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加压气化生产的主要工艺参数和常压气化比较

①在一定的热负荷下,汽氧比增大,水蒸气的 消耗量增大而氧气的消耗量减少。
②汽氧比提高,水蒸气的分解率显著降低。 ③汽氧比增大,气化炉内一氧化碳的变换反应 增强.使煤气中一氧化碳的含量降低, 而氢气和 二氧化碳的含量升高。 ④提高汽氧比,焦油中的碱性组分下降而芳烃 组分则增加。 通常,变质程度深的煤种,采用较小的汽氧比.能 适当提高气化炉内的温度,以提高生产能力。 加压气化炉在生产城市煤气对,各种煤的汽氧比 (kg/m3)大致范围是:褐煤6~8;烟煤5~7;无烟 煤和焦炭4.5~6。
影响反应层温度最主要的因素是通入炉 中气化剂的组成即汽氧比,汽氧比下降, 温度上升。
二、各项工艺参数的控制要求
定义
汽 氧 比 的 选 择
影响
甲烷的生成反应是放热反应,因而降 低温度有利于甲烷的生戒。但温度太 低,化学反应的速度减慢
二、各项工艺参数的控制要求
定义
汽 氧 比 的 选 择
影响
采用的汽氧比不同对加压气化过程的影响有如下几 个方面。
但加压气化对设备的要求较高, 不同的煤种适宜气化压力也不 尽相同,一般泥煤是l.57~

对各项 蒸汽消耗量
1.96MPa;褐煤是1.77~
指标的 影响
气化炉生产 能力
2.16MPa;不黏结性烟煤是 1.96~2.35MPa黏结性烟煤、 年老烟煤和焦炭均为2.16~

煤气产率
2.55MPa无烟煤为2.35~ 2.75MPa。
二、各项工艺参数的控制要求
作用
对煤气产率的影响如图所示。

煤气组成

氧气消耗量


对各项 蒸汽消耗量
由图中可以看出,随着压力的提高,粗煤 气的产率是下降的,净煤气的产率下降得
指标的
更快。这是由于气化过程的主要反应中,
影响
气化炉生产 能力
如,以及等都是分子数增大的反应,提高 气化压力,气化反应将向分子数减小的方
向进行,即不利于氢气和一氧化碳的生成,
煤气产率
因此煤气的产率是降低的。而加压使二氧 化碳的含量增加,经过脱除二氧化碳后的
净煤气的产率却下降。
二、各项工艺参数的控制要求
作用
从以上的分析来看,总体讲,
加压对煤的气化是有利的,尤
其用来生产燃烧气(如城市煤

煤气组成
气),因为它的甲烷含量高。
化 压
氧气消耗量

煤气组成

氧气消耗量


对各项 蒸汽消耗量
指标的
影响
气化炉生产 能力
煤气产率
经过计算,加压气化炉的生产能 力比常压气化炉的生产能力高倍, 例如,气化压力在2.5MPa左右 时.其气化强度比常压气化炉约高 4~5倍。
加压下气体密度大,气化反 应的速度加快有助于生产能力的提 高。加压气化的气固接触时间长。 一般加压气化料层高度较常压的大, 因而加压气化具有较大的气固接触 时间,这有利于碳的转化率的提高, 使得生成的煤气质量较好。
力有助于分子数减小的反应,而不利于分
子数增大或不变的反应。因此,高压对下

煤气组成
列反应有利:

氧气消耗量

提高气化压力不利于下列反应:

对各项 蒸汽消耗量
指标的
影响
气化炉生产 能力
由以上反应可以知道,随气化压力的提高, 煤气中的甲烷和二氧化碳含量增加,而氢 气和一氧化碳的含量减少
煤气产率
二、各项工艺参数的控制要求
指标的
影响
气化炉生产 能力
煤气产率
加压蒸汽的消耗量比常压蒸 汽的消耗量高2.5~3倍,原 因有几个方面。
一是加压时随甲烷的生成量 增加,所消耗的氢气量增加, 而氢气主要来源于水蒸气的 分解。从上面的化学反应可 知,加压气化不利于水蒸气 的分解,因而只有通过增加 水蒸气的加入量提高水蒸气 的绝对分解量,来满足甲烷 生成反应对氢气的需求。
影响
气化炉生产 能力
比较复杂。
煤气产率
二、各项工艺参数的控制要求
规律
甲烷的生成反应是放热反应,因而降 低温度有利于甲烷的生戒。但温度太 低,化学反应的速度减慢。
气 化 温度范围 层 的 温 度
影响因素
通常,生产城市煤气时,气化层的温 度范围在950~1050℃左右;生产合 成原料气时,可以提高到1150℃左右。
目录
一、加压气化生产的主要工艺参数 二、各项工艺参数的控制要求
一、加压气化生产的主要工艺参数
气化 压力
气化 层的 温度
汽氧 比的 选择
二、各项工艺参数的控制要求
作用
和常压气化比较,煤在加压下气化
时,气化过程在数量上和质量上的

煤气组成
指标均发生重大变化。

氧气消耗量
随着气化压力的提高,燃料中 的碳将直接与氢反应生成甲烷,
二、各项工艺参数的控制要求
作用
对于加压气化生产合成气来讲,
甲烷的生成是不利的。为获得
较多的氢气和一氧化碳气体,

煤气组成 可采用挥发分低的原料,如年

氧气消耗量
老的烟煤、无烟煤以及焦炭; 并采用低的压力、较高的操作

温度和通入适当的气化剂等措

对各项 蒸汽消耗量
施。另一种方法是在炉外将甲
指标的
烷进行转化,但流程和操作 都
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《煤炭气化工艺》
二、各项工艺参数的控制要求
作用

煤气组成

氧气消耗量


对各项 蒸汽消耗量
指标的 影响
气化炉生产 能力
煤气产率
加压蒸汽的消耗量比常压 蒸汽的消耗量高2.5~3倍, 原因有几个方面。
另一方面,在实际生产中, 控制炉温是通过水蒸气的 加入量来实现的,这也加 剧了蒸汽消耗。
二、各项工艺参数的控制要求
作用

在这种情况下,在900~100O℃

对各项 蒸汽消耗量
指标的
影响
气化炉生产 能力
的低温下进行气化反应成为可 能;
同时,水煤气反应所需要的大 量的热量可以由甲烷生成反应 放出的热量来提供,随着压力
的提高,热量的需求量和氧气
煤气产率
的需求量大大降低。
二、各项工艺参数的控制要求
作用
根据化学反应平衡规律,提高气化炉的压
作用

煤气组成

氧气消耗量


对各项 蒸汽消耗量
指标的
影响
气化炉生产 能力
煤气产率
加压气化过程随压力的增 大,甲烷的生成反应增加, 由该反应提供给气化过程 的热量亦增加。这样由碳 燃烧提供的热量相对减少, 因而氧气的消耗亦减少。
二、各项工艺参数的控制要求
作用

煤气组成

氧气消耗量


对各项 蒸汽消耗量
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