煤气发生炉生产设计化学工程与工艺论文

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1、1发生炉煤气概况22发生炉煤气分类22.1空气煤气22.2水煤气发生炉煤气22.3混合发生炉煤气23发生炉煤气的工艺流程34反应过程原理及化学反应44.1炉内料层性质变化44.2化学反应55技术指标65.1煤气质量指标65.2炉内气化各层次要求66煤质量要求66.1煤的粒度，机械强度及热稳定性66.2灰分、灰熔点及结渣性77衡算实例87.1已知的原始数据87.2物料衡算87.3热量衡算117.3.1供热方117.3.2付热方127.4气化效率137.5热效率138安全知识14参考文献15致谢・151发生炉煤气概况发生炉煤气是以固体燃料（以

2、煤为主）气化而得到的一种气体，其主要用于治金、机械、陶瓷、玻璃、化工和电子工业等方面可作燃料气，合成原料气，目前有些矿区及远离城市的工业企业的居民作为民用气（但必须采用安全措施），使用发生炉煤气后既能消除烟尘污染，改善环境卫生，又能节约能源，提高产品质量和产量，减轻劳动强度，降低经济成本，效果比较显著。煤的气化过程是一热化学过程，是煤或煤焦与气化剂（空气，氧气，水蒸气,氢等）在高温下发生化学反应将煤或煤焦中有机物转变为煤气的过程。该过程是在高温、高压下进行的一个复杂的多相物理化学过程。通过煤炭气化方法可以利用煤中所含的几乎全部有机物质，是

3、获得基本有机化学工业原料的重要途径。煤气是指气化剂通过炽热固体燃料层时，所含游离氧或结合氧将燃料中的碳转化成可燃性气体。2发生炉煤气分类根据使用气化剂和热值不同可分下列三种：2・1空气煤气发生炉煤气采用纯空气鼓风为气化剂透入煤气发生炉内与煤反应所获得的煤气称空气煤气，但气化过程中气化层温度达1500^1700°C,对气化有利，可强化生产提高生产率，但对使用煤中灰分熔点大大超过而造成严重结渣，防碍发生炉正常操作,因而气化效率低，煤气热值低，一般为3・76~4.61J/M。而且炉出温度高，目前工业上很少用。2.2水煤气发生炉煤气气化过程以水

4、蒸汽（H20）为气化剂经过赤热的焦炭层使水蒸气（出0）分解,而获得的煤气称水煤气，其煤气中可燃所主要由H2和C0组成，煤气热值高10.456MJ/心但是气化热效率为54%,即只有一半热量是用于制造煤气，耍求热值高和作为合成原料气使用。2.3混合发生炉煤气为了克服空气煤气的缺点，在以空气为气化剂中加入适当水蒸气，以空气，水蒸气两种混合介质作为气化剂进入煤气发生炉与热炭发生热交换及化学反应，所生成的煤气称为混合发生炉煤气。水蒸气通入炉内，不但解决气化过程中结渣，由于水蒸气（HzO）分解反应岀（出）和（CHQ高热值成分，煤气热值可提高到5.44

5、MJ/m3o3发生炉煤气的工艺流程（热煤气流程）（1）煤气发生炉整个工艺流程无冷却装置，煤气发生炉气化产生的煤气直接作为燃料气，称热煤气流程。（2）该工艺流程的优点：1）不但利用了煤气燃料热，也利用了煤气的显热，提高了热量利用率;2）工艺设备简单，投资少，管理较为简单，安全生产可靠性好；3）除水封用水外无其它污水，不需水处理设施，环境污染较轻；4）生产费用低。图1热煤气站工艺流程图4反应过程原理及化学反应4・1炉内料层性质变化图2煤气发生炉内料层性质变化4.2化学反应1）氧化层主要气化反应：C+02-C02+394.lMJ/mol2C+0

6、2->2C0+220.8MJ/mol在此层中，差不多所有的氧（。2）都已消耗，而且只有二氧化炭（C0J形成，由于放出大量的热温度最高，通常约为110（T1200°C2）第一还原层：在这一层中，高热气体通过煤层时，发生下列反应：C+H2O-CO+H2-135.OMJ/molC+H2O-CO2+H2-96.6MJ/molC+CO产2C0-173.3MJ/mol在第一还原层中水蒸气（出0）被述原分解，而二氧化炭（COJ也绝大部分被还原分解，但该层较薄约为（100^200mm）,由于反应过程为吸热，所以该层温度有所下降温度约为（80（T1100°

7、C）。3）第二还原层：在这层中进行以下反应：C+C02-2C0-173.3MJ/molCO+H2O牛CO2+H2+3&4MJ/mol此时没有出0被C直接分解，全部还原分解量也不多，在这一层中主要是高热气体将本身之显热传给进入该层的煤。4）空层:在此层中常发生以下反应，以致减少煤气热值。2CO-CO2+C+162.4MJ/mol减少煤气热值。决定生成气体停留时间及炉顶温度。5技术指标:5.1煤气质量指标：(1)C0（一氧化碳）>24%(2)出（氢气）<17%(3)02（氧气）<0.6%(4)CH4(甲烷)2%(5)低位发热值>5233MJ/

8、卅(6)灰渣含炭量<20%5.2炉内气化各层次要求（1）（2）（3）（4）（5）边灰中间灰火层空层饱和温度450^550°C100~250Pa900〜1200Pa200mm以上（以第二层炉条算