生产车间工艺原理及主要设备
（一）造气车间
1、概述
合成气是重要的氨合成原料，在化学工业中有着重要作用。
合成气指CO和H2的混合物，现在工业上采用天然气、炼厂气、焦炉气、石脑油、重油、焦炭和煤作为生产合成气的原料。
固体燃料（煤或焦炭等）在高温下与气化剂反应，是碳转变为可燃性气体的过程称为固体燃料气化。
将空气和蒸汽分别送入燃料层，以蓄热补充热量，称为间歇气化法。
南化集团的合成气生产工艺便是主要以无烟煤、水蒸汽、空气为原料，采用间歇气化法通过固定层煤气发生炉生产合格的水煤气。
2、基本生产原理、方法及工艺流程简述
2.1生产原理
固体燃料的气化反应主要是碳与氧的反应和碳与水蒸气的反应。
白煤在煤气炉内制成水煤气的化学反应过程极为复杂，随着燃料性质、反应温度、气体流速等工艺操作条件的改变，都会影响这些化学反应。
以下的（1）～（8）反应式用来指出反应的开始与最终状态，对之进行平衡常数和物料能量计算。
这些反应结果无非是取决于各种反应平衡和反应速度的综合影响。
吹风时主要发生以下反应：
C + O2 = CO2 +Q (1)
2C + O2 = 2CO +Q (2)
CO2 + C = 2CO-Q (3)
CO2 + O2 = 2CO2 +Q (4)
四种物质两种元素，故此系统独立反应式为两个，一般用(1)和(3)式计算平衡组成。
反应主要在气化区进行，气化区的下部主要进行碳的燃烧反应，为氧化层；上部主要进行二氧化碳的还原反应，为还原层。
（1）式反应在大于800度时反应非常迅速，可认为是不可逆反应，O2的扩散速度是主要控制因素，吹风时风速越大，对其反应越有利。
而还原层中二氧化碳还原反应中CO2和CO的相对含量随温度的变动有很大差别，必须认为是可逆反应，属于动力学控制，反应速度远比碳的燃烧速度小，在低温时反应速度更小。
低炉面温度操作由于停用下吹氮空气，加大下吹比例，使火层适当下移，同时又因二次风停用，造成一次风量加大，这样做结果是还原层减薄，而氧化层温度更高也更厚些，CO2的还原反应受到更好地抑制，最终表现为吹风气中CO的含量大幅度降低。
由于低炉面温度操作，吹风气带走的显热损失也较小。
制气时主要发生以下反应：
C＋H2O＝CO＋H2－Q （5）
C＋2H2O＝CO2＋H2 －Q （6）
CO＋H2O＝CO2＋H2 ＋Q （7）
C＋2H2＝CH4＋Q （8）
在此反应系统中，6个组份3个元素，独立反应式为三个，可选（5）（6）（8）式来计算平衡组成。
气化区不再分为氧化层和还原层，温度提高对（7）（8）反应不利，对（5）（6）反
应的影响是不一样的，温度提高更有利于（5）反应。
采用低炉面温度操作由于前面所述原因火层温度保持比原来操作法高，因此制气时蒸汽分解率上升，CO2减少，CO含量增加。
不用加大下吹比例，避免了碳层表层上部的燃烧反应，使火层更加集中，制气效率更高，同时使炉面温度保持较低，上吹时热损失减少，炉上炉下温度更好控制。
另外，上吹时，蒸汽入炉，可把气化层分为主还原层与次还原层。
主还原层中由于温度高主要发生（1）（5）反应，次还原层中反应情况大体与单独通入蒸汽时一致，但由于低炉面温度操作中加大上吹，使H2O和CO2的分压更低，从反应平衡来看，更有利于H2O和CO2的还原反应。
下吹制气时：气化层上部（6）反应生成的CO2在经过适当下移的温度较高的主还原层时又大都还原成CO。
2.2制气的工作循环（page28）
间歇式气化时，自上次开始送入空气至下次再送入空气为止，称为一个工作循环。
每个工作循环包括五个工作阶段。
吹风阶段：占每循环25～28%，空气由离心式鼓风机从炉底送入，经炉条均匀分布，与碳起燃烧反应，热量贮存在碳层内，以备制气时用。
燃烧后的气体进入燃烧室（#2、3、7、9、13、14炉）或旋风除尘器（#1、4、5、6、8、10、12炉）（102），再经废热锅炉(103)回收热量，产生＜1.0MPa中压蒸汽，部分经减压0.06～0.1MPa送至低压蒸汽总管供煤气炉制气用，废热锅炉出气温度在200℃左右，再经旋流板烟囱除尘器(105)进一步除尘后放至大气中或送至吹风气回收装置回收其显热和潜热。
一次上吹制气,：占每循环24～27%，0.06～0.1MPa的低压蒸汽由炉底入炉，经煤气炉(101)产生水煤气，经洗气箱(104)初步洗涤除尘及冷却后进入煤气总管，最后经洗气塔(106)洗涤冷却后进入气柜。
制气用0.06～0.08MPa的低压蒸汽由夹套锅炉和废热锅炉回收热量所产生。
初开车或夹套锅炉和废热锅炉所产蒸汽不能满足生产所需蒸汽时，由外管中压蒸汽经调节阀减压后补充。
下吹制气：占每个循环34～37%，经过一次上吹后，高温区逐渐上移，煤气炉上部温度增高气体带出热量增加，为提高热效率，将0.06～0.1MPa的低压蒸汽从煤气炉上部通入，生成水煤气，通过下吹管线，三通阀进入洗气箱（104）、洗气塔(106)送入气柜。
二次上吹制气：占每个循环8～9%，
上述四个阶段是由微机程序控制，利用油压按时启闭油压自动阀门来完成。
煤气炉内所有制气阶段产生的水煤气经洗气塔、气柜后去净化装置电除尘工序。
空气净吹阶段：
2.3间歇气化的工艺流程
Page30
3、主要工艺操作参数及分析
见page28.
4、主要设备的原理及特点
Page30。
5、工艺流程图
见附图1。