固定床连续气化法富氧制气概述

题目：固定床连续气化法富氧制气概述
固定床连续气化法富氧制气概述
摘要：目前我国大部分化工企业采用固定床间歇式制气法制取半水煤气，CO等含量虽然较高，但不能连续和节能的进行生产。

本文所介绍的这种方法不但可以连续造气、节约能源，而且制成的产品煤气品质较高。

本文从原理、工艺流程、主要系统等进行了简要的概述，还附加了一些实际过程的处理方法等。

关键词：工艺、流程、造气炉、操作方法、液压油系统
1．生产原理、工艺流程及工艺指标
1．1生产原理
以干燥后的焦碳（或焦球）为原料、O
2及CO
2
为气化剂，在新型CO气体发生炉内进
行气化反应，制得粗CO气，其主要反应如下：
C+O
2=CO
2
+394.5KJ/mol （1）
C+CO
2
=2CO-168.5KJ/mol （2）
C+1/2O
2
=CO+112.9KJ/mol （3）
反应主要按（1）、（2）式进行。

反应（1）、（3）为氧化反应，是强放热过程；（2）为还原反应，为吸热反应。

CO
2
除参加反应外，还起载热体作用和调节温度作用，控制燃烧层最高温度在灰熔点（T2）以下，防止灰渣结块。

1．2工艺流程
1．2．2该流程示意图如下[2]：
1—CO2罗茨机 2—混合器 3—预热器 4—造气炉
5—废热锅炉 6—洗气塔 7—气柜 8—脱硫
1．2．3生产流程简述（内蒙古宜化生产工艺）
将粒度为25～60mm的合格焦碳加入到自动加焦机，自动加焦机定量将焦炭加入气
化炉内，从界区外来的合格的O
2和CO
2
严格按一定比例（1.8～2.1）混合后，从气化炉
底部进入，与焦炭进行氧化和还原反应，气化炉产生的粗炉气经过旋风除尘器除去大部分灰尘，并经废热锅炉回收热量后，再进入联合洗气塔，将煤气温度降到45℃以下，同时除去煤气中的大部分粉尘后送至后工段。

1．2．4工艺特点：
（1）在常压下连续加料，连续排灰，连续气化，干法排灰气化工艺。

（2）工艺流程简单，为防止CO泄漏，设计上采用严格防泄漏措施。

（3）气化炉生产强度大，易于检修，特殊的炉篦结构，具有均匀布气，破渣、排渣三个功能，并可根据原料特性调整各层布气。

（4）利用变压吸附装置回收的CO
2
，变废为宝，降低原料费用。

（5）生产操作易于控制，通过对CO
2/O
2
的比值调节，控制气化层及顶部温度，达到安
全稳定生产的目的。

（6）废热锅炉产生的0.5MPa低压蒸汽送至热电除氧器，夹套产生的蒸汽预热气化剂
（CO
2、O
2
）。

（7）洗气塔等设备所用的冲洗水经沉淀池沉淀、冷却后循环使用。

1．2．5造气炉概述
（1）组成结构（附图1）
（2）工作原理：采用富氧连续（间歇式）固定层气化法，以煤棒（焦炭或焦球）为原料，以富氧空气（或空气）和水蒸气（或CO2）为气化剂，在高温条件
下与入炉空气和蒸汽（或CO2）发生反应，生产出合格的煤气供后工段
使用。

（3）反应原理：在煤气发生炉中，原料层从上而下分为五层，即干燥层、干馏层、还原层、氧化层和灰渣层（附图2）。

其中氧化层和还原层是煤气发生炉
中发生气化发应的主要反应层，常称为气化层，是工艺操作主要控制
的反应部位。

煤气炉内各层特性（由上而下）
附图1[3]：
从上往下依次为：
液压炉口加焦机
炉顶大盖
炉体（上气道）
夹套锅炉
炉篦
炉底总成
灰仓、灰斗、鼓风箱
炉条机、灰犁等附件附图2[4]：
1．3工艺指标[5]（以下数据视实际情况而定）（1）空层：1.7～2.0m
（2）温度：炉面温度： 400～500℃
炉底温度： 150～200℃
（3）煤气质量标准：
粗煤气CO
2≤34.8％ O
2
≤0.5％ CO≥63％
（4）煤气出口压力：≤11KPa
（5）CO
2/O
2
：1.8～2.1
（6）O
2
纯度：≥99.6％压力：≥0.02MPa
（7）CO
2
纯度：≥98％压力：≥0.025MPa
（8）焦碳规格（ad基）
固定碳硫灰分挥发份水份
≥82.58% ≤0.38% ≤15.78% ≤0.72% ≤0.92% （9）焦炭粒度： 25～60mm
（10）夹套汽包液位： 1/3～1/2
（11）余热锅炉汽包液位： 1/3～1/2
（12）气柜高度： 40%～60%
2．正常造气操作方法：
2．1开车：
（1）检查一、二楼圆门、方门处于关闭位置。

（2）检查各仪表、信号、汽包水位是否正常。

（3）检查微机是否处于安全停车位置，检查电机运转是否正常，各阀门是否处于停车位置。

（4）检查烟囱阀是否在开的位置，检查煤气出口阀是否在关闭状态，备用煤总是否撑起。

（5）开CO
2调节阀前后截止阀，开CO
2
调节阀，用CO
2
吹扫2分钟，然后开O
2
调节阀前
后截止阀，开O
2调节阀，根据炉况调节CO
2
、O
2
配比及用量，使CO
2
/O
2
控制在0.8～
2.1之间。

[6]
（6）检查电机是否正常，启动电机并检查电机运转正常，开启微机，投入自动运行。

开车初期，由于煤气质量较差，生产的煤气不能送入系统，而是通过烟囱放空，放空期间对煤气取样分析，合格后，开煤气出口阀，关放空阀，将合格煤气送入系统，并通知调度。

（7）开车后做好各项记录。

（8）视炉况情况，缓慢加负荷至正常状况。

2．1. 1如何稳定炉温：
（1）根据原料品种的不同，确定CO
2/O
2
的比例。

（2）根据炉顶温度高低适时适量加焦。

（3）根据炉底温度及下灰情况调节炉条机转速，正确调节CO
2、O
2
配比。

（4）根据炉况好坏，确定气化炉合适的负荷。

（5）维持炉内热平衡，CO
2
用量调节适当，压力稳定，加减负荷不宜过猛。

（6）每次加炭时间间隔不宜过长或过短。

（7）气化层上移可适当改变CO
2
用量，气化层下移严重，要缓慢地安全处理。

（8）发现炉内气化层不良或有结疤现象时，要及时进行捣炉扒块或打疤。

（9）炉条机转速和开动时间适宜，及时下灰。

（10）注意观察下灰情况，及时调节CO
2
量和炉条机转速。

2．1. 2加负荷：
（1）增加O
2量，炉温提高后加以适宜的CO
2
用量。

（2）维持炉温不变，适当增加炭层。

2．1. 3减负荷：
（1）减少O
2流量，炉温降低后适当减少CO
2
用量。

（2）维持炉温不变，适当降低碳层。

（3）维持炉内空层、气化层、灰层的稳定。

2．1. 4系统压力及温度的控制：
（1）通过微机判断：
a、各气动阀门开关是否正常。

b、系统及炉内阻力是否正常
c、煤气炉制气能力的大小。

（2）通过微机结合各测温点判断炉内气化情况是否正常。

（3）通过各压力表、液位计判断蒸汽系统、软水等输送是否正常。

2．2正常停车：
（1）开煤气放空阀，关煤气出口阀。

（2）停止加焦，停下炉条机。

（3）先关闭O
2调节阀及前后截止阀，再关闭CO
2
调节阀及前后截止阀。

（4）停车后全面检查设备有无缺陷，若有缺陷及时联系检修。

（5）做好各项岗位记录
2．3气化炉的大开车步骤
2．3．1炉条机试运转。

（1）通知电工送电，启动电机开关使电机空运转，观察其运转方向是否正确。

（2）开启炉条机电机由慢到快，转速300转/分、600转/分、1200转/分，每种速度下使灰盘转一圈。

（3）装少量灰渣，进行炉条机负荷试验，要求连续运转8小时，期间半小时检查一次，炉条机电流不得超过10A。

[7]
2．3．2给料机试运行。