系統(tǒng)思考實現(xiàn)造氣爐節(jié)能減排的極限—熱壁高效造氣爐的推廣原理(存儲版)
【正文】 噸醇煤耗電耗增加。在上下行煤氣閥轉換期間，由于兩閥門總有同時開啟的狀況存在，這樣蒸汽就很容易直接加入煤氣系統(tǒng)中，造成蒸汽消耗大。（2）、采用絕熱錐形爐頂及爐頂中央接口（采用彎頭接口或可用短管節(jié)連接支管）的氣流通道，采用爐底氣化劑旋向進口進行一次分布，保證氣化劑在爐內(nèi)碳層分布均勻不走短路，爐內(nèi)氣流空間無死角，更適合單醇生產(chǎn)。10 / 10。 均布氣化熱壁催化高效分離固定床造氣爐采用的新技術特點：（1）、采用熱壁改進氣化層水夾套。單爐設干式水封雖然利于回收煤氣顯熱，但吹風氣回收閥（或煙囪放空閥）、上行煤氣閥開關轉換期間，由于兩閥門總有同時開啟的狀況存在，再加上吹風氣回收及煙囪出口壓力比煤氣系統(tǒng)壓力低，這樣煤氣就不可避免地倒流去吹風氣回收或者去煙囪放空，造成分離效率的降低。這樣，吹風氣中不可避免帶有一些置換不徹底的有效氣成分，造成吹風效率的下降；同時水煤氣中不可避免帶有吹風氣的成分，導致其有效氣含量低，制氣效率下降。甲醇放空氣成分：CO %、 CO2 % 、H2 % 、CH4 %、 N2 %、 CH3OH %、 H2O %脫碳后CO收率按90%，提氫后H2回收率90%（2）分別模擬計算的已知條件：計算條件序號氣體成分H2COCO2O2CH4N2共計溫度（℃）1吹風氣組成（體積%）%%%%%%%250水煤氣組成（體積%）%%%%%%% 2吹風氣組成（體積%）%%%%%%%250水煤氣組成（體積%）%%%%%%% 3吹風氣組成（體積%）%%%%%%%250水煤氣組成（體積%）%%%%%%% 4吹風氣組成（體積%）%%%%%%%450水煤氣組成（體積%）%%%%%%% 5吹風氣組成（體積%）%%%%%%%250水煤氣組成（體積%）%%%%%%% 注：以上氣體中成分調整有效氣含量時，用N2的體積百分數(shù)調整至100%。具體說，生產(chǎn)合成氨的半水煤氣制氣過程分吹風（其氣去吹風氣余熱回收）、吹風回收加氮（其氣去半水煤氣用于加氮）、上吹制氣（有的加上吹加氮，其氣去半水煤氣）、下吹制氣（其氣去半水煤氣）、二次上吹（其氣去半水煤氣同時用于保證空氣吹凈的安全）、空氣吹凈（其氣去半水煤氣用于加氮）六個過程。在爐膛的頂部水煤氣和吹風氣交替置換混合空間也很大，造成了二者分離效率的降低。目前固定床煤氣發(fā)生爐制氣采用的燃料煤為無煙煤或焦炭、半焦或型煤，無煙煤或焦炭、半焦的活性較低，操作中還要考慮到氣化層溫度不能太高超過燃料的灰融點，在燃燒貯熱階段，燃料就不能快速徹底地燃燒，在氣化階段，造成蒸汽分解率不高，造成爐渣里成型渣塊中的殘?zhí)几摺Ｖ饕蛭覀兦懊嬖碇幸逊治鲞^，此區(qū)因溫度過低處于化學動力學控制范圍，采取的措施只能提溫加催化劑才能減少低溫影響。水夾套冷壁效應直接導致了爐渣中單塊小返焦的產(chǎn)生。氣化劑在原料煤中濃度分布的不均勻性，導致原料煤氣化時的溫度不一致，部分原料煤煤塊不能充分燃燒及氣化，造成造氣爐氣固反應效率低，部分原料煤容易燃燒過火很易結疤掛爐，給穩(wěn)定操作帶來了難度。對于碳與二氧化碳的反應還原反應在2000℃ 以下，屬于動力學控制，反應速率大致為CO2的一級反應。都可一分為三的分為三個過程：動力控制區(qū)、過渡控制區(qū)、擴散控制區(qū)。顯然，對于反應能力強、活化能E小的燃料，可以在較低的溫度區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)燃燒強化；而對于反應能力弱的、活化能E很高的燃料，除了添加催化劑降低原料的活化能E外，只有在更高的溫度條件下才能實現(xiàn)燃燒的強化。應用催化劑的關鍵就是投入產(chǎn)出比，配方中要通過采用降低主催化劑的單價及使用量，添加合理的助催化劑來提高主催化劑的催化活性等方法來達到最佳效果。對于相同的陽離子，不同陰離子的催化活性順序是OH CO3 Cl SO42。通過觀察下渣形狀可看出造氣爐氣化層溫度是否處于這個階段，氣化層工作在灰熔點T1和T2之間，就可使無煙煤達到兼顧最大活性及最大均布性。一般來說，煤的活性和其碳化年齡有關，灰熔點大的往往活性不好，活性好的往往灰熔點低，了解煤的活性灰熔點的不同，我們就可進行混煤摻燒。原理的突破是最大的突破，下面我們分別從原理上和配置上來討論如何使造氣爐氣化效率最高。目前筆者已編制完成了氣液固三廢能源燃燒物料熱量衡算、固定床間歇造氣物料熱量衡算及固定床間歇造氣生產(chǎn)甲醇的物料衡算軟件。Excel每一個單元格就是一個電子表格，很容易進行一般的加、減、乘、除、乘方、開方，而三角函數(shù)、指數(shù)函數(shù)在EXCEL中可以直接引用內(nèi)部函數(shù)。推動二者更好適應的辦法就是技改提高配置，管理提高人員操作技能。每種氣化爐對所用原料煤都有其具體要求，生產(chǎn)的煤氣用途也不一樣，萬能氣化爐是不存在的。對造氣的消耗分析，很多廠家往往以噸氨(噸醇)來考核造氣，這不完全正確。系統(tǒng)外部總有更大的系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部至少分為兩個小系統(tǒng)。從系統(tǒng)內(nèi)外來看，對企業(yè)的投資收益最好，對環(huán)境的影響最小，這樣的造氣配置就是最好的技術，但對每個企業(yè)二者都有個最合適值。聯(lián)系二者的是工藝，工藝是設備的靈魂，設備為工藝而存在，但設備已存在，制定工藝必須適應設備以發(fā)揮設備的最大作用。人們對Excel普遍熟悉的功能是表圖的處理，不太了解其在工程計算(如鍋爐、化工物料熱量衡算)中的應用。有了這些插件，我們就可用Excel完整解決物料熱量的工藝計算。
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