煤化工工艺学52气化炉的基本原理

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  1、 5 5、煤的气化、煤的气化 52 气化炉的基础原理 52 气化炉的基础原理 1.气固反应器类型几种床层状态 床层：若是在一个圆筒形的容器内安装一个多孔的水平分布板,并将固体颗粒堆放在分布板上,形成一层固体层,工程上称为”床层”,简称”床”.固定床： 气流速度不致使固体颗粒的相对位置发生明显的变化,即固体颗粒处于固定状态,床层高度基本上维持不变.流化床： 气流速度提高,固体颗粒全部浮动起来,但是仍逗留在床层中不被流体带出.气流床： 进一步提升流速,固体颗粒不能继续逗留在床层中,开始被流体带出容器外,固体颗粒和分散流动与气体质点的流动类似.几种床层状态的气化炉固定床(移动床)气化炉原料：650块煤或者

  2、煤焦加料方式：上部加料排灰方式：固态或者液态灰渣和煤气出口温度：不高炉内情况:煤焦与产生的煤气、气化剂与灰渣都进行逆向热交换流化床气化炉原料：35mm加料方式：上部加料排灰方式：固态排渣灰渣和煤气出口温度：接近炉温炉内情况:悬浮沸腾气流床气化炉原料：粉煤（以上通过目）加料方式：下部与气化剂并流加料排灰方式：液态排渣灰渣和煤气出口温度：接近炉温炉内情况:煤与气化剂在高温火焰中反应熔池气化炉气固液三相反应气化炉原料： 以下直至煤粉所有范围的煤粒加料方式：燃料与气化剂并流加入排灰方式：液态灰渣和煤气出口温度：接近炉温炉内情况:熔池是液态的熔灰、熔盐或熔融金属作为气化剂和煤的分散剂，作为热源供煤中挥发

  3、物的热解和干馏。各种床层气化炉的比较固定床流化床气流床熔融床气化过程块煤炉顶供给与热空气逆流，依次通过干燥区、气化区、燃烧区、焦碳与O2、H2O作用生成煤气中小颗粒煤粒在炉底供给高速气化剂和蒸汽带动下边流态翻滚、边在高温炉床内气化小煤粒的干或湿态与气化剂高速从喷燃器喷入，在高温度高压力欠氧下完成气化煤粉与氧一起从喷嘴喷进熔融金属表面，在高温下瞬时气化气化温度C优点低温煤气易于净化*适于高灰熔点煤*技术成熟，全世界煤气化装置容量占90% *简单易操作，动力消耗少*对耐火炉衬要求低*适于高灰熔点的煤碳转化率高*液态灰渣易排出放大容量：5000吨/日*负

  4、荷跟踪好（50%）*煤种适应性广煤种适应性广*气化效率高 固定床流化床气流床熔融床缺点不适于焦结性强的煤*低温干馏产生煤焦油、沥青等*单段炉不易大型化，1200吨/日 *容量较小1500吨/日*飞灰中未燃尽碳多（第二代利用灰团聚功能）*对耐火炉衬要求高（第二代用水冷套）*适于低灰熔点煤适于低灰熔点煤 碳转化（%）99 95 9799实用例Lurgi鲁奇炉液态排渣鲁奇炉WinkerKRWU-GASTexaco,shell K-T炉开发中表5-6自热式气化炉中不同产热方式的比较反应物质优点缺点适用场合空气耗费少N2稀释了煤气低热值煤气H2高CH4含量H2的分离制造作为合成气时，CH4需进一步分离转

  5、化加热气O2可获得纯度高的煤气需制氧设备中热值煤气及合成气CaO不需要制造O2再生未解决合成气和加热气思考：向煤粉中加入氧化钙的作用是什么思考：向煤粉中加入氧化钙的作用是什么 qm-固体的质量流量, kg/hvR-反应器体积，m3表5-7不同反应器类型煤容积气化强度（qm/vR）的比较反应器类型最高温度/容积气化强/kg/(m3/h)固定床0.1MP约.3MP00流化床4MP79589571气流床0.1MP15003604MP15007200几个小问题4.装料和排灰装料间歇加料；连续加料常压加料；加压加料加压加料：料槽阀门；泥浆泵料槽阀门法原理：如图

  6、5-18泥浆泵法原理：煤料与油或水搅拌制成浆状悬浮液，其中含大约60%的固体煤料，经过泵打入气化炉。21压力平衡图 5-18用 料 槽 阀 门 加 料炉 内煤卸 压排灰固定床反应器固态排渣时候：通过炉箅(灰渣层要保持一定厚度：保护炉栅合适的蒸汽和氧气比例：防止结渣加压时候采用和料槽阀门相同的方法排灰)流化床反应器矸石灰：炉子底部开口排灰飞灰：从粗煤气中分离气流床灰渣以液态方式排渣，从气化炉底部开口流出(前提：气化温度应高于灰渣的熔化温度)思考：煤的反应活性对气化有什么影响？考：煤的反应活性对气化有什么影响？5.煤质对气化的影响 气化用煤的性质包括反应活性、粘结性、结渣性、耐热性、机械强度、粒

  7、度组成、以及煤的水分、灰分和硫分等。 煤的反应活性这是指在一定的条件下，煤炭与不同气化介质（如二氧化碳、氧、水蒸气和氢）相互作用的反应能力。 反应活性又称为反应性。反应性的强弱直接影响煤在气化时的有关指标：产气率、灰渣或飞灰含碳量、氧耗量、煤气成分及热效率等。不论何种气化工艺，煤活性高总是有利的。 思考：思考：1.煤灰熔点与结渣性的关系？气化用煤对灰熔点的要求煤灰熔点与结渣性的关系？气化用煤对灰熔点的要求 2.煤的结渣性对气化炉有什么影响？煤的结渣性对气化炉有什么影响？结渣性煤中矿物质，在气化和燃烧过程中，由于灰分软化熔融而变成炉渣的性能称为结渣性。 对移动床气化炉，大块的炉渣将会破坏床内均匀

  8、的透气性，严重时炉篦不能顺利排渣，需用人工破渣，甚至被迫停炉。另外炉渣包裹了未气化的原料，使排出炉渣的含碳量增高。对流化床来说，即使少量的结渣，也会破坏正常的流化状况，另外在炉膛上部的二次风区的高温，会使熔渣堵塞气体出口处等。通常用煤灰熔点（T2）来判断煤炭是否容易结渣，灰熔点越低的煤，越易结渣。气化用煤要求T21250。由于灰渣的物理状态和化学组成均不同于煤中的灰分，因此仅以灰熔点来判断有时并不可靠。 思考：煤的粘结性有什么危害？对不同气化炉有什么不同？思考：煤的粘结性有什么危害？对不同气化炉有什么不同？ 煤的粘结性煤受热后会相互粘结一起。对于移动床煤气化方法，若煤料在气化炉上部粘结成大块，将破坏料层中气流的分布，严重时会使气化过程不能进行，对流化床气化法，若煤粒粘结成大颗粒或块，则会破坏正常的流化状态。适用的气化用煤是不粘结或弱粘结性煤。由于气流床气化炉内，煤粒之间接触甚少，故可使用粘结性煤。

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  （教案）第七单元 处理问题的策略第1课时（2）-五年级数学下册 （苏教版）