服饰的特种金属或瓷材料构造的旋风除尘器，可在温度高达1000℃，压力达500×105Pa的条件下操作。从技术、经济诸方面考虑旋风除尘器压力损失控制围一般为500～2000Pa。
煤气发生炉窑
轧钢加热窑
轧钢加热炉一般是由加热炉本体，冷却系统、燃烧系统、进出料、排烟系统、余热回收系统、自动控制系统等七个部分组成。按出料方式分为侧出料和端出料两种。主要用于钢坯的扎前加热，轧钢加热炉其燃烧气氛为还原气氛，减少了对钢坯的烧损，提高了钢坯的加热质量。
轧钢加热窑
罩式退火窑
罩式退火窑是由2个炉台，2个罩，一个加热罩和一个冷却罩组成。一只炉台在加热升温和保温时，另一只炉台处于冷却，卸料过程，加热罩交替加热2只炉台，既能够节省能耗，并实现连续生产。
罩式退火窑
隧道窑
隧道窑根据温度分为高温隧道窑和中温隧道窑两大类。隧道窑结构形式多种多样，衬可为重质耐火砖或轻质耐火砖形式，窑顶可分为拱卷结构或平吊顶结构，外壳可为金属钢板结构或红砖外墙结构，具体形式可根据产品及用户不同情况进行设计制作。隧道窑主要用于耐火材料、瓷及化工粉体的烧成。隧道窑产量大、产品质量稳定。
隧道窑
全纤维台车式热处理窑
全纤维台车式热处理窑是由炉体、炉门、台车、炉门起吊机构、台车行走机构、煤气发生炉、温控显示等部分组成。其中炉体部分由钢骨架和钢板焊接而成，炉衬由耐火限位块结构组成。
台车式炉适用于大型和大批量的铸锻件退火、正火以及回火处理。台车式炉对燃料的热利用高，对周围环境的污染小。
台车式热处理窑
煤气发生炉原料
煤制气是以煤或焦炭等含碳的物质为原料，以空气和水蒸汽为气化剂，在常压固定床煤气发生炉气化获取可燃气体的技术，生成气体的主要成分是一氧化碳、氢气、氮气、二氧化碳，可燃组份为一氧化碳和氢气，由于含有大量的惰性组份氮气，因此煤气热值不高，低热值为6 MJ/Nm3左右。
煤气发生炉制气技术中有发生炉冷煤气和热煤气两种，可根据产品的性质选择不同的燃料气，加热对燃料洁净度没有要求的制品，可采用热煤气；加热对燃料洁净度有要求的制品，可将制得的煤气净化变成洁净冷煤气，冷煤气的含尘量及其有害成分（如H2S）很低，不会污染制品，因而可以采用明焰烧成。传统的煤炭燃烧对窑炉的温度不易控制，经常有温度想升升不起来，想降降不下去的情况发生。而应用冷煤气和热煤气加热制品，如调节窑炉温度只须调节煤气阀和风阀的开度，非常简便，对于提高产品质量、改进产品生产工艺、改善劳动条件和环境卫生具有十分明显的效果。
煤气发生炉技术参数
煤气发生炉技术参数
合成氨工艺流程标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]
将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜。 半水煤气由气柜进入电除尘器，除去固体颗粒后依次进入压缩机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，加压到~，送入脱硫塔，用溶液或其他脱硫溶液洗涤,以除去硫化氢，随后，气体经饱和塔进入热交换器，加热升温后进入一氧化碳变换炉，用水蒸汽使气体中的一氧化碳变为氢。变换后的气体，返回热交换器进行降温，并经热水塔的进一步降温后，进入变换器脱硫塔，以除去变换时产生的硫化氢。然后，气体进入二氧化碳吸收塔，用水洗法除去大部分二氧化碳。脱碳后的原料进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段，升压到压缩机~后，依次进入铜洗塔和碱洗塔，使气体中残余的一氧化碳和二氧化碳含量进一步降至20（ppm）以下，以满足合成氨的要求。 净化后的原料气进入压缩机的最后一段，升压到~MPa进入滤油器，在此与循环压缩机来的循环气混合，经除油后，进入冷凝塔和氨冷器的管内，再进入冷凝塔的下部，分离出液氨。分离出液氨后的气体进入冷凝塔上部的管间，与管内的气体换热升温后进入氨合成塔。在高温高压并有催化剂存在的条件下，将氮氢气合成氨。出合成塔的气体中，约含氨10~20%，经水冷器与氨冷器将氨液化并分离后，其气体进入循环压缩机循环使用。分离出的液氨进入液氨贮槽。 原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气 即造气。将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化后生成氢氮比为3:1的半水煤气。整个生产过程由煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、气柜等设备组成。 固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净等5个阶段构成，为了调节氢氮比，在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气，这个过程通常称为吹风回收。 吹风阶段：空气从煤气炉的底部吹入，使燃料燃烧，热量贮存于燃料中，为制气阶段碳与水蒸汽的反应提供热量。吹风气经过燃烧室和废热锅炉后放空。上吹制气阶段：从煤气炉的底部通入混有适量空气的水蒸汽，和碳反应生成的半水煤气经过炉的顶部引出。向水蒸汽中加入的空气称为加氮空气。 下吹制气阶段：将水蒸汽和加氮空气由炉顶送入，生成的半水煤气由炉底引出。二次上吹制气阶段：水蒸汽和加氮空气自下而上通过燃料层，将炉底残留的半水煤气排净，为下一步送入空气创造安全条件。 空气吹净阶段：从炉底部吹入空气，所得吹风气为半水煤气中氮的主要来源，并将残留的半水煤气加以回收。 以上五个阶段完成了制造半水煤气的主过程，然后重新转入吹风阶段，进入下一个循环。原料气的净化：除去原料气中的硫化氢、二氧化碳等杂质，将一氧化碳转化为氢气本阶段由原料气脱硫、一氧化碳变换、水洗（脱除二氧化碳）、铜洗（脱除一氧化碳）、碱洗（脱除残余二氧化碳）等几个工段构成，主要设备有除尘器、压缩机、脱硫塔、饱和塔、热水塔、一氧化碳变换炉、二氧化碳吸收塔、铜洗塔、碱洗塔等。 脱硫：原料气中硫化物的存在加剧了管道及设备的腐蚀，而且能引起催化剂中毒，必须予以除去。脱硫方法可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。干法脱硫是用固体硫化剂，当气体通过脱硫剂时硫化物被固体脱硫剂吸附，脱除原料气中的少量硫化氢和有机硫化物。一般先进行湿法脱硫，再采用干法脱硫除去有机物和残余硫化氢。湿法脱硫所用的硫化剂为溶液，当含硫气体通过脱硫剂时，硫化物被液体剂吸收，除去气体中的绝大部分硫化氢。
两段式煤气发生炉操作规程 1.冷煤气站 煤 两段式煤气发生炉产生的煤气分为上段煤气和下段煤气。上段煤气先进入一级电捕焦油器脱除重质焦油及灰尘，其工作温度80-150℃之间，再进入间冷器，在间冷器内煤气冷却至35-45℃左右。下段煤气经旋风除尘器除尘，继而进入余热换热器，煤气温度降至200-230℃，再进入风冷器冷却，温度降至65-80℃，通过间冷器冷却至35-45℃。被间冷器冷却后的上、下段煤气进入二级电捕焦油器脱油、除尘，通过煤气加压机输送到用户。 二、发生炉及净化设备
要紧结构及工作原理： 两段式煤气发生炉由料仓、给煤机构、干馏段、气化段、出渣结构、汽包等六大部分组成。分离好的20-60mm煤块，通过输煤系统储存于料仓，料仓中的煤通过给煤机构，依照需要平均地加入干馏段与下部上升的制气进行热交换，温度逐步上升。煤中的机械水析出，以后是结晶水析出，随着煤块位置下降，煤块温度不断上升，煤块进行着复杂的热分解，析出不同馏分的挥发份，直到900℃以上差不多终止。残留的部分为固定碳 及灰份，与外部鼓入的水蒸汽与空气组成的气化剂反应，生成H 2、CO 2 、CO、CH 4 、N 2 等 气化反应产物，同时放出大量的热，除了满足吸热反应外，均表现为气体的闲热带入上部，残留的灰份由出灰机排出。 气化段上升的热煤气，在干馏段充分热交换以后，由炉顶出口引出，称为上段煤气。温度约80-120℃，约占煤气产量的40%。气化段生成的煤气除了一部分作为载热气流上升进入干馏段外，另一部分从炉内中心管砖壁及中心收集管引出，称为下段煤气，温度约400-600℃，约占煤气产量的60%。
要紧结构及工作原理： 电捕焦油器又称静电除尘器，要紧由筒体、电晕极、沉淀极、分气隔板、绝缘子箱
煤气发生炉工作原理与煤气发生炉煤气成分 在一般的煤气发生炉中，煤是由上而下、气化剂则是由下而上地进行逆流运动，它们之间发生化学反应和热量交换。 一、煤气发生炉内部 在煤气发生炉中形成了几个区域，一般我们称为“层”。 按照煤气发生炉内气化过程进行的程序，可以将发生炉内部分为六层：1、灰渣层；2、氧化层（又称火层）；3、还原层；4、干馏层；5、干燥层；6、空层。 其中氧化层和还原层又统称为反应层，干馏层和干燥层又统称为煤料准备层。
（1）灰渣层：煤燃烧后产生灰渣，形成灰渣层，它在发生炉的最下部，覆盖在炉篦子之上。其主要作用为： A、保护炉篦和风帽，使它们不被氧化层的高温烧坏； B、预热气化剂，气化剂从炉底进入后，首先经过灰渣层进行热交换，使灰渣层温度降低，气化剂温度升高。一般气化剂能预热达300-450℃左右。 C、灰渣层还起了布风作用，使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布。 （2）氧化层：也称为燃烧层（火层）。从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧而生成二氧化碳，并放出大量的热量。它是气化过程中的主要区域之一，其主要反应是：C+O2→CO2+97650大卡。 氧化层的高度一般为所有燃料块度的3-4倍，一般为100-200毫米。气化层的温度一般要小于煤的灰熔点，控制在1200℃左右。 （3）还原层：在氧化层的上面是还原层。赤热的碳具有很强的夺取氧化物中的氧而与之化合的本领，所以在还原层中，二氧化碳和水蒸气被碳还原成一氧化碳和氢气。这一层也因此而得名，称为还原层。 其主要反应为：CO+C→2CO+38790大卡，H2O+C→H2+CO+28380大卡，2H2O+C→CO2+2H2+17970大卡。 由于还原层位于氧化层之上，从上升的气体中得到大量热量，因此还原层有较高的温度约800-1100℃，这就为需要吸收热量的还原反应提供了条件。而严格地讲，还原层还有第一、第二之分，下部温度较高的地方称第一还原层，温度达950-1100℃，其厚度为300-400毫米左右；第二层为700-950℃之间，其厚度为第一还原层1.5倍，约在450毫米左右。 （4）干馏层：干馏层位于还原层的上部，由还原层上升的气体随着热量的被消耗，其温度逐渐下降，故干馏层温度约在150-700℃之间，煤在这个温度下，
咸阳职业技术学院生化工程系毕业论文（设计） 50wt/年煤气化工艺设计 1.引言 煤是由古代植物转变而来的大分子有机化合物。我国煤炭储量丰富，分布面广，品种齐全。据中国第二次煤田预测资料，埋深在1000m以浅的煤炭总资源量为2.6万亿t。其中大别山—秦岭—昆仑山一线以北地区资源量约2.45万亿t，占全国总资源量的94%；其余的广大地区仅占6%左右。其中新疆、内蒙古、山西和陕西等四省区占全国资源总量的81.3%，东北三省占 1.6%，华东七省占2.8%，江南九省占1.6%。 煤气化是煤炭的一个热化学加工过程，它是以煤或煤焦原料，以氧气（空气或富氧）、水蒸气或氢气等作气化剂，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可燃性的气体的过程。气化时所得的可燃性气体称为煤气，所用的设备称为煤气发生炉。 煤气化技术开发较早，在20世纪20年代，世界上就有了常压固定层煤气发生炉。20世纪30年代至50年代，用于煤气化的加压固定床鲁奇炉、常压温克勒沸腾炉和常压气流床K-T炉先后实现了工业化，这批煤气化炉型一般称为第一代煤气化技术。第二代煤气化技术开发始于20世纪60年代，由于当时国际上石油和天然气资源开采及利用于制取合成气技术进步很快，大大降低了制造合成
气的投资和生产成本，导致世界上制取合成气的原料转向了天然气和石油为主，使煤气化新技术开发的进程受阻，20世纪70年代全球出现石油危机后，又促进了煤气化新技术开发工作的进程，到20世纪80年代，开发的煤气化新技术，有的实现了工业化，有的完成了示范厂的试验，具有代表性的炉型有德士古加压水煤浆气化炉、熔渣鲁奇炉、高温温克勒炉（ETIW）及干粉煤加压气化炉等。 近年来国外煤气化技术的开发和发展，有倾向于以煤粉和水煤浆为原料、以高温高压操作的气流床和流化床炉型为主的趋势。 2.煤气化过程 2.1煤气化的定义 煤与氧气或（富氧空气）发生不完全燃烧反应，生成一氧化碳和氢气的过程称为煤气化。煤气化按气化剂可分为水蒸气气化、空气（富氧空气）气化、空气—水蒸气气化和氢气气化；按操作压力分为：常压气化和加压气化。由于加压气化具有生产强度高，对燃气输配和后续化学加工具有明显的经济性等优点。所以近代气化技术十分注重加压气化技术的开发。目前，将气化压力在P＞2MPa 情况下的气化，统称为加压气化技术；按残渣排出形式可分为固态排渣和液态排渣。气化残渣以固体形态排出气化炉外的称固态排渣。气化残渣以液态方式排出经急冷后变成熔渣排出气化炉外的称液态排渣；按加热方式、原料粒度、汽化程度等还有多种分类方法。常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有固定床气化、流化床气化、气流床气化和熔浴床床气化。 2.2 主要反应 煤的气化包括煤的热解和煤的气化反应两部分。煤在加热时会发生一系列的物理变化和化学变化。气化炉中的气化反应，是一个十分复杂的体系，这里所讨论的气化反应主要是指煤中的碳与气化剂中的氧气、水蒸汽和氢气的反应，也包括碳与反应产物之间进行的反应。 习惯上将气化反应分为三种类型：碳—氧之间的反应、水蒸汽分解反应和甲烷生产反应。 2.2.1碳—氧间的反应 碳与氧之间的反应有： C+O2=CO2（1）
1 概述 评价目的 为贯彻“安全第一，预防为主”的方针，加强对危险化学品的管理，保证生产装置在劳动安全卫生方面符合国家的有关法律、法规、标准和规定，确保企业生产运行安全。 找出该单位煤气站装置中存在的主要危险、有害因素及其产生危险、危害后果的主要条件。找出煤气站存在的主要安全隐患，提出消除、预防或降低装置危险性、提高装置安全运行等级的安全对策与措施，为装置的生产运行以及日常管理提供依据，并为上级主管部门实行安全监察管理提供依据。 评价依据 国家、地方有关法规、文件 1）《中华人民共和国安全生产法》[中华人民共和国主席令（2002）第70号]； 2）《危险化学品安全管理条例》[中华人民共和国国务院令（2002）第344号]； 3）《中华人民共和国消防法》（中华人民共和国主席令第4号）；4）《压力容器安全技术监察规程》[劳锅字8号（1990）]； 5）《建设项目（工程）劳动安全卫生监察规定》[原劳动部（1996）3号令]； 6）《关于建设项目（工程）劳动安全卫生综合评价有关问题的通知》
[山东省安全生产监督管理局鲁安监发（2002）28号]； 7）《山东省安全生产监督管理规定》（山东省人民政府令141号）；8）《××市消防管理条例》； 9）××市人民政府办公厅关于开展工业企业煤气安全专项整治活动的通知[淄政办发电(2004)19号]； 10）《关于印发〈安全评价通则〉的通知》[安监管规划字（2003）37号]。 本项目有关技术文件、资料 1）《××峰霞陶瓷有限公司专项安全评价技术服务合同书》； 2）××峰霞陶瓷有限公司煤气站项目其他有关技术资料。 评价标准、规范、规程 1）《建筑设计防火规范》（GBJ16-87，2001修订版）； 2)《工业企业总平面设计规范》（GB50187-93）； 3）《发生炉煤气站设计规范》（GB50195-94）； 4）《工业企业煤气安全规程》（GB6222-86）； 5）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）； 6）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94，2000版）； 7）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）；8）《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）； 9）《噪声作业分级》（LD80-1995）； 10）《有毒作业分级》（GB12331-90）； 11）《职业性接触有毒物程度分级》（GB5044-85）；
浙江X X X X X X有限公司培训教材 煤制氢装置工艺说明书 二○一○年九月
第一章 概 述 1 设计原则 1.1 本装置设计以无烟煤、蒸汽、空气为主要原料生产水煤气，然后经过一系列的净化变换处理生产工业氢气；生产规模：30000Nm 3/h 工业氢气。 1.2 本装置采用成熟、可靠、先进的技术方案，合理利用能源，降低能耗，节省投资。 1.3 认真贯彻国家关于环境保护和劳动法的法规和要求，认真贯彻“安全第一、预防为主”的指导思想，对生产中易燃易爆、有毒有害的物质设置必要的防范措施，三废排放要符合国家现行的有关标准和法规。 1.4 采用DCS 集散型控制系统。 2 装置概况及特点 2.1装置概况 本装置技术采用固定床煤气发生炉制气、湿法脱硫、全低温变换、变压吸附VPSA 脱碳和（PSA ）提纯氢气的工艺技术路线，其中的变压吸附脱碳和提氢技术采用上海华西化工科技有限公司的专有技术。 本装置由原料煤储运工序、固定床煤气发生炉制水煤气工序、水煤气脱硫工序、水煤气压缩工序、全低温变换工序、变换气脱硫工序、变压吸附脱碳和提氢工序、造气和脱硫循环水处理工序以及余热回收等部分组成。 2.2装置组成 原料煤储运→造气→气柜→水煤气脱硫→水煤气压缩→全低温变换→变换气脱硫→变压吸附脱碳→ 变压吸附提氢 2.3生产规模 制氢装置的生产规模为30000Nm 3/h ，其中0.6MPa 产品氢7000 Nm 3/h ，1.3 MPa 产品氢23000 Nm 3/h 。装置的操作弹性为30—110%，年生产时数为8000小时。 2.4物料平衡简图 本装置的界区自原料煤库出来的第一条输煤皮带的下料开始，至产品氢出口的最后一个阀门为止。 煤造气气柜变换压缩脱硫VPSA 脱碳 VPSA 氢提纯余 热 回 收 系 统 动力站界外蒸汽管网硫回收 脱硫循环水造气循环水煤栈桥原料煤库 循环水站界外界外吹风气 粉煤 炉渣蒸汽VPSA 解析气 CO2气界外 界外外卖炉渣硫磺 硫泡沫 上水回水 0.6MPa 产品氢 1.3MPa 产品氢 变脱水煤气水煤气水煤气P-55 水煤气变脱气变换气P-63上水回水空气吹风气蒸汽 蒸汽 块煤 块煤蒸汽 飞灰烟气灰渣
本公司设计生产的煤气发生炉，是以煤炭、空气、水蒸汽作为原料生产煤气的先进能源转换设备。目前广泛应用的燃料主要有：固体燃料、液体燃料、气体燃料三种。从发展趋势来看，工业、生活用热能，以气体燃料应用越来越广泛。其特点是清洁、卫生、环保效果好、使用方便。用煤炭转换产生的煤气在气体类燃料中价格最低、设备投资最省。 CG系列煤气发生炉是本公司生产的常压型固定床混合煤气发生炉，煤气压力低于1000Pa（0.01kg/cm2）操作简单、使用安全、工人劳动强度低、环境污染小。适用于中、小型工厂（如机械、化工、玻璃、建材、陶瓷等）的工业炉窑。也可为宾馆、酒店、部队、学校等团体的厨房灶具、生活锅炉提供廉价、清洁燃气。是直接烧煤设备的替代产品，以煤代电、代油、代天然气选用本系列产品可大大节省使用成本。 炉膛直径1000mm以上的煤气发生炉技术参数：
（一）结构： 本系列煤气发生炉由炉体、供风系统、供水系统、加煤机构、卸渣装置、捕焦器、电器控制系统等组成。 1、炉体：采用钢板圆筒结构，炉体中部水套可自产蒸汽用作汽化剂。炉体上部密封隔热材料，顶部和底部设有水密封装置。此外还有防泄种罩、炉门、鼓风入口、蒸汽入口、煤气出口等设施。炉门为点火时用。 2、供风系统：鼓风机将空气吹入炉体，在其风管路中通入水蒸气并使之混合，用作气化剂。 3、供水系统：采用自来水供水，无须动力消耗，水套中的水产生蒸汽后水位将会下降，设置的自动补水箱可用自动补水。炉顶和炉底水封、捕焦器采用人工补水。 4、加煤机构：采用电动提升，煤车自动翻转机构。小型煤气发生炉可采用人工加煤方式，本公司根据用户定货合同配备该机构。 5、卸渣装置：炉膛直径1000mm以下的炉型为新型手动往复湿式卸渣装置，无须配备动力。炉膛直径1000mm以上的炉型采用旋转盘湿式机动排渣装置。 6、捕焦器：收集沉淀煤气中所含灰尘、煤焦油；停炉时截断煤气发生炉与烧嘴的煤气通道。 7、电器控制系统：将整机设备的控制、煤气温度显示、电源等集中于控制柜中进行控制和显示。 （二）原理： 在煤气发生炉工作时，煤炭由顶部向下移动，而气化剂（空气、水蒸汽）则由底部向上移动。煤炭与气化剂相向运动的过程中，分层进行理化反应。反应结果即获得混合性可然气体，这种反应称为气化反应。反应过程如下： 1. 煤气炉内燃料层的区分 固体燃料的气化反应，按煤气炉内生产过程进行的特性分为五层，即：干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层，现分别予以说明。 干燥层：在燃料层顶部，燃料与热的煤接触，燃料中的水分得以蒸发； 干馏层：在干燥层下面，由于温度条件与干燥层相似，燃料发生热分解，放出挥发分及其它干馏产物变成焦炭，焦炭由干馏层转入气化层进行热化学反应。 气化层：煤气炉内气化过程的主要区域，燃料中的碳和气化剂在此区域发生激烈的化学反应。鉴于反应条件的不同，气化层还可以分为氧化层和还原层。 ① 氧化层：碳与气化剂中的氧发生激烈的热化学反应，生成二氧化碳和一氧化碳，并放出大量的热量。煤气的热化学反应所需的热量靠此来维持。氧化层温度一般维持在1100～1200℃，这决定于原料煤灰熔点的高低。 ② 还原层：还原层是生成主要可燃气体的区域，二氧化碳与灼热的炭起作用，进行吸热化学反应，生
AHF生产工艺流程示意图和工艺说明 干燥的萤石粉经螺旋机进入斗式提升机、卸入萤石粉储仓，再由储仓定时加入萤石计量斗，经电子秤，变频调节螺旋输送机将萤石粉定量送入反应器。 来自硫酸储槽的98%硫酸经电磁流量计、调节阀调节流量送至H2SO4吸收塔吸收尾气中的HF，而后进入洗涤塔洗涤反应气体夹带的粉尘及其夹带的重组分，然后进入混酸槽。发烟硫酸经电磁流量计、调节阀调节流量与98%硫酸配比计量后一并送至混酸槽。在混酸槽中经过混合，使SO3与98%硫酸中的水分及副反应水分充分反应，达到进料酸中水含量为零，而后进入反应器。进入反应器的萤石和硫酸严格控制配比，在加热的条件下氟化钙和硫酸进行反应。反应所需热量由通过转炉夹套的烟道气提供。烟道气来自燃烧炉由煤气燃烧产生。煤气发生炉产生的煤气经管道输送至燃烧炉。离开回转反应炉夹套的烟道气经烟道气循环风机大部分循环回燃烧炉，少量烟道气经烟囱排空。反应系统为微负压操作，炉渣干法处理。 反应生成的粗氟化氢气体，首先进入洗涤塔除去水分、硫酸和粉尘。洗涤塔出来的气体经粗冷器将其大部分水分、硫酸冷凝回洗涤塔。粗冷后的气体经HF水冷、一级冷凝器和二级冷凝器将大部分HF 冷凝，冷凝液流入粗氟化氢中间储槽；未凝气为SO2、CO2、SiF4、惰性气体及少量HF进入H2SO4吸收塔，用硫酸吸收大部分HF后进入尾气处理系统。粗HF凝液自粗HF中间储槽定量进入精馏塔，塔底为重组分物料，返回洗涤酸循环系统，塔顶HF经冷凝后进入脱气塔，从脱气塔底部得到无水氟化氢经成品冷却器冷却后进入AHF检验槽，分
析合格后进入AHF 储槽，后送至充装工序灌装槽车或钢瓶出售。从脱气塔顶排出的低沸物和部分未凝HF 气一起进入H 2SO 4吸收塔，在此大部分HF 被硫酸吸收。工艺尾气经水洗、碱洗后，除去尾气中的SiF 4及微量HF ，生成氟硅酸，废气经洗涤处理后达标排放。生产装置采用DCS 集散控制系统。 其化学反应过程如下： CaF 2＋H 2SO 4?→? 2HF ↑＋CaSO 4 (1) SiO 2＋4HF ?→? SiF 4＋2H 2O (2) SiF 4＋2HF ?→ ?H 2SiF 6 (3) CaCO 3＋H 2SO 4 ?→ ?CaSO 4＋H 2O ＋CO 2 (4) ·生产采取的工艺技术主要包括7个生产装置 萤石干燥单元 萤石给料计量单元 酸给料计量单元 反应单元 精制单元 尾气回收单元 石膏处理单元 附：生产工艺流程示意图 ↓ ↓
煤气发生炉生产安全事故专项应急预案． 煤气发生炉生产安全事故专项应急预案 1 事故类型和危害程度分析 1.1作业区域情况 煤气发生炉作业区域附近，周边其他的易燃易爆等危险源和其他的操
作人员密集操作区域等敏感目标。 1.2可能出现的事故类型 在煤气发生炉的煤气生产过程和使用过程中，由于操作失误，设备老化、腐蚀及外来因素影响等原因，可造成煤气泄露、着火、爆炸等事故。 1.3危害程度分析 1.3.1一般事故：煤气发生轻微泄露。 1.3.2较大事故：煤气发生轻微泄露大量泄露或失火，造成人员重烧伤伤，较大经济损失。 1.3.3重特大事故：发生爆炸，造成人员煤气中毒或死亡，特别重大经济损失。 2应急处置基本原则 安全第一，预防为主；快速反应，协调统一。 3组织机构及其职责 3.1应急组织体系 成立以火法车间主任为组长，煤气发生炉操作人员和活法车间全体员工为成员的现场应急处置体系。 3.2 职责 3.2.1组长副组长职责 1）加强日常的监督检查。 2) 出现险情时第一时间组织人员现场自救。
3）及时报告公司安全环保办公室。 4）事态有扩大到难以控制的趋势时，请求公司应急指挥领导小组支援。 5）负责事故原因的分析和整改。 3.2.2 应急成员职责 1）煤气发生炉操作人员严格遵守操作规程，加强设备的巡回检查。2）煤气发生炉操作人员发现设备异常情况时要及时的处理并报告车间。 3）煤气发生炉出现异常情况时，车间全体应急成员停止生产，处于待命状态。 4) 出现人员烧伤和人员煤气中毒时要及时的救援。 5）出现火情，及时的隔离和灭火处理。 4 应急处置 4.1 预防措施 4.1.1 在煤气发生炉工作区域设置监控和煤气报警装置。 4.1.2 每天24小时都有人员值班和检查。 4.1.3 司炉工要经过专业培训，持证上岗。上班时携带便携式煤气报警装置。 4.1.4由司炉管理人员及司炉工加强对煤气发生炉巡视检查，发现问题及时解决。 4.2事故原因及预防措施
http: 两段式煤气发生炉产气原理 两段式煤气发生炉分上段和下段煤气出口,首先煤从炉顶煤仓经两组下煤阀进入炉内,煤在干馏段经过充分的干燥和干馏,逐渐形成半焦,进入气化段,炽热的半焦在气化段与炉底鼓入的气化剂充分反应,经过炉内还原层、氧化层进行汽化,由炉栅驱动从灰盆自动排出灰渣,煤在干馏的过程中,将挥发分析出生成上段干馏煤气,约占总煤气量的40%,其热值较高(7400KJ/NM),温度较底(120℃),并含有大量的焦油.这种焦油为低温干馏产物,其流动性较好,可采用静电除尘器捕集起来,作为化工原料和燃料.在气化段,炽热的半焦和汽化剂经过氧化、还原等一系列化学反应生成的煤气,称为下段煤气，约占总煤气量的60%,其热值相对较低 (6000KJ/NM),温度较高(450℃)，因煤在干馏段低温干馏时间充足,进入气化段的煤已变成半焦,因而生成的煤气基本不含焦油.底部煤气经旋风除尘器、风冷器等设备进行除尘降温进入间冷器，与上段煤气汇合进入电捕轻油器得到进一步净化，保证了净化煤气的质量，满足了用户生产的需要。 （风冷）两段式煤气发生炉是由干馏段和气化段组成的煤气化设备。它以40-60mm的烟煤为原料，在煤气炉上段中进行干馏，干馏生成的半焦进入两段炉的下段进行气化反应，煤的干馏和氧化集中在同一气化炉内完成，对生成的干馏煤气和氧化煤气经优化配置的后处理设备分别进行除尘、除油、冷却、脱硫等工艺处理。经过处理后的洁净煤气经加压输送系统供给工业窑炉作为燃料使用。根据不同窑炉对煤气质量的要求分别有两段式热脱焦油煤气、两段式冷净式煤气工艺。整个系统包括煤提升系统、供煤系统、供风系统、轻焦油捕集及回收系统、酚水处理及酚水焚烧系统、自动控制系统、煤气贮存及加压输出系统。 本公司两段炉系英国FWH公司在几十年的实验基础上设计出来，并经工业性应用后多次改进定型的一种先进煤制气设备，其显著特点如下： （1）底部煤气由36个耐火通道提取，并有6个底部煤气调节阀来调节整个炉膛面的燃烧平衡。 （2）底部煤气另设一路中心管提取，其作用为：
《化工工艺学》习题 有机部分： 第一章 1 什么叫做烃类热裂解？ 2.烃类热裂解过程中可能发生哪些化学反应？大致可得到哪些产物？ 3.利用标准自由焓计算裂解反应 C2H6C2H4+H2 在2980K、1000K下进行反应的平衡常数Kp和平衡转化率X（裂解反应按常压处理）。 （1000K 时，标准自由焓：H2：0.00 kj/mol，C2H6：109.22 kj/mol C2H4：118.09 kj/mol） 4.试述乙烷裂解反应的机理及其主要步骤？ 5 用热力学和动力学综合分析说明裂解反应在高温、短停留时间、低烃分压下进行的必要性？ 6.试述裂解深度的含义、表示方法。 7．烃类裂解的原料主要有哪些？选择原料应考虑哪些方面？ 8．裂解过程中一次反应和二次反应的含义是什么？为什么要尽力促进一次反应而抑制二次反应？ 9．裂解生产中为什么不采用抽真空办法降低系统总压？ 10．裂解过程中为什么要加入水蒸汽？它还起到了哪些作用？ 11．裂解气为什么要急冷？急冷有哪些方法？各自的优缺点是什么？ 12．在管式裂解炉中为什么会结焦？结焦对生产操作有什么影响？ 13．鲁姆斯裂解工艺流程主要包括哪些部分？各部分的主要作用是什么？ 第二章 1.芳烃的来源有哪些？ 2.简述芳烃的转化反应有哪些？芳烃的转化反应的催化剂主要有哪些？ 3.用热力学和动力学分析说明苯和乙烯烷基化反应的温度为什么控制在95℃左右？ 4.苯和乙烯烷基化的气液相反应器有哪些要求？为什么选用鼓泡床反应器？
5.了解芳烃的转化反应的机理。 6.乙苯生产对原料有何要求？为什么？ 7.简述乙苯生产的工艺流程。 第三章 1.催化加氢反应有哪几种类型？工业上有哪些重要应用？ 2.反应温度和压力对加氢反应有什么影响？ 3.工业上应用的加氢催化剂有哪些类型？ 4.通过合成甲醇的热力学分析说明了什么问题？ 5.影响合成甲醇反应速度的因素是什么？如何确定合成甲醇的工艺条件？ 第四章 1.氧化反应有何特点？ 2.了解催化自氧化的机理及催化剂？ 3.影响催化自氧化过程的影响因素有哪些？ 4.鼓泡床反应器有何特点？ 5.均相催化氧化有何特点？ 6.论述乙烯液相氧化生产乙醛的反应原理及工艺。 7.非均相催化氧化过程可分为哪几个步骤？哪些是物理过程？哪些是化学过程？ 8.与均相催化氧化过程相比，非均相催化氧化过程有哪些特点？ 9.试论述氧气氧化法生产环氧乙烷的工艺条件和工艺过程？ 10.丙烯氨氧化生产丙烯腈的工艺条件是怎样确定的？ 11.简述固定床反应器和流化床的结构及特点？ 无机部分： 1解释概念：水煤气、半水煤气、空气煤气、标煤、固体燃料气化 2煤气化过程的主要工艺条件 3简述以煤为原料制取半水煤气的基本原理？ 4间歇制气过程的工作循环的五个阶段 5简述UGI造气炉制气存在的问题
煤气发生炉基础知识 由空气与自产的蒸汽混合成的汽化剂，从炉底鼓风想进入炉内，发生化学反应生成粗煤气，粗煤气从煤气发生炉上部输出，然后经除尘、净化后成为净煤气。在发生炉内各个层次的反应及排列顺序如下： . 1、干燥层：位于整个煤层的最上层，不发生化学反应，只起干燥作用，使入炉煤中的水份蒸发。 2、干馏层：干燥层的下面是干馏层，温度较上层高，可使煤干馏得到甲烷等烃类及其它气体成份。 3、还原层：处于干馏层之下，高温的CO2和未反应的气化剂继续上行，在还原层中CO2和水蒸汽与赤热的碳相互作用，发生还原反应。反应如下： C＋CO2＝2CO－Q C＋H2O＝CO＋H2－Q C＋2H2O＝CO2＋2H2－Q 4、氧化层：还原层下面是氧化层，煤中的固定碳与空气中氧发生氧化反应生成二氧化碳，并放出大量的热量，使炉内保持较高的温度，氧化层是炉内温度最高的地方。主要反应方程式如下： C＋O2＝CO2＋Q 2C＋O2＝2CO＋Q 2CO＋O2＝2CO＋Q 5、灰渣层：该层位于整个煤层的最下层，对炉篦起保护作用。对进入炉内的空气由 于热的作用。 煤气产量与主要成份简述： 每公斤煤产混合煤气3m3左右，混合煤气主要可燃成分为CO，约占28%（体积比），其次为H2，约占15%，CH4约占1%左右，重烃类约占0.2%左右，其余为氮气。据资料显示，煤气中可燃物成份分别为：H2＝13～18℅、CO≥25℅、CH4＝1～2.5℅、CXHY＝0.2～0.4℅；不燃成分主要为氮气，含量约50％。煤气经除尘器除尘后含烟尘浓度约160mg/m3，含硫(主要以硫化氢形式存在，并有少量的SO2)浓度约906mg/m3，经净化后煤气通入加热炉中燃烧。 煤气在燃烧时需混合空气燃烧，每燃烧1m3的煤气产生的烟气量按下式计算： Vy=0.725 ＋1.0＋1.0161(a－1)Vo 式中： Vy——烟气产生量，m3； Q——煤气的低热值，5020～5670kJ/m3； a——空气过剩系数，加热炉a=1.7； Vo——理论烟气量，m3，Vo=0.209 煤气发生炉鼓风量与饱和温度的控制与调整
工艺流程说明： 将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化所生成的半水煤气经燃烧室、废热锅炉回收热量后送入气柜。 半水煤气由气柜进入电除尘器，除去固体颗粒后依次进入压缩机的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，加压到1.9~2.0Mpa，送入脱硫塔，用A.D.A.溶液或其他脱硫溶液洗涤,以除去硫化氢，随后，气体经饱和塔进入热交换器，加热升温后进入一氧化碳变换炉，用水蒸汽使气体中的一氧化碳变为氢。变换后的气体，返回热交换器进行降温，并经热水塔的进一步降温后，进入变换器脱硫塔，以除去变换时产生的硫化氢。然后，气体进入二氧化碳吸收塔，用水洗法除去大部分二氧化碳。脱碳后的原料进入压缩机Ⅳ、Ⅴ段，升压到压缩机12.09~13.0Mpa后，依次进入铜洗塔和碱洗塔，使气体中残余的一氧化碳和二氧化碳含量进一步降至20（ppm）以下，以满足合成氨的要求。 净化后的原料气进入压缩机的最后一段，升压到30.0~32.0 MPa进入滤油器，在此与循环压缩机来的循环气混合，经除油后，进入冷凝塔和氨冷器的管内，再进入冷凝塔的下部，分离出液氨。分离出液氨后的气体进入冷凝塔上部的管间，与管内的气体换热升温后进入氨合成塔。在高温高压并有催化剂存在的条件下，将氮氢气合成氨。出合成塔的气体中，约含氨10~20%，经水冷器与氨冷器将氨液化并分离后，其气体进入循环压缩机循环使用。分离出的液氨进入液氨贮槽。 原料气的制备:制备氢氮比为3:1的半水煤气 即造气。将无烟煤（或焦炭）由炉顶加入固定床层煤气发生炉中，并交替向炉内通入空气和水蒸汽，燃料气化后生成氢氮比为3:1的半水煤气。整个生产过程由煤气发生炉、燃烧室、废热锅炉、气柜等设备组成。 固定床半水煤气制造过程由吹风、上吹制气、下吹制气、二次上吹、空气吹净等5个阶段构成，为了调节氢氮比，在吹风末端要将部分吹风气吹入煤气，这个过程通常称为吹风回收。 吹风阶段：空气从煤气炉的底部吹入，使燃料燃烧，热量贮存于燃料中，为制气阶段碳与水蒸汽的反应提供热量。吹风气经过燃烧室和废热锅炉后放空。 上吹制气阶段：从煤气炉的底部通入混有适量空气的水蒸汽，和碳反应生成的半水煤气经过炉的顶部引出。向水蒸汽中加入的空气称为加氮空气。 下吹制气阶段：将水蒸汽和加氮空气由炉顶送入，生成的半水煤气由炉底引出。 二次上吹制气阶段：水蒸汽和加氮空气自下而上通过燃料层，将炉底残留的半水煤气排净，为下一步送入空气创造安全条件。 空气吹净阶段：从炉底部吹入空气，所得吹风气为半水煤气中氮的主要来源，并将残留的半水煤气加以回收。 以上五个阶段完成了制造半水煤气的主过程，然后重新转入吹风阶段，进入下一个循环。原料气的净化：除去原料气中的硫化氢、二氧化碳等杂质，将一氧化碳转化为氢气本阶段由原料气脱硫、一氧化碳变换、水洗（脱除二氧化碳）、铜洗（脱除一氧化碳）、碱洗（脱除残余二氧化碳）等几个工段构成，主要设备有除尘器、压缩机、脱硫塔、饱和塔、热水塔、一氧化碳变换炉、二氧化碳吸收塔、铜洗塔、碱洗塔等。 脱硫：原料气中硫化物的存在加剧了管道及设备的腐蚀，而且能引起催化剂中毒，必须予以除去。脱硫方法可分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。干法脱硫是用固体硫化剂，当气体通过脱硫剂时硫化物被固体脱硫剂吸附，脱除原料气中的少量硫化氢和有机硫化物。一般先进行湿法脱硫，再采用干法脱硫除去有机物和残余硫化氢。湿法脱硫所用的硫化剂为溶液，当含硫气体通过脱硫剂时，硫化物被液体剂吸收，除去气体中的绝大部分硫化氢。 CO变换：一氧化碳对氨催化剂有毒害，因此在原料气进入合成氨工序之前必须将一氧
煤气发生炉原理及环保情况 煤气发生炉工作原理及环保情况郑州中远热能技术有限公司一、煤气发生炉的发展概况煤气化技术应用至今已有百余年历史，传统的煤炭气化炉设备庞大、结构复杂。主要用于大规模的生产。把煤气化后，经过洗涤、降温、脱硫、加压存储，然后并网使用。由于这些中间环节，使得煤炭气化的成本大大增加，其价格与天然气价格相当。因此，尽管有已有百余年的应用，但没有什么突破性的进展，煤炭气化技术在工业上一直没有大规模的应用。由于世界范围内的能源危机的加重及世界各国强制性对环境保护政策的大力推行，使得人们特别是能耗大户急于寻求更为廉价且较为干净的能源来取代石油、天然气及电能。于是煤炭的干净化使用特别是煤炭气化的研究又提到议事日程上来，为了满足现在工业用户的要求，近年来，煤气化炉向小型化、简单化、生产低成本方向发展，取消了除尘、降温、脱硫、洗涤、加压储存等中间环节，煤炭气化向现场生产现场使用方向发展，从而最大限度的降低能耗及其操作环节。这样不仅能够满足广大工业用户的使用要求，也达到了国家环保要求。小型煤气炉在工业加热方面得到了全面的使用，其节能环保效果及加热性能得到了广大工业用户的肯定。 二、煤气发生炉的造气原理 煤的气化是一个在高温条件下借气化剂的化学作用将固体碳转化为可燃气体的热化学过程。根据煤气发生炉内所进行的气化过程特点，可将煤层自上而下地分为干燥带、干馏带、还原带、氧化带和灰层。在干燥和干馏带中，煤受到高温炉气的加热而放出水分和挥发分，剩下的焦碳在还原带和氧化带中进行气化反应。 （1）氧化层：碳被气化剂中的氧氧化成二氧化碳和一氧化碳，并放出大量的热量。煤气的热化学反应所需的热量靠此来维持。氧化层温度一般维持在1100～1250℃，这决定于原料煤灰熔点的高低。 （1）C＋O2 = CO2＋408861 KJ （2）2C＋O2 = 2CO2＋246447 KJ （3）2CO＋O2 = 2CO2＋571275 KJ （2）还原层：还原层是生成主要可燃气体的区域，二氧化碳与灼热碳起作用，进行吸热化学反应，生产可燃的一氧化碳；水蒸气与灼热碳进行吸热化学反应，生成可燃的一氧化碳和氢气，同时吸收大量的热。 （4）CO2＋C = 2CO－162414 KJ
加热炉工培训讲义 第一章 传热原理 1.1 传热及传热的方式 1.1.1 传热：不同温度的两个物体放在一起，不久便发现高温物体的温度降低了，低温物体的温度升高了。这说明有一部分热量从高温物体传到了低温物体。这种现象称为传热。 1.1.2 传热的方式：分对流传热、传导传热、辐射传热三种方式。 1.2 对流传热 1.2.1 定义：依靠流体（液体或气体）本身流动而实现的热传递叫做对流传热。 1.2.2 自然对流传热：由于流体受热后体积膨胀、比重减小而上升，或流体冷却后体积收缩、比重增加而下降所产生的对流传热叫自然对流传热。 1.2.3 强制对流传热：依靠外力强制流动来实现的热量传递叫强制对流传热。 1.3 传导传热 1.3.1 定义：物体通过接触，并没有发生物质的相互转移而传递热量的方式叫传导传热。 1.3.2 导热系数：单位厚度上存在1℃温差时所导热的热流值来衡量不同物质导热性能的差异，称为导热系数。千卡/米*时*摄氏度 1.3.3 传导热流的计算公式：()21t t s q -=λ 式中：q ——温降方向上的热流，千卡/平方米*时 λ——导热系数，千卡/米*时*摄氏度 s ——物体厚度，米 21t t -——物体厚度上的温差，摄氏度。 1.4 辐射传热 1.4.1 定义：物体间依靠电磁波互相辐射传导热量的方式叫辐射传热。辐射传热无需中间介质，热量传递不仅由高向低也由低向高的方式互相传递热量。 1.4.2 气体辐射传热：加热炉燃烧气体中CO 2、H 2O 、SO 2气体能够吸收和辐射能量。这种气体的辐射传热对钢料的加热很重要，特别是采用煤气无烟燃烧的加热炉，火焰的绝大部分是靠燃烧产物中CO 2和水蒸气辐射传热传给钢料的。 1.5 热量在炉内的传递 加热炉的烧嘴燃烧时，火焰中的热量靠对流和辐射方式传给炉壁和钢坯。对流传热主要取决于贴近炉壁或钢坯表面的炉气流速。为避免局部过热，火焰一般不宜冲着炉壁或钢坯，钢坯只与火焰的边缘接触，因此对流传热强度不大。 火焰对钢坯的辐射传热有两个途径，一个是钢坯直接接受火焰的辐射热；另一个是以炉壁为介质传递热量。炉壁的作用一方面是反射来自火焰的辐射热，另一方面是吸收辐射热提高自身温度，再将热量辐射给钢坯。因此炉内仍以辐射传热为主。
延迟焦化 1. 延迟焦化工艺流程： 本装置的原料为温度90℃的减压渣油，由罐区泵送入装置原料油缓冲罐，然后由原料泵输送至柴油原料油换热器，加热到135℃左右进入蜡油原料油换热器，加热至160℃左右进入焦化炉对流段，加热至305℃进入焦化分馏塔脱过热段，在此与来自焦炭塔顶的热油气接触换热。原料油与来自焦炭塔油气中被凝的循环油一起流入塔底，在380～390℃温度下，用辐射泵抽出打入焦化炉辐射段，快速升温至495～500℃，经四通阀进入焦碳塔底部。 循环油和减压渣油中蜡油以上馏分在焦碳塔内由于高温和长时间停留而发生裂解、缩合等一系列的焦化反应，反应的高温油气自塔顶流出进入分馏塔下部与原料油直接换热后，冷凝出循环油馏份；其余大量油气上升经五层分馏洗涤板，在控制蜡油集油箱下蒸发段温度的条件下，上升进入集油箱以上分馏段，进行分馏。从下往上分馏出蜡油、柴油、石脑油（顶油）和富气。 分馏塔蜡油集油箱的蜡油在343℃温度下，自流至蜡油汽提塔，经过热蒸汽汽提后蜡油自蜡油泵抽出，去吸收稳定为稳定塔重沸器提供热源后降温至258℃左右，再为解吸塔重沸器提供热源后降温至242℃左右，进入蜡油原料油换热器与原料油换热，蜡油温度降至210℃，后分成三部分：一部分分两路作为蜡油回流返回分馏塔，一路作为下回流控制分馏塔蒸发段温度和循环比，一路作为上回流取中段热；一部分回焦化炉对流段入口以平衡大循环比条件下的对流段热负荷及对流出口温度；另一部分进水箱式蜡油冷却器降温至90℃，一路作为急冷油控制焦炭塔油气线温度，少量蜡油作为产品出装置。 柴油自分馏塔由柴油泵抽出，仅柴油原料油换热器、柴油富吸收油换热器后一部分返回分馏塔作柴油回流，另一部分去柴油空冷器冷却至55℃后，再去柴油水冷器冷却至40℃后分两路：一路出装置；另一路去吸收稳定单元的再吸收塔作吸收剂。由吸收稳定单元返回的富吸收油经柴油富吸收油换热器换热后也返回分馏塔。 分馏塔顶油气经分馏塔顶空冷器，分馏塔顶水冷器冷却到40℃，流入分馏塔顶气液分离罐，焦化石脑油由石脑油泵抽出送往吸收稳定单元。焦化富气经压缩机入口分液罐分液后，进入富气压缩机。 焦炭塔吹汽、冷焦产生的大量蒸汽及少量油气，进入接触冷却塔下部，塔顶部打入冷却后的重油，洗涤下来自焦炭塔顶大量油气中的中的重质油，进入接触冷却塔底泵抽出后经接触冷却塔底油及甩油水冷器冷却后送往接触冷却塔顶或送出装置。塔顶流出的大量水蒸气经接触冷却塔顶空冷器、接触冷却塔顶水冷器冷却到40℃进入接触冷却塔顶气液分离罐，分出的轻污油由污油泵送出装置，污水由污水泵送至焦池，不凝气排入火炬烧掉。甩油经甩油罐及甩油冷却器冷却后出装置。 2. 吸收稳定工艺流程： 从焦化来的富气经富气压缩机升压至1.4Mpa，然后经焦化富气空冷器冷却，冷却后与来自解吸塔的轻组份一起进入富气水冷器，冷却到40℃后进入气液分离罐，分离出的富气进入吸收塔；从石脑油（顶油）泵来的粗石脑油进入吸收塔上段作吸收剂。从稳定塔来的稳定石脑油打入塔顶部与塔底气体逆流接触，富气中的C3、C4组分大部分被吸收下来。吸收塔设中段回流，从吸收塔顶出来带少量吸收剂的贫气自压进入再吸收塔底部，再吸收塔
煤气发生炉基本知识问答 一、填空题： 1、按照操作规程认真操作，严禁炉内结渣，火层上移或下移。 2、严格控制汽包水位，水位仪显示在1/2 到2/3处，汽包压力在0.15 到0.3 MPa之间。 3、任何时候炉出压力不得大于炉底压力，严禁煤气设备在负压状态下运行。 4、上段煤气温度控制在80-120 C,下段煤气出口温度在400-550 C范围内，巡检温度在400-550 C之间。 5、任何时候炉出压力不得大于炉底压力，如果相对平衡，应打开炉顶放散阀。 6、如遇突然停电：迅速打开放散阀,关闭煤气总管阀门，关闭烧咀阀门。 7、吹扫和置换煤气管道设备设施内的煤气，必须用蒸汽、 氮气、合格的烟气，不允许用空气直接置换。 &压力保持下段高，上段低操作，空层保持在1.8-2.0 米范围，灰层在100-300mm。 9、随时注意氧化层温度的高低，高了提高饱和温度， 低了降低饱和温度。 10、爆炸三要素：封闭的容器；空气与煤气达到一定比例,遇明火或达到煤气燃烧的温度。
二、问答题： 1. 二段式煤气发生炉基本工作原理？ 煤气发生炉工作原理是以煤为原料生产煤气，供燃气设备使用的装置，固体燃料煤从炉顶部加入，随煤气炉的运行向下移动，在从炉底进入的气化剂（空气、蒸汽）逆流相遇的同时，受炉底高温气体加热，发生物理、化学反应，产生粗煤气。此粗煤气在煤气发生炉中形成几个区域，一般我们称为“层”按照煤气发生炉内气化进行的程序，可以将其分为六层：1灰渣层、2氧化层、3还原层、4干馏层、5干燥层、6 空层。 2. 各层次高度及温度以及作用？ 灰层高度大约150-250mm 。作用1：预热空气、水蒸气；2：保护炉篦；3：均匀分布气化剂；4：灰层处于最下层，衬垫着其他层次，它以正常与稳定影响其他层次，其温度在400 C 左右； （1）氧化层正常情况下厚度100-200mm 温度一般保持在1100-1250C，这决定于原料煤的灰熔点的高低。其主要作 用是使空气中的氧气遇碳进行剧烈的化学反应，生成大量的二 氧化碳，同时放出大量的热量，煤气的热化学反应所需热量靠 此来维持。 （2）还原层一般在200-400mm。作用1:二氧化碳与灼 热的碳进行吸热化学反应，产生可燃的CO。2：水 蒸气与碳进行吸热化学反应，生成CO和H2，温度 一般保持在800-1100 C