常壓固定床煤氣化工藝設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 a fw N w N K? ? ? ? ? ? ? ? 0 .7 5 3 3 1 .0 2 0 .7 7 %a r d a fw S w S K? ? ? ? 2. 確定干灰渣生成 率 因原料中的灰分分配在帶出物和灰渣中 ， 故 ： ar T T F FA A V A V?? ar T TFA AVF AV ?? 1 7 .6 7 0 .9 5 5 2 1 7 .9 1 %1 0 .1 2?? ?? 式中 FV — 灰渣生成率， %（占工業(yè)原料質(zhì)量） TV — 帶出物產(chǎn)率， %（占工業(yè)原料質(zhì)量） FA — 灰渣中灰含量， kg/kg。 1 .0 2 %d a f d a fw N w S?? 干發(fā)生爐煤氣組成?？傊愿叩脑蠈痈叨扔欣跉饣^(guò)程。所以提高爐溫不僅有利于提 高 CO 和 H2的平衡濃度，而且可以提高反應(yīng)速度，增加氣化強(qiáng)度，從而使氣化爐的生產(chǎn)能力提高。 由于煤粒在粒度和形狀上的多變性，再加上床層不同高度空隙率的不同，總傳熱系數(shù)很難精確地求得，現(xiàn)有公式 計(jì)算的理論值和實(shí)驗(yàn)值之間的偏差達(dá)到 20%以內(nèi)時(shí)便可以認(rèn)為足夠精確。就傳熱而言，有氣固相間、氣固相與爐壁間、固相不同層面之間的各種傳熱過(guò)程。常壓固定床煤氣發(fā)生爐，一般以塊狀無(wú)煙煤或煙煤等為原料，用蒸汽或水蒸汽與空氣的混合氣體作氣化劑，生產(chǎn)以一氧化碳和氫氣為主要可燃成分的氣化煤氣。 （ 4） Leuna（路易那）溶渣法 常壓下以蒸汽與氧氣化焦炭制取中熱值煤氣，德國(guó) Leuna 廠開發(fā)。徑向反應(yīng)器與軸向反應(yīng)器相比，流體流動(dòng)的距離較短，流道截面積較大，流體的壓力降較小。 （二）固定床反應(yīng)器 固定床反應(yīng)器又稱填充床反應(yīng)器，裝填有固體催化劑或固體反 應(yīng)物用以實(shí)現(xiàn)多相反應(yīng)過(guò)程的一種反應(yīng)器。 關(guān)鍵詞： 常壓固定床，煤氣化發(fā)生爐，床層，爐壁，傳熱 一、 煤氣化原理 （一）煤氣化的基本過(guò)程 煤的氣化過(guò)程是一個(gè)有熱效應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，反應(yīng)物是煤和氣化劑。氣化劑一般為空氣、氧氣、水蒸氣或氫氣 。固體物通常呈顆粒狀，粒徑 2～ 15mm左右，堆積成一定高度（或厚度）的床層。以上兩種形式都屬絕熱反應(yīng)器，適用于反應(yīng)熱效應(yīng)不大，或反應(yīng)系統(tǒng)能承受絕熱條件下由反應(yīng)熱效應(yīng)引起的溫度變化的場(chǎng)合 。 （ 5） Lurgi（魯奇）干灰法 ～ 3～ 50mm次煙煤或褐煤氣化。 1. 煤氣爐內(nèi)燃料層的分層 煤氣爐內(nèi)燃料層固體燃料的氣化反應(yīng)，按煤氣爐內(nèi)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行的特性分為三層，干燥層 —— 在燃料層頂部，燃料與熱的煤接觸，燃料中的水分得以蒸發(fā)；干餾層 —— 在干燥層下面，由于溫度條件與干餾爐相似，燃料發(fā)生熱分解，放出揮發(fā)分及其它干餾產(chǎn)物變成焦炭，焦炭由干餾層轉(zhuǎn)入氣化層進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)；氣化層 ——煤氣爐內(nèi)氣化過(guò)程的主要區(qū)域，燃料中的炭和氣化劑在此區(qū)域發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)，鑒于反應(yīng)條件的不同，氣化層還可以分為氧化層和還原層： （ 1）氧化層：碳被氣化劑中的氧氧化成二氧化碳和一氧化碳，并放出大量的熱量，煤氣的熱化學(xué)反應(yīng)所需的熱量靠此來(lái)維持。從機(jī)理上講，傳質(zhì)過(guò)程有擴(kuò)散傳質(zhì)和對(duì)流傳質(zhì)，傳熱 過(guò)程有傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射等方式。 除了總傳熱系數(shù)以外，氣相和固相之間的傳熱系數(shù)也是一個(gè)很重要的參數(shù)。 （ 2）燃料層的運(yùn)移速度和料層高度 【 5】 在固定床氣化過(guò)程中，整個(gè)床層高度是相對(duì)穩(wěn)定的。 （四）操作條件 操作條件因工藝流程、爐型、煤種而異。 ? ? ? ? ? ?225 .0 % 。 TA — 帶出物灰含量 , kg/kg。 四、附屬設(shè)備的選型 （一）旋風(fēng)除塵器 旋風(fēng)除塵器是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種除塵設(shè)備，尤其是在高溫、高壓、高含塵濃度以及強(qiáng)腐蝕性環(huán)境等苛刻的場(chǎng)合。 （ 3）異型入口型旋風(fēng)除塵器 入口不是矩形截面，而是一種底部扭曲的矩形截面。歐洲各國(guó)大多采用直切入口結(jié)構(gòu)，美國(guó)的 Emtrol 公司和中國(guó)石油大學(xué)開發(fā)的 PV型都屬于此類。若此平衡軌道位于外側(cè)下行流中，此顆粒肯定可以 100%地被捕集；但位于內(nèi)側(cè)上行流中，則其捕集效率就不好確定。燃燒器能力應(yīng)為爐子額定能力的 ～ 倍。例如鏈條式爐排、往復(fù)式階梯爐排等機(jī)械化燃燒裝置及最簡(jiǎn)單的手工加煤的梁式爐條和板式爐箅組成的固定式爐排都是層狀燃燒的燃燒裝置，層狀燃燒爐的結(jié)構(gòu)尺寸確定主要是確定爐箅面積及爐膛尺寸。 在化工工藝生產(chǎn)中為滿足物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的條件常需把物料加熱到較高的溫度，當(dāng)它完成反應(yīng)后生成的產(chǎn)品又常需急劇冷卻。同時(shí)也使我們體察到工程實(shí)際問(wèn)題的復(fù)雜性，得到化工工程設(shè)計(jì)的初步訓(xùn)練。經(jīng)歷一學(xué)期的磨礪，畢業(yè)論文終于完稿，回首一學(xué)期來(lái)收集、整理、思索、停滯、修改直至最終完成的過(guò)程，我得到了許多的關(guān)懷和幫助，現(xiàn)在要向他們表達(dá)我最誠(chéng)摯的謝意。 最后，我要感謝參 與我論文評(píng)審和答辯的各位老師，他們給了我一個(gè)審視幾年來(lái)學(xué)習(xí)成果的機(jī)會(huì)，讓我能夠明確今后的發(fā)展方向，他們對(duì)我的幫助是一筆無(wú)價(jià)的財(cái)富。借此機(jī)會(huì)，我謹(jǐn)向孔老師致以深深地謝意。所以課程設(shè)計(jì)是增強(qiáng)工程觀念、培養(yǎng)提高學(xué)生獨(dú)立工作能力的有益實(shí)踐。當(dāng)然如果系統(tǒng)內(nèi)又無(wú)鍋爐給水，為設(shè)余熱鍋爐需另設(shè)置一套水處理裝置而并不經(jīng)濟(jì)時(shí)，則也不一定采用余熱鍋爐方案，此時(shí)焚燒爐常常因高溫?zé)煔獠⒉恍杓訜嵯到y(tǒng)物料，故大多數(shù)情況下 均設(shè)置了余熱鍋爐，與此同時(shí)也設(shè)置了空氣預(yù)熱器，這樣使焚燒爐的能耗減少，使比較經(jīng)濟(jì)合理的。 ） 3. 余熱鍋爐的應(yīng)用 14 爐子系統(tǒng)設(shè)置余熱鍋爐是工業(yè)爐最常用的措施之一。 其燃燒過(guò)程不同，因 而燃燒裝置的結(jié)構(gòu)也各不相同。 （三） 燃燒裝置 1． 燃燒裝置的選擇要求 13 用來(lái)實(shí)現(xiàn)燃料燃燒過(guò)程的裝置稱為燃燒裝置 【 9】 ，對(duì)于火焰加熱爐而言，燃燒裝置是工業(yè)爐不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備（或部件），通過(guò)燃燒裝置使燃料充分燃燒，像爐內(nèi)供熱，以此保證工業(yè)爐的操作工況符合工藝條件及經(jīng)
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