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固定(移动)床气化法讲解课件

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  1.气化强度2.煤气组成和热值3.煤气产率4.灰渣含碳量5.碳转化率6.气化效率7.热效率(七)气化过程的主要评价指标

  1.气化强度(七)气化过程的主要评价指标1.气化强度气化强度是指气化炉内单位横截面积上的气化速率,表达方式有三种:

  (1)以消耗的原料煤量表示:kg/(m2.h)(2)以生产的煤气量表示:Nm3/(m2.h)(3)以生产煤气的热值表示:MJ/(m2.h)(七)气化过程的主要评价指标

  1.气化强度(七)气化过程的主要评价指标2.煤气组成和热值(1)煤气组成(2)煤气热值(七)气化过程的主要评价指标

  b.高位热值2.煤气组成和热值(2)煤气热值煤气热值是指标准状态下的单位体积煤气完全燃烧后所(2)煤气热值

  b.高位热值:是指燃烧产物中的水以液态(七)气化过程的主要评价指标3.煤气产率煤气产率是指单位质量的原料煤气化后所产煤气的体积(通常用标准状态下的煤气体积表示)

  (1)单位一般为:Nm3/kg(原料煤)(2)煤气产率的倒数称为单耗,单位 一般为:kg(原料煤)/1000Nm3(七)气化过程的主要评价指标3.煤气产率(七)气化过程的主要评价指标4.灰渣含碳量灰渣含碳量是指灰渣中未气化碳在灰渣中的含量

  (2)飞灰中碳含量(七)气化过程的主要评价指标4.灰渣含碳量(七)气化过程的主要评价指标5.碳转化率碳转化率是指在气化过程中消耗的总碳量占原料煤中碳量的百分数*注:碳转化率表示的是气化过程中煤炭的转化效率,而并非表示煤的利用效率(七)气化过程的主要评价指标5.碳转化率(七)气化过程的主要评价指标6.气化效率气化效率是指产品煤气与原料煤所含的化学能之比,故又称为“冷煤气效率”

  (3)原料煤的发热量和煤气热值一般均为低位,但有时也可同时用高位(七)气化过程的主要评价指标6.气化效率(七)气化过程的主要评价指标7.热效率

  (2)系统热效率(七)气化过程的主要评价指标7.热效率7.热效率(1)气化热效率

  c.气化热效率只反映了气化过程中的 能量利用效率7.热效率(1)气化热效率7.热效率(2)系统热效率

  c.系统热效率反映了整个气化生产 过程中的能量转换效率7.热效率(2)系统热效率粗煤气

  粗煤气空气水蒸气氧气锅炉备煤空分气化§5、煤的气化§5.3固定(移动)床气化法

  c.排渣从固态到液态固定床气化工艺的发展1.移动床气化(1)混合煤气发生炉(2)水煤气发生炉(3)两段混合煤气发生炉(4)两段水煤气发生炉(5)Lurgi气化炉(6)BGL气化炉

  §5、煤的气化§5.3固定(移动)床气化法(1)固定气体通过均匀颗粒床层示意图固体颗粒床层uo气体ΔP流体力学基础气体通过均匀颗粒床层示意图固体颗粒2.流体力学基础(1)固定床气化a.气、固(块煤)两相逆流接触b.床层压力降随气速提高而增大c.要求床层透气性好、布风均匀d.冷、热物料热交换,热利用合理2.流体力学基础(1)固定床气化§5.3固定(移动)床气化法一、发生炉煤气(空气煤气)以煤或焦炭为原料,以空气和水蒸气为气化剂,通入发生炉内制得的煤气为发生炉煤气。(COH2N2)1.制气原理:⑴理想发生炉煤气理想的发生炉煤气的组成取决于这两个反应的热平衡条件,即满足放热反应与吸热反应的热效应衡等的条件。理想情况:气化纯碳,且碳全部转化为CO;按化学计量方程供入空气和水蒸气且无过剩;气化系统为孤立系统,系统内实现热平衡§5.3固定(移动)床气化法一、发生炉煤气(空气煤气)理想放热反应:C+0.5O2+1.88N2==CO+1.88N2

  -135.0KJ/mol热平衡:2.2C+0.6O2+H2O+2.3N2==2.2CO+H2

  实际上制取混合发生炉煤气(CO:↘;H2:↘;N2:↗;)实际上制取混合发生炉煤气,不可避免有许多热损失,水蒸气分解和CO2还原进行不完全,使实际的煤气组成、气化效率与理论计算值有显著差异。放热反应:C+0.5O2+1.88N2==CO+1.88N煤气煤水蒸气和氧气204593982灰

  燃料层高度温度(oC) 恒量氮气下的气体组成(%)CO和H2的产生不是同步?(C+H2O=CO+H2)O2迅速消耗完(残余很多C)CO2先于CO出现,CO2与O2的关系CO2先增加,后下降,后又增加?分析范围⑵沿料层高度煤气组成的变化固定床气化炉-Lurgi炉中的反应行为煤煤水蒸气204593982灰灰渣层:气化剂(O2,H2O)被预热,气体组成不变;氧化层:

  +Q(CO稍↘,CO2和H2稍↗)灰渣层:2.气化过程的控制目的:高的气化效率⑴气化炉的选择:

  {弱黏结性需破黏选择带搅拌装置的气化炉;机械强度和耐热性差不宜搅拌;原料筛分粒度小的,要求煤气热输送的选择干法出灰。}⑵合理气化强度:(温度、原料、气化炉有关)气化强度超过合理的范围,就可能使灰渣中含碳量增加和出口煤气中带出物增多,从而增加了原料的损失,因而降低了煤气产率,并且影响到煤气的质量,其综合效果是气化效率降低,2.气化过程的控制⑶炉温:(保持均匀和不结渣)①水蒸气耗量与原料性质关系:水蒸气的单位消耗量的差异主要由于原料煤的理化性质不同,但为防止结渣要提高水蒸气的量。

  ②水蒸汽的单位消耗量对水蒸气分解率和气化指标的影响提高水蒸气量,但水蒸气分解率却下降,煤气热值降低⑶炉温:(保持均匀和不结渣)固定(移动)床气化法讲解课件3.煤气发生炉⑴具有凸型炉箅的煤气发生炉3M13型煤气发生炉:其特点:炉顶装有用软化水冷却的搅拌装置,适合气化Y值在

  8-16mm间的粘结性煤炉体周围的水夹套可产生0.07MPa(7000mmH2O)的蒸汽炉底为可转动的湿式灰盘和炉蓖炉蓖为凸(宝塔)型,由多层组成,有布风作用炉顶周围有带蒸汽幕的数个探火孔炉顶还装有滚筒式自动加煤机在一定饱和温度下,空气将水蒸气从底部带入气化炉炉内带有搅拌棒破粘一般适用于长焰煤、气煤等弱粘结性煤种,湿法排灰(灰渣通过水封的旋转灰盘排出)3.煤气发生炉炉顶装有用软化水冷却的搅拌装置,适合气化Y值在固定(移动)床气化法讲解课件不带搅拌装置大多数都用在气化贫煤、无烟煤和焦炭等不黏结性燃料将3M13型气化炉的滚筒式自动加煤机和搅拌装置取下,再换上双钟罩自动加煤机,即成为3M21型气化炉3M21型适合气化无粘结性的煤(Y<8mm)3M21型煤气发生炉不带搅拌装置将3M13型气化炉的滚筒式自动加煤机和搅拌装置取(1)混合煤气发生炉

  b.3MT型混合煤气发生炉(a)炉上段为圆柱形,下段为圆锥形(b)炉体内衬耐火砖,周围无水夹套(c)炉体可转动(d)炉顶中间有双钟罩自动加煤机(e)炉顶侧部有搅拌装置(f)炉底灰盘和T型炉篦固定不动(g)炉顶盖及加煤、搅拌机构固定不动3MT型混合煤气发生炉结构图(1)混合煤气发生炉

  (f)特殊的加煤机构使气化炉接近满料操作W-G型混合煤气发生炉结构图(1)混合煤气发生炉C.W-G型混合煤气发生炉W-G型混合(1)混合煤气发生炉

  (a)TG-3mI型混合煤气发生炉TG-3mI型气化炉以W-G型气化炉为基型吸收了Lurgi气化炉的某些结构特点无搅拌装置,可气化非粘结性煤(Y<8mm)采用滚筒式自动加煤机加煤和排灰均采用可编程序控制器自控d.TG型混合煤气发生炉

  TG-3mII气化炉与TG-3mI气化炉的区别只是增加了搅拌装置,因而可气化Y值在8~16mm间的粘结性煤TG-3mII型混合煤气发生炉结构图d.TG型混合煤气发生炉(b)TG-3mII型混合煤气发⑵威尔曼-格鲁夏(W-G)煤气发生炉两种形式:一种是无搅拌装置的用于气化无烟煤、焦炭等不黏结性燃料;另一种是有搅拌装置的用于气化弱黏结性烟煤。国内常用不带搅拌装置的。其特点是:液压加料,煤连续进入炉内,液压干法除灰,全水夹套。1、山渣机2、灰斗3、炉栅4、炉体5、汽包6、炉顶7、双钟罩加烧煤箱8、斜桥上煤装置⑵威尔曼-格鲁夏(W-G)煤气发生炉1、山渣机2、灰斗34.煤气发生站工艺流程有焦油回收的冷煤气工艺流程:这种焦油不能作为重要产品,但必须从煤气中除去,防冷凝下来堵塞煤气管路和设备。煤气由发生炉出来,进入竖管直接水冷却器,初步除去重质焦油和粉尘,煤气被冷到85~95℃,经半净煤气管道进入电捕焦油器,除去焦油雾滴后进入洗涤塔,煤气被冷却到35℃以下,含尘量下降到100mg/m3以下,进入净煤气管,再经排送机送到用户。4.煤气发生站工艺流程有焦油回收的冷煤气工艺流程:这种焦油不二、水煤气水煤气是由炽热的碳和水蒸气反应所生成的煤气。燃烧时呈蓝色,所以又称为蓝水煤气。需提供水蒸气分解所需的热量,一般都会采用二种方法:a.交替用空气和水蒸气为气化剂的间歇气化法;b.用氧和水蒸气为气化剂的连续气化法。1.制气原理C+O2+3.76N2==CO2+3.76N2+394.1kJ/mol3C+3H2O==3CO+3H2-394.1kJ/mol二、水煤气间歇法制造水煤气两段:吹空阶段(吹风阶段);吹蒸阶段(制气阶段)。⑴理想水煤气生成理想水煤气的方程式:C+O2+3.76N2

  气化效率:100%⑵实际水煤气H2含量高于CO(CO+H2O==CO2+H2

  等气化效率:60%~65%间歇法制造水煤气2.间歇法制造水煤气⑴工作循环的构成

  间歇法制水煤气,主要由吹空气(蓄热)、吹水蒸气(制气)两个阶段组成,但为了节约原料,保证水煤气质量,正常安全生产,还需要一些辅助阶段,实际共有六个阶段:吹风阶段、水蒸气吹净阶段、一次上吹阶段、下吹制气阶段、二次上吹阶段、空气吹净阶段。2.间歇法制造水煤气间歇式生产水煤气的气流路线图间歇式生产水煤气的气流路线图⑵六阶段工作循环:a.吹风阶段吹入空气,使部分燃料燃烧,将热能积蓄在料层中,废气经回收热量后排入大气;b.蒸气吹净阶段

  由炉底吹入蒸气,把炉上部及管道中残存的吹风废气排出,避免影响水煤气的质量;c.一次上吹制气阶段由炉底吹入蒸气,利用床内蓄积的能量制取水煤气,煤气送气柜;⑵六阶段工作循环:d.下吹制气阶段

  上吹制气后,床层下部温度降低,气化层上移,为了充分的利用料层上部的蓄热,用蒸气由炉上方往下吹(使气化过程在一个稳定,温度均匀的区域进行),制取水煤气,煤气送气柜;e.二次上吹制气阶段

  下吹制气后炉底部残留下水煤气,为安全起见,先吹入水蒸气,所得煤气仍送贮气柜;f.空气吹净阶段由炉底吹入空气,把残留在炉上部及管道中的水煤气送往贮气柜而得以回收,以免随吹风气逸出而损失。

  d.下吹制气阶段以上各阶段的时间分配列于下表:3-4分钟循环各阶段时间分配表:序号阶段名称3min循环,(S)4min循环,(S)123456吹风阶段蒸气吹净阶段上吹制气阶段下吹制气阶段二次上吹阶段空气吹净阶段40~50245~6050~5518~20260~80260~7070~9018~202其缺点是生产必须间歇阀门经常性更换,生产效率低以上各阶段的时间分配列于下表:序号阶段名称3min循环,3.富氧连续气化制造水煤气和半水煤气特点:取消六阶段循环,采用富氧气/纯氧气和水蒸气为气化剂,延长有效制气时间,使生产能力提高。气化原料要求:高挥发份不黏煤、弱黏煤、低挥发份无烟煤、焦炭等3.富氧连续气化制造水煤气和半水煤气4.水煤气发生炉及水煤气站流程⑴水煤气发生炉UGI煤气化炉是一种常压固定床煤气化设备。原料:一般会用无烟煤或焦炭,发生炉由上锥体、水夹套、炉篦传动装置,出灰机械及炉底壳等五个主要部分所组成。4.水煤气发生炉及水煤气站流程其特点:是连续式操作生产发生炉煤气(即空气煤气)外,或间歇式操作生产半水煤气或水煤气。

  炉子为直立圆筒形结构。炉体用钢板制作而成,下部设有水夹套以回收热量、副产蒸汽,上部内衬耐火材料,炉底设转动炉篦排灰。其特点:是连续式操作生产发生炉煤气(即空气煤气)外,或间歇式优点是设备结构相对比较简单,易于操作,一般不需用氧气作气化剂,热效率较高。缺点是生产强度低,对煤种要求比较严格,采用间歇操作时工艺管道很复杂。优点是⑵水煤气站流程⑵水煤气站流程3.两段式完全气化炉特点:使用高挥发份的弱黏结性烟煤及褐煤;

  干镏气化分段进行;两段炉具有比一般发生炉较长的干馏段,煤加热速度变慢,干馏温度低,获得的焦油质量比较轻。⑴两段式煤气发生炉(P173图-28)上段:干馏段下段:气化段下段煤气温度500~600℃,上段煤气温度100~150℃,只含轻质焦油。3.两段式完全气化炉固定(移动)床气化法讲解课件⑵两段式水煤气发生炉现有水煤气炉上部增设干馏段,原料煤在干馏段进行低温干馏,产生半焦落入气化段,再用空气、水蒸气间歇制水煤气。①气化炉构造与两段煤气发生炉相似,包括加料装置、干馏段、气化段、回转炉箅及排灰装置。②原料不黏结或弱黏结性的烟煤或耐热性好的褐煤。⑵两段式水煤气发生炉4.加压气化原理与工艺⑴加压固定床气化炉生产工况与常压气化炉类似,原料自上而下,气化剂自下而上,逆流接触,煤碳由固态向气态转化。炉内料层:干燥层、干馏层、甲烷层、第二反应层(还原)、第一反应层(氧化)和灰渣层。4.加压气化原理与工艺⑵过程原理及其影响因素⑴过程原理以及影响因素①压力对煤气组成影响甲烷和二氧化碳含量增加;氢气和一氧化碳含量减少(在加压下为甲烷生成反应制造了条件)②压力对氧气耗量的影响减少氧气的消耗(为常压的1/3~2/3)⑵过程原理及其影响因素③压力对蒸汽耗量的影响蒸汽耗量增加(为防止结渣和利于甲烷化的反应,为常压的2.5~3倍)④压力对气化炉生产能力的影响提高生产能力(气化强度提高,反应速率加快,碳的转化率较高)⑤对煤气产率的影响降低(气体体积减小,煤气中二氧化碳含量高)③压力对蒸汽耗量的影响⑥加压气化对煤气输送动力的影响节省煤气动力消耗⑶固定床加压气化炉及工艺流程①加压气化炉最成熟炉型是鲁奇炉(Lurgi)。它和常压移动床一样,也是自热式逆流反应器,所不同的是采用氧气-水蒸气或空气-水蒸气为气化剂,在2.0~3.0MPa的压力和900~1100℃温度条件下进行的连续气化法。⑥加压气化对煤气输送动力的影响双层壳体(内外两层厚刚筒间形成水夹套,可引出供气化炉使用);设有煤分布器和搅拌器(破黏);塔节型炉箅且设有破渣装置(气化剂均匀分布);双层壳体(内外两层厚刚筒间形成水夹套,可引出供气化炉使用);固定(移动)床气化法讲解课件②工艺流程煤气带出有废热回收的制气工艺流程:P179图5-36②工艺流程5.加压液态排渣气化炉⑴基本原理仅向炉内通入适当的水蒸气量,控制炉温度在灰熔点之上,使灰渣以熔融态自气化炉内排出(消除了结渣对炉温的影响)5.加压液态排渣气化炉⑵气化炉概况及其结构①液态排渣气化炉主要特点:

  灰渣呈熔融液态排出;特殊的排灰机构(英国煤气公司把工业鲁奇炉炉篦部分去掉,装上氧蒸气下倾斜嘴,气化剂喷入使温度为1500℃,使灰渣形成流动的熔渣。熔渣通过位于中央的排渣口排入急激室的水中淬冷成渣粒。);⑵气化炉概况及其结构

  排渣口材质为硝基硅酸盐或碳化硅(抗熔渣侵蚀);②加压液态排渣气化炉的优缺点优点:a.气化炉生产能力提高3~4倍;b.水蒸气分解率大为提高,后系统的冷凝液量大为减少;c.煤气带出物减少;煤气出口温度低;d.煤气中CO和H2组分提高25%左右,煤气热值提高;炉体为钢制外壳(内砌耐火砖,再衬碳化硅);e:降低了煤耗;f:改善了环境污染;缺点:a炉衬材质要求高;b:熔渣池结构和材质技术性强;c:氧耗高。⑶鲁尔-100加压气化炉概况e:降低了煤耗;1.气化强度2.煤气组成和热值3.煤气产率4.灰渣含碳量5.碳转化率6.气化效率7.热效率(七)气化过程的主要评价指标

  1.气化强度(七)气化过程的主要评价指标1.气化强度气化强度是指气化炉内单位横截面积上的气化速率,表达方式有三种:

  (1)以消耗的原料煤量表示:kg/(m2.h)(2)以生产的煤气量表示:Nm3/(m2.h)(3)以生产煤气的热值表示:MJ/(m2.h)(七)气化过程的主要评价指标

  1.气化强度(七)气化过程的主要评价指标2.煤气组成和热值(1)煤气组成(2)煤气热值(七)气化过程的主要评价指标

  b.高位热值2.煤气组成和热值(2)煤气热值煤气热值是指标准状态下的单位体积煤气完全燃烧后所(2)煤气热值

  b.高位热值:是指燃烧产物中的水以液态(七)气化过程的主要评价指标3.煤气产率煤气产率是指单位质量的原料煤气化后所产煤气的体积(通常用标准状态下的煤气体积表示)

  (1)单位一般为:Nm3/kg(原料煤)(2)煤气产率的倒数称为单耗,单位 一般为:kg(原料煤)/1000Nm3(七)气化过程的主要评价指标3.煤气产率(七)气化过程的主要评价指标4.灰渣含碳量灰渣含碳量是指灰渣中未气化碳在灰渣中的含量

  (2)飞灰中碳含量(七)气化过程的主要评价指标4.灰渣含碳量(七)气化过程的主要评价指标5.碳转化率碳转化率是指在气化过程中消耗的总碳量占原料煤中碳量的百分数*注:碳转化率表示的是气化过程中煤炭的转化效率,而并非表示煤的利用效率(七)气化过程的主要评价指标5.碳转化率(七)气化过程的主要评价指标6.气化效率气化效率是指产品煤气与原料煤所含的化学能之比,故又称为“冷煤气效率”

  (3)原料煤的发热量和煤气热值一般均为低位,但有时也可同时用高位(七)气化过程的主要评价指标6.气化效率(七)气化过程的主要评价指标7.热效率

  (2)系统热效率(七)气化过程的主要评价指标7.热效率7.热效率(1)气化热效率

  c.气化热效率只反映了气化过程中的 能量利用效率7.热效率(1)气化热效率7.热效率(2)系统热效率

  c.系统热效率反映了整个气化生产 过程中的能量转换效率7.热效率(2)系统热效率粗煤气

  粗煤气空气水蒸气氧气锅炉备煤空分气化§5、煤的气化§5.3固定(移动)床气化法

  c.排渣从固态到液态固定床气化工艺的发展1.移动床气化(1)混合煤气发生炉(2)水煤气发生炉(3)两段混合煤气发生炉(4)两段水煤气发生炉(5)Lurgi气化炉(6)BGL气化炉

  §5、煤的气化§5.3固定(移动)床气化法(1)固定气体通过均匀颗粒床层示意图固体颗粒床层uo气体ΔP流体力学基础气体通过均匀颗粒床层示意图固体颗粒2.流体力学基础(1)固定床气化a.气、固(块煤)两相逆流接触b.床层压力降随气速提高而增大c.要求床层透气性好、布风均匀d.冷、热物料热交换,热利用合理2.流体力学基础(1)固定床气化§5.3固定(移动)床气化法一、发生炉煤气(空气煤气)以煤或焦炭为原料,以空气和水蒸气为气化剂,通入发生炉内制得的煤气为发生炉煤气。(COH2N2)1.制气原理:⑴理想发生炉煤气理想的发生炉煤气的组成取决于这两个反应的热平衡条件,即满足放热反应与吸热反应的热效应衡等的条件。理想情况:气化纯碳,且碳全部转化为CO;按化学计量方程供入空气和水蒸气且无过剩;气化系统为孤立系统,系统内实现热平衡§5.3固定(移动)床气化法一、发生炉煤气(空气煤气)理想放热反应:C+0.5O2+1.88N2==CO+1.88N2

  -135.0KJ/mol热平衡:2.2C+0.6O2+H2O+2.3N2==2.2CO+H2

  实际上制取混合发生炉煤气(CO:↘;H2:↘;N2:↗;)实际上制取混合发生炉煤气,不可避免有许多热损失,水蒸气分解和CO2还原进行不完全,使实际的煤气组成、气化效率与理论计算值有显著差异。放热反应:C+0.5O2+1.88N2==CO+1.88N煤气煤水蒸气和氧气204593982灰

  燃料层高度温度(oC) 恒量氮气下的气体组成(%)CO和H2的产生不是同步?(C+H2O=CO+H2)O2迅速消耗完(残余很多C)CO2先于CO出现,CO2与O2的关系CO2先增加,后下降,后又增加?分析范围⑵沿料层高度煤气组成的变化固定床气化炉-Lurgi炉中的反应行为煤煤水蒸气204593982灰灰渣层:气化剂(O2,H2O)被预热,气体组成不变;氧化层:

  +Q(CO稍↘,CO2和H2稍↗)灰渣层:2.气化过程的控制目的:高的气化效率⑴气化炉的选择:

  {弱黏结性需破黏选择带搅拌装置的气化炉;机械强度和热稳定性差不宜搅拌;原料筛分粒度小的,要求煤气热输送的选择干法出灰。}⑵合理气化强度:(温度、原料、气化炉有关)气化强度超过合理的范围,就可能使灰渣中含碳量增加和出口煤气中带出物增多,从而增加了原料的损失,因而降低了煤气产率,并且影响到煤气的质量,其综合效果是气化效率降低,2.气化过程的控制⑶炉温:(保持均匀和不结渣)①水蒸气耗量与原料性质关系:水蒸气的单位消耗量的差异主要由于原料煤的理化性质不同,但为防止结渣要提高水蒸气的量。

  ②水蒸汽的单位消耗量对水蒸气分解率和气化指标的影响提高水蒸气量,但水蒸气分解率却下降,煤气热值降低⑶炉温:(保持均匀和不结渣)固定(移动)床气化法讲解课件3.煤气发生炉⑴具有凸型炉箅的煤气发生炉3M13型煤气发生炉:其特点:炉顶装有用软化水冷却的搅拌装置,适合气化Y值在

  8-16mm间的粘结性煤炉体周围的水夹套可产生0.07MPa(7000mmH2O)的蒸汽炉底为可转动的湿式灰盘和炉蓖炉蓖为凸(宝塔)型,由多层组成,有布风作用炉顶周围有带蒸汽幕的数个探火孔炉顶还装有滚筒式自动加煤机在一定饱和温度下,空气将水蒸气从底部带入气化炉炉内带有搅拌棒破粘主要适用于长焰煤、气煤等弱粘结性煤种,湿法排灰(灰渣通过水封的旋转灰盘排出)3.煤气发生炉炉顶装有用软化水冷却的搅拌装置,适合气化Y值在固定(移动)床气化法讲解课件不带搅拌装置主要用于气化贫煤、无烟煤和焦炭等不黏结性燃料将3M13型气化炉的滚筒式自动加煤机和搅拌装置取下,再换上双钟罩自动加煤机,即成为3M21型气化炉3M21型适合气化无粘结性的煤(Y<8mm)3M21型煤气发生炉不带搅拌装置将3M13型气化炉的滚筒式自动加煤机和搅拌装置取(1)混合煤气发生炉

  b.3MT型混合煤气发生炉(a)炉上段为圆柱形,下段为圆锥形(b)炉体内衬耐火砖,周围无水夹套(c)炉体可转动(d)炉顶中间有双钟罩自动加煤机(e)炉顶侧部有搅拌装置(f)炉底灰盘和T型炉篦固定不动(g)炉顶盖及加煤、搅拌机构固定不动3MT型混合煤气发生炉结构图(1)混合煤气发生炉

  (f)特殊的加煤机构使气化炉接近满料操作W-G型混合煤气发生炉结构图(1)混合煤气发生炉C.W-G型混合煤气发生炉W-G型混合(1)混合煤气发生炉

  (a)TG-3mI型混合煤气发生炉TG-3mI型气化炉以W-G型气化炉为基型吸收了Lurgi气化炉的某些结构特点无搅拌装置,可气化非粘结性煤(Y<8mm)采用滚筒式自动加煤机加煤和排灰均采用可编程序控制器自控d.TG型混合煤气发生炉

  TG-3mII气化炉与TG-3mI气化炉的区别只是增加了搅拌装置,因而可气化Y值在8~16mm间的粘结性煤TG-3mII型混合煤气发生炉结构图d.TG型混合煤气发生炉(b)TG-3mII型混合煤气发⑵威尔曼-格鲁夏(W-G)煤气发生炉两种形式:一种是无搅拌装置的用于气化无烟煤、焦炭等不黏结性燃料;另一种是有搅拌装置的用于气化弱黏结性烟煤。国内常用不带搅拌装置的。其特点是:液压加料,煤连续进入炉内,液压干法除灰,全水夹套。1、山渣机2、灰斗3、炉栅4、炉体5、汽包6、炉顶7、双钟罩加烧煤箱8、斜桥上煤装置⑵威尔曼-格鲁夏(W-G)煤气发生炉1、山渣机2、灰斗34.煤气发生站工艺流程有焦油回收的冷煤气工艺流程:这种焦油不能作为重要产品,但必须从煤气中除去,防冷凝下来堵塞煤气管路和设备。煤气由发生炉出来,进入竖管直接水冷却器,初步除去重质焦油和粉尘,煤气被冷到85~95℃,经半净煤气管道进入电捕焦油器,除去焦油雾滴后进入洗涤塔,煤气被冷却到35℃以下,含尘量下降到100mg/m3以下,进入净煤气管,再经排送机送到用户。4.煤气发生站工艺流程有焦油回收的冷煤气工艺流程:这种焦油不二、水煤气水煤气是由炽热的碳和水蒸气反应所生成的煤气。燃烧时呈蓝色,所以又称为蓝水煤气。需提供水蒸气分解所需的热量,一般采用二种方法:a.交替用空气和水蒸气为气化剂的间歇气化法;b.用氧和水蒸气为气化剂的连续气化法。1.制气原理C+O2+3.76N2==CO2+3.76N2+394.1kJ/mol3C+3H2O==3CO+3H2-394.1kJ/mol二、水煤气间歇法制造水煤气两段:吹空阶段(吹风阶段);吹蒸阶段(制气阶段)。⑴理想水煤气生成理想水煤气的方程式:C+O2+3.76N2

  气化效率:100%⑵实际水煤气H2含量高于CO(CO+H2O==CO2+H2

  等气化效率:60%~65%间歇法制造水煤气2.间歇法制造水煤气⑴工作循环的构成

  间歇法制水煤气,主要由吹空气(蓄热)、吹水蒸气(制气)两个阶段组成,但为了节约原料,保证水煤气质量,正常安全生产,还需要一些辅助阶段,实际共有六个阶段:吹风阶段、水蒸气吹净阶段、一次上吹阶段、下吹制气阶段、二次上吹阶段、空气吹净阶段。2.间歇法制造水煤气间歇式生产水煤气的气流路线图间歇式生产水煤气的气流路线图⑵六阶段工作循环:a.吹风阶段吹入空气,使部分燃料燃烧,将热能积蓄在料层中,废气经回收热量后排入大气;b.蒸气吹净阶段

  由炉底吹入蒸气,把炉上部及管道中残存的吹风废气排出,避免影响水煤气的质量;c.一次上吹制气阶段由炉底吹入蒸气,利用床内蓄积的能量制取水煤气,煤气送气柜;⑵六阶段工作循环:d.下吹制气阶段

  上吹制气后,床层下部温度降低,气化层上移,为了充分利用料层上部的蓄热,用蒸气由炉上方往下吹(使气化过程在一个稳定,温度均匀的区域进行),制取水煤气,煤气送气柜;e.二次上吹制气阶段

  下吹制气后炉底部残留下水煤气,为安全起见,先吹入水蒸气,所得煤气仍送贮气柜;f.空气吹净阶段由炉底吹入空气,把残留在炉上部及管道中的水煤气送往贮气柜而得以回收,以免随吹风气逸出而损失。

  d.下吹制气阶段以上各阶段的时间分配列于下表:3-4分钟循环各阶段时间分配表:序号阶段名称3min循环,(S)4min循环,(S)123456吹风阶段蒸气吹净阶段上吹制气阶段下吹制气阶段二次上吹阶段空气吹净阶段40~50245~6050~5518~20260~80260~7070~9018~202其缺点是生产必须间歇阀门频繁切换,生产效率低以上各阶段的时间分配列于下表:序号阶段名称3min循环,3.富氧连续气化制造水煤气和半水煤气特点:取消六阶段循环,采用富氧气/纯氧气和水蒸气为气化剂,延长有效制气时间,使生产能力提高。气化原料要求:高挥发份不黏煤、弱黏煤、低挥发份无烟煤、焦炭等3.富氧连续气化制造水煤气和半水煤气4.水煤气发生炉及水煤气站流程⑴水煤气发生炉UGI煤气化炉是一种常压固定床煤气化设备。原料:通常采用无烟煤或焦炭,发生炉由上锥体、水夹套、炉篦传动装置,出灰机械及炉底壳等五个主要部分组成。4.水煤气发生炉及水煤气站流程其特点:是连续式操作生产发生炉煤气(即空气煤气)外,或间歇式操作生产半水煤气或水煤气。

  炉子为直立圆筒形结构。炉体用钢板制成,下部设有水夹套以回收热量、副产蒸汽,上部内衬耐火材料,炉底设转动炉篦排灰。其特点:是连续式操作生产发生炉煤气(即空气煤气)外,或间歇式优点是设备结构简单,易于操作,一般不需用氧气作气化剂,热效率较高。缺点是生产强度低,对煤种要求比较严格,采用间歇操作时工艺管道比较复杂。优点是⑵水煤气站流程⑵水煤气站流程3.两段式完全气化炉特点:使用高挥发份的弱黏结性烟煤及褐煤;

  干镏气化分段进行;两段炉具有比一般发生炉较长的干馏段,煤加热速度变慢,干馏温度低,获得的焦油质量比较轻。⑴两段式煤气发生炉(P173图-28)上段:干馏段下段:气化段下段煤气温度500~600℃,上段煤气温度100~150℃,只含轻质焦油。3.两段式完全气化炉固定(移动)床气化法讲解课件⑵两段式水煤气发生炉现有水煤气炉上部增设干馏段,原料煤在干馏段进行低温干馏,产生半焦落入气化段,再用空气、水蒸气间歇制水煤气。①气化炉构造与两段煤气发生炉相似,包括加料装置、干馏段、气化段、回转炉箅及排灰装置。②原料不黏结或弱黏结性的烟煤或热稳定性高的褐煤。⑵两段式水煤气发生炉4.加压气化原理与工艺⑴加压固定床气化炉生产工况与常压气化炉类似,原料自上而下,气化剂自下而上,逆流接触,煤碳由固态向气态转化。炉内料层:干燥层、干馏层、甲烷层、第二反应层(还原)、第一反应层(氧化)和灰渣层。4.加压气化原理与工艺⑵过程原理及其影响因素⑴过程原理以及影响因素①压力对煤气组成影响甲烷和二氧化碳含量增加;氢气和一氧化碳含量减少(在加压下为甲烷生成反应制造了条件)②压力对氧气耗量的影响减少氧气的消耗(为常压的1/3~2/3)⑵过程原理及其影响因素③压力对蒸汽耗量的影响蒸汽耗量增加(为防止结渣和利于甲烷化的反应,为常压的2.5~3倍)④压力对气化炉生产能力的影响提高生产能力(气化强度提高,反应速率加快,碳的转化率较高)⑤对煤气产率的影响降低(气体体积减小,煤气中二氧化碳含量高)③压力对蒸汽耗量的影响⑥加压气化对煤气输送动力的影响节省煤气动力消耗⑶固定床加压气化炉及工艺流程①加压气化炉最成熟炉型是鲁奇炉(Lurgi)。它和常压移动床一样,也是自热式逆流反应器,所不同的是采用氧气-水蒸气或空气-水蒸气为气化剂,在2.0~3.0MPa的压力和900~1100℃温度条件下进行的连续气化法。⑥加压气化对煤气输送动力的影响双层壳体(内外两层厚刚筒间形成水夹套,可引出供气化炉使用);设有煤分布器和搅拌器(破黏);塔节型炉箅且设有破渣装置(气化剂均匀分布);双层壳体(内外两层厚刚筒间形成水夹套,可引出供气化炉使用);固定(移动)床气化法讲解课件②工艺流程煤气带出有废热回收的制气工艺流程:P179图5-36②工艺流程5.加压液态排渣气化炉⑴基础原理仅向炉内通入适当的水蒸气量,控制炉温度在灰熔点之上,使灰渣以熔融态自气化炉内排出(消除了结渣对炉温的影响)5.加压液态排渣气化炉⑵气化炉概况及其结构①液态排渣气化炉主要特点:

  灰渣呈熔融液态排出;特殊的排灰机构(英国煤气公司把工业鲁奇炉炉篦部分去掉,装上氧蒸气下倾斜嘴,气化剂喷入使温度为1500℃,使灰渣形成流动的熔渣。熔渣通过位于中央的排渣口排入急激室的水中淬冷成渣粒。);⑵气化炉概况及其结构

  排渣口材质为硝基硅酸盐或碳化硅(抗熔渣侵蚀);②加压液态排渣气化炉的优缺点优点:a.气化炉生产能力提高3~4倍;b.水蒸气分解率大为提高,后系统的冷凝液量大为减少;c.煤气带出物减少;煤气出口温度低;d.煤气中CO和H2组分提高25%左右,煤气热值提高;炉体为钢制外壳(内砌耐火砖,再衬碳化硅);e:降低了煤耗;f:改善了环境污染;缺点:a炉衬材质要求高;b:熔渣池结构和材质技术性强;c:氧耗高。⑶鲁尔-100加压气化炉概况e:降低了煤耗;

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  维生素D缺乏性佝偻病RicketsofVitaminDDeficiency课件