煤气发生炉炉出煤气含水量计算.pdf

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1、技术交流煤气发生炉炉出煤气含水量计算苑卫军秦利生(唐山科源环保技术装备有限公司唐山市063020)摘要煤炭中的水和气化剂中的水等因素，对煤气发生炉炉出煤气含水量影响最大，通过气化反应过程中氢的平衡，推导了炉出煤气含水量计算公式。同时指出探火、打钎操作时汽封带人的水，和高温灰渣落入灰盘水封时汽化的部分水封水，以及煤炭中和空气中的氢元素等，也同样会不同程度地影响发生炉炉出煤气含水量，实际工程计算时应考虑据此进行适当修正。关键词煤气发生炉炉出煤气含水量煤炭空气水蒸气中图分类号：TQ171文献标识码：A文章编号：1003—1987(2010)0

2、4—0019—03煤炭中的水，根据其结合状态区分，可分为游1引言离水和结晶水两种，游离水又分“外在水分”和我国是世界上煤炭资源较为丰富的国家之一，“内在水分”，“外在水分”受外界湿度环境影响煤炭在我国能源构中占有举足轻重的地位，大力发展较大。游离水一般在105—110℃之间，经1～2h的干洁净煤应用技术符合我国能源安全战略，随着国际能燥后从煤中逸出，而结晶水通常要在200℃以上才源形势的日趋紧张，石油及天然气等能源价格不断飙能分解析出。升，以煤炭为原料的煤气化技术，开始受到多数国内气化剂中的水，包括空气中的气态水和水蒸企业的重视，其中发

3、生炉气化技术，就其生产规模、气，其中大部分参与煤的气化反应生成可燃物质投资成本、建设周期而言，符合多数冶金、化工、建H：、CmH等，气化反应过程也会产生水，从气化的材和机械等行业的用气要求，发展尤为迅速。整体效果着眼，一般将气化过程生成的水与气化剂发生炉煤气除含有CO、H，、CH等可燃成分和中未分解的水蒸气之和，与气化剂中水蒸气量的比N，、CO，等不可燃成分外，还含有相当部分的水和值称为蒸汽分解率。其它杂质。在发生炉煤气站内，造气和净化过程中产生的水分，随煤气温度的降低而以含酚废水的形3气化反应过程空气、煤炭及水蒸气耗量式冷凝出来，未被

4、冷凝的饱和水和一部分已经冷凝计算㈣的雾态机械水随煤气燃烧而被汽化排放。煤气发生3．1气化反应空气耗量计算炉炉出煤气含水量的多少，直接影响到煤气站冷却通过氮平衡计算空气消耗量，假设：忽略灰渣设备换热面积的选择和冷却能耗的确定，正确计算及固体带出物中氮损失，则：炉出煤气含水量，有利于煤气冷却系统的合理选型。2×vN~一o．79×Qa~2影响煤气发生炉炉出煤气含水量的因素即：=1．266(1)煤气发生炉气化反应是以煤炭为气化原料，以式中：Q-1Nm煤气需消耗干空气量(ITI)；空气及水蒸气为气化剂，在高温常压下发生氧化还一煤气N含量(％)。原

5、反应，生产以CO和H，为主要可燃成分的煤气的过3_2气化反应煤炭耗量计算程。影响煤气发生炉炉出煤气含水量的因素较多，通过碳平衡计算气化时煤炭消耗量，假设：灰其中煤炭中的水和气化剂中的水影响最大。渣中碳含量为15％、灰分含量85％，忽略固体带出19全国性建材科技期刊——《玻璃》2010年第4期总第223期物中碳损失，则：(绝压)(Pa)；西一原始湿空气相对湿度。co=(yc。+c。+×ycⅢH)×兰(2)22．4=1．005f+(2501+1．863t)(6)式中：C『T_1Nm煤气含碳量(kg)；式中：一原始湿空气热焓(kJ／kgf)；

6、y一煤气中CO：含量(％)；f一原始湿空气温度(℃)。y煤气中CO含量(％)；d2：0．622—(7)7c．,~-煤气中cH含量(％)。'b+Ph一×Ps2、式中：—饱和温度下湿空气含湿量(kg水／kgf)；％P一对应饱和温度下饱和水蒸气分压(绝则：Cm=Q×一(4)压)(Pa)。式中：c口一1Nm煤气生成的灰渣含碳量；g=1．29Q⋯ht(8)Q一lNm煤气需消耗煤炭量(kg)；式中：g。一原始湿空气带人热量(kJ)；『__一煤炭含碳量(％)；Q1Nm煤气需消耗干空气量(m)。A『_煤炭灰分含量(％)。q2=Qht(9)(2)、(3)

7、、(4)式联立可以求出。式中：g一水蒸气带人热量(kJ)；3．3气化反应水蒸气耗量计算Q『_一1Nm煤气需消耗干空气量(kg)；作为气化剂的空气与水蒸气进行混合，达到某Jlz一外界供应饱和水蒸气热焓(kJ／kg)；饱和温度t，假设混合过程在绝热系统中进行，其混一外界供应饱和水蒸气温度(℃)。合过程可以从两方面理解：一方面，原始湿空气被加热至温度t，同时，湿空气吸收水蒸气达到温度g，=1．29Q(C。th+)(10)f下对应的饱和状态；另一方面，外界供应的水蒸气式中：一饱和空气带出热量(kJ)；被冷却至温度t，水蒸气的一部分以饱和水蒸气形

8、式Cp空气的比热(kJ／kg％)；混入温度t的湿空气中，使湿空气达到饱和状态，另一饱和温度()；一部分则被冷凝成温度t的水雾。，一湿空气饱和温度下饱和水蒸气热焓(kJ依据饱和温度和原始湿空气等参数，根据质量