生物化学工程专业论文08103.doc

呼和浩特职业学院毕业论文题目：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、O2及CO2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+O2=CO2+394.5KJ/mol （1）C+CO2=2CO-168.5KJ/mol （2）C+1/2O2=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CO2 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1．2．1单炉煤气系统流程[1]1．21234756CO2O28．2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O2和CO2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CO2，变废为宝，降低原料费用5）生产操作易于控制，通过对CO2/O2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（CO2、O2）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）区域进行的过程化学反应干燥层吹风气、煤气以及过热蒸汽上下通过此区域时，燃料中的水分蒸发，起到预热干燥作用一般不产生气化反应干馏层燃料继续加热并分解放出低分子烃，在热分解时析出水分、醋酸、甲醇、甲醛、苯酚、树脂、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、甲烷、乙烯、氨、氮和氢等气化剂通过此区域时，几乎不发生气化反应还原层气化层产生气化反应的主要区域之一，由氧化区来的二氧化碳还原成一氧化碳及水蒸汽分解为氢，燃料依靠与热气体换热被再次预热CO2+C=2COH2O+C=CO+H22H2O+C=CO2+2H2CO+H2O=CO2+H2氧化层在煤气炉整个燃料层中，氧化区（燃烧区）的温度最高，煤气炉这时测量它的火层情况，就是间接地测量它的温度，在氧化层里，燃料中的碳与气化剂中的氧（空气的氧或富氧）发生化学反应C+O2+3.76N2=CO2+3.76N22C+O2+3.76N2=2CO+3.76N2灰渣层起预热气化剂、分布气化剂，保护炉篦和承受燃料层骨架的作用一般不产生气化反应附图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CO2≤34.8％ O2≤0.5％ CO≥63％（4）煤气出口压力：≤11KPa（5）CO2/O2：1.8～2.1（6）O2纯度：≥99.6％ 压力：≥0.02MPa（7）CO2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CO2调节阀前后截止阀，开CO2调节阀，用CO2吹扫2分钟，然后开O2调节阀前后截止阀，开O2调节阀，根据炉况调节CO2、O2配比及用量，使CO2/O2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CO2/O2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CO2、O2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，CO2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CO2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CO2量和炉条机转速2．1. 2加负荷：（1）增加O2量，炉温提高后加以适宜的CO2用量2）维持炉温不变，适当增加炭层2．1. 3减负荷：（1）减少O2流量，炉温降低后适当减少CO2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O2调节阀及前后截止阀，再关闭CO2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1）检查给料机具备试车条件，一切正常2）联系电工送电3）启动给料机电机，检查其工作正常，开插板阀进行给料试验，往复给料试验，检查布料器内原料是否分布均匀2．3．3油压系统试运行1）检查油泵正常，油箱油位在2/3-4/5处且进出口阀及各阀门考克是否完好2）启动油泵，渐调压力至4.0MPa，待压力稳定后，开阀站回油阀，渐开高压油阀，检查是否有漏点，若无漏点再逐个开阀站回油阀，高压油阀，各高压油阀考克，进行通油试漏[8]（3）通油正常后，开单阀手操开关，逐个实验各个阀门的起落情况2．3．4夹套锅炉试压、试漏[9]（1）工作压力1.3MPa，试验压力1.65MPa2）加满水后，关闭放空阀，再开水升压，待压力升至1.65MPa后，检查有无漏水现象，若无漏水现象，保压5分钟3）重点检查焊缝、锅炉底部、S弯、人孔、看有无渗漏或变形无任何情况为合格4）调校安全阀，按规定进行2．3．5废热锅炉试压、试漏参照夹套锅炉进行2．3．6压缩空气、仪表设备恢复正常2．3．7点火、升温、投产。

[10]（1）各水封加水溢流正常，两煤总阀关闭2）恢复两锅炉液位3）仔细检查炉系统各手动阀门，使其处于开车状态4）向炉内装渣（要求渣中固定炭含量小于5%）、底煤、及木柴5）关闭各方门、圆门6）开微机电源，开单阀手操开关7）打开圆盘阀、布料器、打开炉顶上部人孔，用油布点火入炉8）确认炉内着火后，打开二楼方门，视情况开鼓风箱下部盲板9）用空气自然升温提炭层，每次给料量不要太大，要确保炉内有明火10）当空层提至3.0米左右时关闭一二三楼所有圆门、方门、人孔11）注意两锅炉压力，液位正常后要立即回收两锅炉蒸汽12）开CO2萝茨机，抽空气经调节阀控制流量，送空气入炉升温根据炉温情况逐渐调节萝茨机抽空气量，并配二氧化碳入炉13）当温度升到一定程度时开O2总阀，调节阀前后截止阀关闭二氧化碳萝茨机空气进气阀，通过调节O2气调节阀控制二氧化碳及氧的比例14）将O2用量调至300Nm3/h，CO2/O2调至2.0左右15）检查煤气出口阀处于关闭状态，开车用气化剂提炉温，开车初期由于气质不稳定且较差，故必须放空16）开车取样分析合格后，开煤气出口阀，关闭烟囱阀，将合格煤气送入气柜，期间勤做分析确保气质合格通知调度及相关岗位。

17）开车后的前期循环，应密切注意气化炉流量、压力、阀门动作情况，发现异常及时处理18）做好各项岗位记录2．4气化炉的大停车步骤[11]（1）在接到停车命令后，适当减小负荷，降低碳层，降低炉温2）停止加碳，关闭O2。