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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~
力
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。
气
煤气组成
化
氧气消耗量
压
力
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
气
煤气组成
气),因为它的甲烷含量高。
化 压
氧气消耗量
气
煤气组成
化
氧气消耗量
压
力
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
气
煤气组成
列反应有利:
化
氧气消耗量
压
提高气化压力不利于下列反应:
力
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
气
煤气组成
指标均发生重大变化。
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,
气
煤气组成 可采用挥发分低的原料,如年
化
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
压
温度和通入适当的气化剂等措
力
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
气
煤气组成
化
氧气消耗量
压
力
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
压
在这种情况下,在900~100O℃
力
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
气
煤气组成
化
氧气消耗量
压
力
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
气
煤气组成
化
氧气消耗量
压
力
对各项 蒸汽消耗量