造气生产工艺-

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
烟囱
三化合成氨生产工培训资料
吹风阶段 流程:空 气—煤气炉底部— 燃料层—炉顶—上 旋风除尘器—废热 锅炉—烟囱放空或 送吹风气系统回收
空气从炉底中心管 送入煤气炉,经过 炉篦均匀分布通过 灰渣层预热后,进 入气化层,空气中 的氧和赤热的燃料 发生燃烧(氧化) 反应,放出大量的 反应热,贮存在燃 料层中,为制气阶 段碳与水蒸汽进行 气化(吸热)反应 提供热量。
3、灰份 固体燃料完全燃烧后所剩余的残留物,灰份主要的组分为二氧化 硅、三氧化二铝、四氧化三铁、氧化钙、氧化镁等物质,这些物质的含量 对灰熔点有决定性影响。固定层煤气炉一般要求燃料的灰份含量不超过 30%,灰份含量过高,相对地减少了有效碳使煤的发热值降低,而且在燃 烧或气化过程中会妨碍气化剂与碳的接触,影响气化剂的扩散,同时降低 了燃料的化学活性,灰份含量过高时不仅使气化条件复杂化,还加重了排 灰机械的负荷,使设备磨损加剧。
d、灰渣层 由于固体燃料中含有20%左右的灰分。固体燃料气化后遗留下来 的残留物形成了灰渣区,灰渣区厚度为150~250毫米。在灰渣区不发生任何 化学反应,该区温度﹤700℃,预热从下而上的气化剂后被冷却,起到均布 气化剂、保护炉蓖和灰盘的作用。
另外,干燥区的上部是自由空间,起到聚集上行煤气和均匀分布下吹蒸汽 的作用。
8
三化合成氨生产工培训资料
三、煤气炉制气工艺的理论基础: 1、煤气制造的方法很多,典型的有:固定层间歇气化法(分为常
压和加压两种)(加压连续气化的代表工艺是鲁奇炉)、固定层富 氧连续气化法、沸腾层(流化床)气化法(如恩德炉和灰熔聚工 艺)、气流层气化法(壳牌粉煤加压气化,德士古水煤浆加压气化) 等。 我厂目前采用前二种方法。 2、固定层间歇气化法:用水蒸汽和空气为气化剂,交替地通过固 定的燃料层,使燃料气化,制得半水煤气。通入空气的目的是让空 气中的氧与燃料中的碳燃烧,以便提高燃料层的温度,为蒸汽与碳 的吸热反应提供热量,并为合成氨提供氮气(吹风和吹净过程)。 然后向燃料层通入蒸汽(或者配入一定的加氮空气)与碳反应,生 成的水煤气和回收的吹风气混合得到半水煤气。 3、固定层富氧连续气化法:以富氧空气(或者氧气)与蒸汽的混 合气为气化剂,连续通过固定的燃料层进行气化。
12
富氧空气总管 加氮空气总管
富 氧 空 气 与
上吹蒸汽阀 蒸
汽 混 配 器
富氧空气阀
下吹蒸汽阀
煤气发生炉 水冷壁夹套锅炉
空气总管 0.08-0.098Mpa低压蒸汽总管
0.5Mpa废锅蒸汽总管 锅炉给水总管
26#循环污水
吹风气去集中回收 煤气去洗气塔
上行煤气阀 上吹旋风除尘器
下行煤气阀
废热锅炉 洗汽箱
13
三化合成氨生产工培训资料
富氧空气总管 加氮空气总管
富 氧 空 气 与
上吹蒸汽阀 蒸
汽 混 配 器
富氧空气阀
下吹蒸汽阀
煤气发生炉 水冷壁夹套锅炉
空气总管 0.08-0.098Mpa低压蒸汽总管
0.5Mpa废锅蒸汽总管 锅炉给水总管
上行煤气阀 上吹旋风除尘器
下行煤气阀
废热锅炉

26#循环污水 吹风气去集中回收 煤气去洗气塔
1、氨的合成反应 3H2+N2=2NH3+Q
2、碳铵反应 NH3+H2O+CO2=NH4HCO3+Q
3、尿素反应 2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O+Q
4、甲醇反应 2H2+CO=CH3OH+Q

3H2+CO2=CH3OH+H2O+Q
氨的主要性质:在常温常压下有刺激性臭味的无色气体、有毒、 比重0.596.易溶于水并放出热量,燃烧呈黄色火焰。
煤的外在水份和分析取样水份之和称为煤的全水份。煤的化合水份(结合 水份)在煤中是以结晶水形式存在的,与煤化程度无关,即使加热到100℃ 化合水也不会析出。
2、挥发份 在一定温度下干馏(隔绝空气)析出的气体(碳氢化合物), 在气化过程中能分解变成氢气、甲烷以及焦油蒸汽等。它与煤化程度有关 煤化程度越低挥发份越高,含量少的1~3%,多的达50%以上,一般来讲挥 发份高的煤粘结性较强,挥发份低的煤粘结性较差,挥发份较高的燃料其 机械强度、热稳定性一般都比较差。
必须说明,炉内燃料层几个区域的厚度并非一成不变。因为炉体高度不同或 随燃料的种类、性质的不同及所采用的制气方法,使用气化剂和气化条件的 不同而不一样。而且各区间也没有明显的分界,往往是相互交错的。
11
三化合成氨生产工培训资料
五、固定层间歇气化法一个制气循环分为五个阶段的目的及工艺流程:
三化公司第一造气车间煤气炉间歇法制气工作循环目前采用120秒,一个制气 工作循环分为五个阶段,各个阶段的流程和作用如下。
3
三化合成氨生产工培训资料
煤的化学性质:

1、水份 固体燃料的水份以三种形式存在即吸附水、游离水和化合水。
煤里的水份含量多少与煤化(即煤腐殖化)程度有关,煤化程度越低则煤
里的水份就越高,煤的质地就越致密,这种水份称之为物理吸附水或固有
水份;煤的外在水份(附着水份)是指地下水和雨水附着在煤上的水份。
此外还有燃料的成渣性能、发热量等。
5
三化合成氨生产工培训资料
⑷煤的物理性质 1、热稳定性 又叫抗热强度,可以理解为固体燃料在落入高温区
时保持其块度的性质,该性质除了与煤形成年代有关外,主要与 煤化程度有关。 2、机械强度 指煤破碎的难易程度,一般来说,煤的机械强度与 煤的形成年代有关,年代愈久,强度愈大。机械强度差的煤其热 稳定性必然也差。 3、灰熔点 在气化炉内煤中所含的灰份达到一定的温度时就会出 现变形、软化和熔融状态(t),当固体灰份变为液态时达到的温度 就叫灰熔点。 煤的灰熔点是影响炉内工况好坏和温度高低的主要因素之一。灰 熔点低,气化层温度不能太高,否则会造成炉内结大块,使炉床 阻力不均,严重时会造成气化炉不能正常生产下去,因此煤的灰 熔点越高越有利于提高气化效率,有利于高产低耗。

4NH3+3O2=2N2+6H2O
在有水存在时,氨对铜及铜合金有较强的化学腐蚀作用。(氨用 阀门、仪表不用含铜的)
2
三化合成氨生产工培训资料
二、合成氨原料气的生产----半水煤气的制造: 所谓造气就是用气化剂对固体或其他原料进行热加工的过程,其生成物为可燃性气
体(煤气)。固体燃料为各种煤和焦炭;气化剂有空气、富氧空气、氧和水蒸汽、 CO2。进行气化的设备称为煤气发生炉。 固体燃料气化生成的煤气可分为: 1、空气煤气:以空气为气化剂制的煤气。 2、混合煤气:以空气和适量水蒸汽混合为气化剂制的煤气。 3、水煤气:以水蒸汽为气化剂制的煤气。 4、半水煤气:是以空气(或富氧空气)和适量的水蒸汽为气化剂制取的符合 (H2+CO)/N2=3.1~3.2的煤气。(混合煤气的特例) 造气生产路线按原料不同可分为: 1、气体——以天然气为造气原料。 2、液体——以重油为造气原料。 3、固体——以块煤(焦炭)或以粉煤为原料制成的型煤。 我厂使用的是固体燃料制气。 可用于气化的固体燃料有:1、无烟煤 2、粘结性烟煤与不粘结性烟煤(包括贫煤、 炼焦煤、气煤、气焰煤、肥煤、焰煤) 3、褐煤 4、木质褐煤 5、泥煤 6、由粘结 性烟煤或不同结焦性能的混合煤制得的焦炭和半焦,以及从褐煤制得的半焦 7、由 粉煤制成的型煤 8、碳化煤球等 我厂根据目前的现状主要以使用型煤为主,无烟块煤与焦丁为辅。 造气车间的任务就是生产合格的(氢氮比符合合成氨要求的)半水煤气。
9
三化合成氨生产工培训资料
四、固体燃料在煤气炉内的分区情况: 固定层煤气炉制气过程燃料层内的分区: 由于在气化过程中,炉内固体燃料层的各区域发生着不同的
物理或化学变化,据此,将燃料层从上而下分为五个区域:
a、干燥层 燃料层的最上部,刚投入的燃料受到下层温度较 高的燃料层的热辐射,以及由下而上通过的热气体的热交换 作用,区域温度达到200℃左右,使新加入的燃料中水分 (主要是游离水、吸附水)被蒸发干燥,因此这一区域叫干 燥区。该区厚度为150~250毫米。(实际厚度随燃料层的高 度不同而异)。
合成氨造气生产基础知识

三化第一造气车间王太平 2019.5.18
1
三化合成氨生产工培训资料
一、合成氨概况:
1904年~1908年哈柏氏研究了氨的平衡反应,并得出反应平衡关 系,同时由波士协助解决了机械问题开始了工业合成氨的生产, 1913年4月在德国奥堡建立了世界第一个合成氨厂。合成氨是在 高温高压下将空气中的氮和用不同方法得来的氢化合制成氨。
b、干馏层 由干燥区往下的燃料层的温度比较高(300~ 700℃),水分较少,使燃料发生热分解,挥发性物质如甲 烷、硫化氢、乙烯、氮氢、化合水等。因为这个作用与煤的 干馏相似,故称为干馏区。这个区域几乎不发生气化反应。 该区厚度为300~450毫米。
10
三化合成氨生产工培训资料
c、气化层 由干馏区往下,燃料层的温度很高(﹥700℃),可达1150~ 1250℃,是发生气化反应的主要区域,经干馏焦碳化的燃料与气化剂进行氧 化反应和还原反应,故该区域又统称为气化区。气化区又分为氧化区(又称 燃烧区)与还原区: 氧化区:碳与氧化剂(空气或富氧空气)中的氧反应,氧化成CO2及CO。 在氧化区内进行的反应,均为放热反应,因此,氧化区比较薄(大约为 200~300毫米)。 还原区:二氧化碳被还原为一氧化碳,或水蒸汽分解成氢。在还原区所 进行的反应,大部分是吸热反应,反应所需要的热量是氧化层供给的。 还原反应比氧化反应速度慢,还原区比氧化区厚的多,大约为450~650 毫米。
7、化学活性 煤的化学活性也称为反应能力,是指煤与气化剂中氧、蒸汽或二氧化 碳等相互作用的反应(还原气化剂的能力,气化剂被还原的数量愈多表示其化学活 性愈好,通常是以CO2在一定温度和一定时间下通过一定厚度的煤层后转化为CO的 百分率来表示)。煤的化学活性是随着比重和粘结性的增大而提高;随着气孔率和 表面积的增大而提高;随着焦化程度的降低而提高;煤化程度越低活性越高;气化 温度越高(T3以下)活性也越高。在气化炉内,煤的化学活性的增高不仅表现在 CO2和蒸汽的还原系数的升高,而且表现在碳消耗量的增加,也就是煤气的产量与 质量均会得到提高,随着碳的燃烧,最初燃料的化学活性不断提高达到最大值而迅 速下降,这是因为反应物表面灰化而使气化剂不易与燃料中的碳接触的原因。
此外还有燃料粒度、(真假)比重、气孔率等。 ⑸无烟煤的特性: 组织密实、比重大、无粘结性、含水少、挥发份低、含碳量高、化学
活性低、机械强度和热稳定性比焦炭差。
7
型煤制作
(一) 主要反应机理: R--C00H+NaOH→C00Na+H2O, 反应釜温度:95℃ 粘合剂:腐植酸钠含量≥12% PH=12~13.5 粘度:>25s(60℃) 密度:1.008~1.102g/ml (二)制作步骤: 1、粘结剂制作 2、粉煤---添加粘合剂---沤制---压球---烘干
6
三化合成氨生产工培训资料
4、粘结性 有些煤(烟煤)在加热到一定温度时,炭质受热分解而成 塑性状态,继而出现软化、熔融现象,产生热分解后的液态产物,在 炭粒之间的接触和膨胀压力的作用下,使炭粉相互粘结在一起而变成 多孔性硬块,即所谓焦炭,这种煤称为粘结性煤。无烟煤不发生或稍 微发生熔融粘结现象,而在放出挥发份后其本身成为粉末状的残渣, 这种煤称为不粘结性煤。
4
三化合成氨生产工培训资料
4、硫份 煤中的硫份在气化过程中转化为含硫气体,不仅腐蚀设备管道,而且使催 化剂中毒。
5、固定碳 固体燃料中除去灰份、挥发份、水份和硫份以外,其余可燃性物质称为 固定碳,它是固体燃料中的有效物质。
6、矿物质 煤中除了在工业分析和元素分析中的成分外,还有微量的矿物质成分, 这些矿物质在氧化区内完成高温转化,变成由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、 MgO、Na2O、K2O等。有些物质对于气化反应都是有害物质,含量越少越好。煤经 过气化后重量减轻为原来的1/4左右,若是排出的炉渣中只有灰无渣,则表明气化炉 失常。
相关文档
最新文档