煤炭气化工艺--气化炉试题答案-图文

煤炭气化工艺--气化炉试题答案-图文一、填空题1、气化炉2、移动床(又叫固定床)、沸腾床(叫流化床)、气流床和熔融床3、空气煤气4、混合煤气5、常压气化炉、加压气化炉、固态排渣气化炉、液态排渣气化炉。

6、加煤系统、气化反应部分、排灰系统。

7、水套、内璧衬里8、物理和化学变化、煤气、灰渣9、空气、氧气、水蒸气(称为气化剂)和气化时形成的煤气、燃料和燃料气化后形成的固体如灰渣等10、固定床11、气流床12、非均相反应、均相反应13、气化剂向燃料颗粒表面的外扩散过程、气化剂被燃料颗粒的表面吸附、气化剂、与碳的表面化学反应、产物分子的脱附、产物分子从颗粒表面扩散到气流主体14、煤的干燥、干馏、热解、主要的化学反应15、水蒸气、被煤吸附的少量的一氧化碳和二氧化碳等。

16、小分子(气体)、中等分子(焦油)、大分子(半焦)。

17、燃烧反应、还原反应18、移动床上部的加煤装置、气化剂、逆流流动19、空层、干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层，20、流态化21、并流22、空气煤气、混合煤气、水煤气、半水煤气23、炉上部有加煤机构、中部为炉身、下部有除灰机构和气化剂的入炉装置。

24、炉算、灰盘、排灰刀和风箱等25、加煤机构和破黏装置。

26、U·G·I型水煤气发生炉。

27、焦炭或无烟煤，炉顶、炉底、灰渣28、用冷却水对煤气进行有效的洗涤，使煤气得到最终冷却、除尘和干燥。

29、煤气发生炉内氧化层的温度、1000～1200℃、950～1050℃、1150℃30、氧化层和还原层31、液态排渣和气态排渣32、炉体、夹套、布煤器和搅拌器、炉算、灰锁和煤锁等33、水蒸气，灰熔点，熔融状态。

1100～1500℃，大，大，无残碳。

34、煤的气化，粗煤气的净化，煤气组成的调整处理。

35、煤的气化、煤气的净化部分，燃气与蒸汽联合循环发电部分，气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置)，燃气轮机发电系统，蒸汽轮机发电系统、废热回收锅炉等。

36、分子数减小、分子数增大或不变37、气化的原料粒度小．相应的传热面积大，传热效率高，气化效率和气化强度明显提高。

38、煤的预处理、气化、气化产物显热的利用、煤气的除尘和冷却等39、气流床40、水煤浆进料、淬冷型、和全热回收型41、煤浆的制备和输送、气化和废热回收、煤气的冷却和净化等。

42、水煤浆的浓度、粉煤粒度、氧煤比和气化炉操作压力等。

43、煤在熔融的渣、金属或盐浴中直接接触蒸汽、空气(或氧气)而气化的方法。

二、名词解释1、所谓气化强度，即单位时间、单位气化炉截面积上处理的原料煤质量或产生的煤气量。

2、气化炉单台生产能力是指单位时间内，一台炉子能生产的煤气量。

它主要与炉子的直径大小、气化强度和原料煤的产气率有关3、所谓的气化效率是指所制得的煤气热值和所使用的燃料热值之吃．用公式表示为：式中——气化效率，％；Q`——lkg煤所制得煤气的热值，kJ/kg；Q——1kg煤所提供的热值．kJ/kg；4、煤气产率是指每千克燃料(煤或焦炭)在气化后转化为煤气的体积，它也是重要的技术经薪指标之一．5、煤气单耗，定义为每生产单位体积的煤气需要消耗的燃料质量，以kg／m3计。

6、水蒸气的消耗量是指气化1kg煤所消耗蒸汽的量．水蒸气消耗量的差异主要由于原料煤的理化性质不同而引起的。

7、气化温度一般指煤气发生炉内氧化层的温度。

所谓的气化强度是指单位时间、单位炉截面积上所气化的燃料量。

8、料层高度：气化炉内，灰渣层、氧化层、还原层、干馏层和干燥层的总高度即为料层高度。

9、气化炉出来的煤气称粗煤气，净化后的煤气称为净煤气。

10、汽氧比是指气化剂中水蒸气和氧气的组成比例。

三、简答题1、提高控制步骤的速度对于整个宏观速度有什么重要意义答：气固相非均相反应，其反应过程有五个过程组成：即①气化剂向燃料颗粒表面的外扩散过程；②气化剂被燃料颗粒的表面吸附；③吸附的气化剂和燃料颗粒表面上的碳进行表面化学反应；④生成的产物分子从颗粒表面脱附下来；⑤产物分子从颗粒的表面通过气膜扩散到气流主体。

这些过程对煤炭气化过程的速度往往有不同的影响，由这些过程共同决定的气化速度通常称为宏观反应速度，而忽略其他过程的影响，只考虑第三步其表面化学反应的速度叫做本征动力学速度。

在这五个过程中，若其中某一步进行的最慢，而其他步骤向对该步来讲速度很大，因而宏观反应速度就由这一步来决定，该步骤就称为控制步骤。

它是确定和调整工艺条件的重要依据。

2、压力和温度影响可逆反应的基本规律是什么答：如果反应是吸热的(如上述碳与水蒸气的反应)，kp随T的升高而增大；反之，对于放热反应，kp随T的增大而减小。

这也就是说，对于吸热反应，提高温度有利于化学反应向生成产物的方向进行；对于放热反应，则降低温度有利于向生成产物的方向进行。

就压力对气化过程的平衡髟响而言，基本的规律是：对反应后体积增加(即分子数增加)的反应，随着压力的增加，产物的平衡含量是减少的；反之，对于体积减少的反应加压有利于产物的生成。

3、影响煤热解的主要因素有哪些答：在绝热情况下将煤加热进行物理化学变化的过程为煤热解过程，煤的热解结果生成三类分子：小分子(气体)、中等分子(焦油)、大分子(半焦)。

就单纯热解作用的气态而言．煤气热值随煤中挥发分的增加而增加，随煤的变质程度的加深氢气含量增加而烃类和二氧化碳含量减少。

煤中的氧含量增加时，煤气中二氧化碳和水含量增加。

煤气的平均分子量则随热解的温度升高而下降．即随温度的升高大分子变小，煤气数量增加。

4、根据燃料在炉内的运动状况可以将气化炉分为哪几类答：根据燃料在炉内的运动状况来分类的方式应用比较广泛，相应的气化炉有移动床(固定床)、沸腾床(流化床)、气流床和熔融床。

5、简述移动床气化炉的燃料分层情况，并说明各层的主要作用。

答：炉内料层：当炉料装好进行气化时，以空气作为气化剂，或以空气(氧气、富氧空气)与水蒸气作为气化剂时，炉内料层可分为六个层带，自上而下分别为：空层、干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层。

灰渣层灰渣层中的灰是煤炭气化后的固体残渣，煤灰堆积在炉底的气体分布板上具有以下三个方面的作用：①由于灰渣结构疏松并含有许多孔隙，对气化剂在炉内的均匀分布有一定的好处。

②煤灰的温度比刚人炉的气化剂温度高，可使气化剂预热。

③灰层上面的氧化层温度很高，有了灰层的保护，避免了和气体分布板的直接接触，故能起到保护分布板的作用。

氧化层也称燃烧层或火层，是煤炭气化的重要反应区域，从灰渣中升上来的预热气化剂与煤接触发生燃烧反应．产生的热量是维持气化炉正常操作的必要条件。

还原层在氧化层的上面是还原层，赤热的炭具有很强的夺取水蒸气和二氧化碳中的氧而与之化台的能力，水(当气化剂中用蒸汽时)或二氧化碳发生还原反应而生成相应的氧气和一氧化碳，还原层也因此而得名。

干馏层干馏层位于还原层的上部，气体在还原层释放大量的热量，进入干馏层时温度已经不太高了，气化剂中的氧气已基本耗尽，煤在这个过程历经低温干馏，煤中的舍量为5％～30％，超过此范围，必须干燥脱水，否则干馏段吸热太大而影响正常生产。

间歇式两段煤气炉生成气的有效成分较多，既可作原料气，也可以作燃料气，还可以怍为中小城市的城市煤气。

2l、煤气发生站常见的工艺流程有哪几种比较常见的工艺流程分为下述三种形式。

(1)热煤气流程(2)无焦油回收的冷煤气流程(3)有焦油回收的冷煤气流程22、简述有焦油回收系统的冷煤气流程。

当气化烟煤和褐煤时气化过程中产生的大量焦油蒸气会随同煤气一起排出。

这种焦油冷凝下来会堵塞煤气管道和设备，所以必须从煤气中除去。

原料煤经过粗碎、破碎、筛分等准备阶段，输送到气化炉厂房上部的炉顶煤仓，经过给料机落人气化炉的炉内，与炉底鼓人的气化剂反应。

气化产生的煤气由煤气炉出来后，首先进A．ig,竖管，煤气被增湿降温到85～90°C在此除去大部分粉尘和部分粒子较大的焦油雾，但细小的焦油雾滴难以去除，所以煤气进一步送人除油雾效率较高的电捕焦油器脱除，然后进入洗涤塔使煤气去湿降温到35°C左右，经排送机加压后进一步除雾，净化后的煤气送给用户。

23、简述电捕焦油器的除尘原理。

静电除粉尘和焦油效率较高，内部为直立式管束状结构，每个圆管中央悬挂一根放电极，管壁作为沉降极，下端设有储油槽。

在每个放电极和接地的沉降极之问，建立一个高压强电场。

当煤气通过强电场时，由于电离使煤气中大部分粉尘和焦油雾滴带上负电，而向圆管壁(相当于正极)移动，碰撞后放电而黏附在上面，逐渐积聚沉淀而向下流动，煤气经两极放电后由电捕焦油器导出。

24、什么是气化温度，它对气化过程有何影响？气化温度一般指煤气发生炉内氧化层的温度。

气化温度的太小直接影响煤气成分、煤气热值气化效率和气化强度。

25、饱和温度和蒸汽含量有什么关系气化剂的饱和温度提高，则进人炉内的气化剂中水蒸气盼含量增大、空气的含量减少；26、太高或太低的饱和温度对气化过程有什么影响气化剂的饱和温度太低，则其中水蒸气的含量很小、空气的含量很大因而氧化反应增多而制气反应减少从而造成煤气产量和质量的下降；气化剂的饱和温度过高，则其中水蒸气的含量很大、空气的含量很小，温度下降从而也会抑制制气反应的发生。

27、如何通过调节饱和温度来调节气化炉的火层温度当炉温偏高时，提高气化剂的饱和温度，增加水蒸气的含量，空气中的氧气不足，则主要进行生成CO的反应，放热较少气化温度下降；相反当炉温偏低时，适当降低气化剂的入炉饱和温度，氧气充足，主要进行的是生成CO2的反应，热效应大，气化温度上升。

28、影响气化温度的主要因素有哪些？气化剂的饱和温度、原料煤的粒度、水分、灰分、灰熔点等。

29、什么是气化炉的料层高度气化炉内，灰渣层、氧化层、还原层、干馏层和干燥层的总高度即为料层高度。

30、影响混合煤气发生炉水蒸气分解率的因素有哪些水蒸气的分解率除了和气化温度有关外，还与其消耗量有关。

31、间歇制取水煤气的吹风阶段，炉内温度如何影响吹风气中CO和C02的含量当燃料层的温度低时，吹风气中C02含量增多，吹风气中C0减少，因为低温有利于燃烧反应，不利于制气反应。

32、水煤气发生炉的主要工艺指标有哪些水煤气发生炉的主要工艺指标有热效率、制气效率、气流速度、水蒸气用量、料层高度、循环时间。

33、加压气化有何优点？①原料方面。

加压气化所用的煤种有无烟煤、烟煤、褐煤等。

煤的活性高，能在较低的温度下操作，降低氧耗，并能提高气化强度和煤气质量，因此煤的活性越高越好；加压气化也可以采用弱黏结性煤种，炉内需设搅拌破黏装置，依靠桨叶的转动，将结块打碎；由于气化温度降低，因而可以采用灰熔点较低的煤种；煤的粒度可选择2～20mm、燃料的水分可高达20％～30％、灰分高达30％也无碍于操作，这就扩大了煤种的使用范围．降低了制气成本；可以气化一些弱黏结性和稍强黏结性的煤；耗氧量低，在2OMPa压力下仅为常压的1／3~2／3，压力提高后，耗氧量还可以降低。