【正文】 關(guān)系如下：壓力增大，同一煤種制取的煤氣的發(fā)熱值越高。 煤 的灰分是指 將一定量的煤樣在 800oC 的條件下完全燃燒，殘余物即灰分，表明了煤中礦物質(zhì)含量的太小。開始變形，習(xí)慣上稱開始變形溫度，用 T1 來表示；灰軟化，相應(yīng)的溫度稱軟化溫度，用 T2 表示；灰分開始流動(dòng)，相應(yīng)的溫度稱流動(dòng)溫度，用 T3 表示，對煤炭氣化而言，一般用 軟化溫度 T2作為原料灰熔融性的主要指標(biāo)。礦石中的廢石和焦炭中的灰分在高溫下都熔融成液體，以液渣的形式排出爐外。 四 、綜合題 1）粒度大小與比表面間的關(guān)系 煤的粒度越小，其比表面積越大。例如，在氣化泥煤時(shí)煤中有 20％的碳被消耗在生成焦油上；氣化無煙煤時(shí)這種消耗卻很少。 9 、 在 氣 化 爐 內(nèi) ， 物 質(zhì) 基 本 上 以 兩 種 相 態(tài) 存 在 ， 一 是 氣 相即 ， 另 外 是 固 相即 。 1煤炭氣化過程的兩類主要反應(yīng)即 和 是密切相關(guān)的是煤炭氣化 過程的基本反應(yīng)。 25 、 3M13 型和 3M21 型 的 結(jié) 構(gòu) 及 操 作 指 標(biāo) 基 本 相 同 ， 不 同 的是 和 。 3魯奇爐的排渣方式主要有 和 兩種。第一部分的主要設(shè)備有 ，第二部分的主要設(shè)備有 。 4熔融床氣化是指 。 3簡述整體煤炭氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電流程主要由哪兩部分構(gòu)成 3壓力提高對氣化指標(biāo)有什么影響？ 3溫克勒氣化爐為 什么使用二次氣化劑 ? 3高溫溫克勒氣化工藝有什么優(yōu)點(diǎn) ? 3什么是灰熔聚氣化法，屬于哪一種氣化類型 ? KT爐的噴嘴為什么對稱設(shè)置 ? 4l、德士古氣化爐有哪兩種類型，主要區(qū)別是什么 ? 4制取水煤漿有哪兩種方法？ 4水煤漿的濃度對氣化過程有什幺影響 ? 4在水媒漿中加入添加劑有什么意義 ? 4為什么德士古氣化爐不適宜氣化褐煤 ? 4熔融床對煤的粒度有沒有特殊要求 ? 4煤氣設(shè)備選擇有哪些基本厚則？ 四、畫圖題 畫出移動(dòng)床內(nèi)料層分布情況 畫出有焦油回收系統(tǒng)的冷煤氣流程 畫 出加壓氣化的有廢熱回收的制氣工藝流程 畫出常壓溫克勒氣化工藝流程 畫出高溫溫克勒氣化工藝流程 畫出德士古煤炭氣化工藝流程 第四章 氣化爐習(xí)題答案 一、填空題 氣化爐 移動(dòng)床 (又叫固定床 )、沸騰床 (叫流化床 )、氣流床和熔融床 空氣煤氣 混合煤氣 常壓氣化爐、加壓氣化爐 、固態(tài)排渣氣化爐、液態(tài)排渣氣化爐。 I 型水煤氣發(fā)生爐。 4水煤漿的濃度、粉煤粒度、氧煤比和氣化爐操作壓力等。 料層高度：氣化爐內(nèi)，灰渣層、氧化層、還原層、干餾層和干燥層的總高度即為料層高度。這也就是說，對于吸熱反應(yīng)，提高溫度有利于化學(xué)反應(yīng)向生成產(chǎn)物的方向進(jìn)行；對于放熱反應(yīng)，則降低溫度有利于向生成產(chǎn)物的方向進(jìn)行。 答：爐內(nèi)料層：當(dāng)爐料裝好進(jìn)行氣化時(shí)，以空氣作為氣化劑，或以空氣 (氧氣、富氧空氣 )與水蒸氣作為氣化劑時(shí)，爐內(nèi)料層可分為六個(gè)層帶，自上而下分別為： 空層、干燥層、干餾層、還原層、氧化層、灰渣層。 ? 干燥層 干燥層位于干餾層的上面，上升的熱煤氣與剛?cè)藸t的燃料在這一層相遇并進(jìn)行換熱，燃料中的水分受熱蒸發(fā)。 為什么煤的黏結(jié)性對氣流床氣化過程沒有太大影響 ? 答： 由于煤料懸浮在氣流中，隨氣流并流運(yùn)動(dòng)，煤粒的干燥、熱解、氣化等過程瞬間完成，煤粒被氣流隔開，所以煤粒基本上是單獨(dú)進(jìn)行膨脹、軟化、燃盡及形成熔渣等過程，所以煤的黏結(jié)性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性等對氣化過程不起作用，原則上幾乎可以氣化任何煤種。 1 比較空氣煤氣、混合煤氣和水煤氣的熱值大?。⒑唵握f明其理由。 1 簡述制取水煤氣的工作循環(huán)。該階段使燃料層溫度趨于平衡。 實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)具體使用的氣化原料和閥門的控制條件來確定。 3M 一 21型的加煤機(jī)構(gòu)主要是由一個(gè)滾筒、兩個(gè)鐘罩和傳動(dòng)裝置組成。為了發(fā)揮兩段爐干餾段的特長，增加生成煤氣中的含烴量，提高煤氣的熱值，原料煤中的揮發(fā)分宜大于 20％。 原料煤經(jīng)過粗碎、破碎、篩分等準(zhǔn)備階段，輸送到氣化爐廠房上部的爐頂煤倉，經(jīng)過給料機(jī)落人氣化爐的爐內(nèi)，與爐底鼓人的氣化劑反應(yīng)。 2 什么是氣化溫度，它對氣化過程有何影響 ？ 氣化溫度一般指煤氣發(fā)生爐內(nèi)氧化層的溫度。 3 水煤氣發(fā)生爐的主要工藝指標(biāo)有哪些 ? 水煤氣發(fā)生爐的主要工藝指標(biāo)有 熱效率、制氣效率、氣流速度、水蒸氣用量、料層高度、循環(huán)時(shí)間。 影響混合煤氣發(fā)生爐水蒸氣分解率的 因 素有哪些 ? 水蒸氣的分解率除了和氣化溫度有關(guān)外，還與其消耗量有關(guān)。在每個(gè)放電極和接地的沉降極之問，建立一個(gè)高壓強(qiáng)電場。 當(dāng)氣化煙煤和褐煤時(shí)氣化過程中產(chǎn)生的大量焦油蒸氣會(huì)隨同煤氣一起 排出?？紤]到特殊的料層高度，煤的粒度大，比較有利。輸料管上下都有加煤閥，通過連鎖裝置來控制開閉。 1 制取半水煤氣循環(huán)時(shí)間的分配原則是什么 ? 對每一個(gè)工作循環(huán)，都希望料層溫度穩(wěn)定。 第三階段為一次上吹制氣階段：水蒸氣仍由閥門 2 進(jìn)入發(fā)生 爐底部，在爐內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng)，此時(shí)，爐內(nèi)下部溫度降低而上部溫度較高，制得的水煤氣經(jīng)閥門 6(閥門 5關(guān)閉 )后，進(jìn)入水煤氣的凈化和冷卻系統(tǒng)，然后進(jìn)入氣體儲(chǔ)罐。 1 爐箅的主要作用是什么？ 爐箅的主要作用作用是支撐爐內(nèi)總料層的重量，使氣化劑在爐內(nèi)均勻分布，與碎渣圈一起對灰渣進(jìn)行破碎、移動(dòng)和下落。 什么是水煤氣，什么是半水煤氣，有何區(qū)別 ? 答、典型的制取水煤氣的方法是煤的燃燒和水蒸氣的分解分開交替進(jìn)行，可制得? (H2+CO)與 ? (N2)之比在 ～ 左右的水煤氣。當(dāng)床層內(nèi)的顆粒全部懸浮起來而又不被帶出氣化爐，這種氣化方法即為流化床 (沸騰床 )氣化工藝。 ? 干餾層 干餾層位于還原層的上部，氣體在還原層釋放大量的熱量，進(jìn)入干餾層時(shí)溫度已經(jīng)不太高了，氣化劑中的氧氣已基本耗盡，煤在這個(gè)過程歷經(jīng)低溫干餾，煤中的揮發(fā)分發(fā)生裂解．產(chǎn)生甲烷、烯烴和焦油等物質(zhì)，它們受熱成為氣態(tài)而進(jìn)入干燥層。 根據(jù)燃料在爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況可以將氣化爐分為哪幾類 ? 答： 根據(jù) 燃料在爐內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況來分類的方式應(yīng)用比較廣泛，相應(yīng)的氣化爐有移動(dòng)床 (固定床 )、沸騰床 (流化床 )、氣流床和熔融床。它是確定和調(diào)整工藝條件的重要依據(jù)。 氣化溫度一般指煤氣發(fā)生爐內(nèi)氧化層的溫度。 3分子數(shù)減小 、 分子數(shù)增大或不變 3 氣化的原料粒度?。鄳?yīng)的傳熱面積大，傳熱效率高，氣化效率和氣化強(qiáng)度明顯提高。 2 U 2簡述電捕焦油器的除塵原理。 41 、 德士古煤炭氣化工藝的流程基本部分包括 、 、 。 3整體煤炭氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，是將煤的氣化技術(shù)和高效的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電相結(jié)合的先進(jìn)動(dòng)力系統(tǒng)。 間歇式水煤氣的 生產(chǎn)和混合煤氣的生產(chǎn)不同。 2 3M2l型氣化爐的主體結(jié)構(gòu)由四部分組成．即 、 和 、 、 。 15 、 煤 干 燥 過 程 的 主 要 產(chǎn) 物 是 以及 。 由 于煤炭氣化 過程是在 非常高的溫 度下進(jìn)行 的，為了保 護(hù)爐體而 加設(shè) 或 是非常必要的。同一操作壓力下，煤氣發(fā)熱值由高到低的順序依次是褐煤、氣煤、無煙煤。通常來講，高反應(yīng)性的褐煤比反應(yīng)性差的煙煤氧耗量低約 50%。也可以通過添加一定的助溶劑提高液渣的流動(dòng)性，煉鐵高爐和空氣煤氣發(fā)生爐即屬于這種情況。于餾煤氣中含有氫、一氧化碳、二氧化碳和輕質(zhì)烴類。 采用流化床和氣流床氣化時(shí)，固體顆 粒粉碎的粒度很小，過高的含水量會(huì)降低顆粒的流動(dòng)性．因而規(guī)定煤的含水量小于 5％。 煤氣的發(fā)熱值是指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 1m3煤氣在完全燃燒時(shí)所放出熱量，如果燃燒產(chǎn)物中的水分以液態(tài)形式存在稱高發(fā)熱值，如果水以氣態(tài)形式存在稱低發(fā)熱值。 （ ） 三、簡答題 氣化用煤分為哪幾類？各有什么特點(diǎn) ? 什么是煤氣的低發(fā)熱值和高發(fā)熱值 ? 煤氣的發(fā)熱值與煤種及氣化壓力有什么關(guān)系？ 一般地，在氣化褐煤和無煙煤時(shí)，褐煤的氧耗比無煙煤的高，筒述其理由 煤中的水分有哪幾種形態(tài) ?煤中水分含量太高，對氣化有何影響 ? 什么是煤的灰分？灰含量高對氣化有什么影響 ? 什么是煤的揮發(fā)分產(chǎn)率？說明幾種常用煤的揮發(fā)分的大致范圍。 （ ） 焦油產(chǎn)率與煤種性質(zhì) 有關(guān)：一般地說，變質(zhì)程度較深的氣煤和長焰煤比變質(zhì)程度淺的褐煤焦油產(chǎn)率大，而變質(zhì)程度更深的煙煤和無煙煤．其焦油產(chǎn)率卻更低。 1 簡單地說，灰熔點(diǎn)就是灰分熔融時(shí)的溫度．灰分在受熱情況下，一般經(jīng)過三個(gè)過程 。 煤氣的發(fā)熱值是指 。制氣過程中餾去的煤焦油是一種致癌物質(zhì)，屬危險(xiǎn)廢物。 b、還原層 CO2+O2→ 2CO－熱 Q ， CO2濃度下降則 O2濃度增加；反應(yīng)熱量從氧化層帶入，若還原反應(yīng)速度慢，則該層較厚； （三）、渣層 預(yù)熱和均布氧 化劑，保護(hù)爐篦和灰盤； （四）、以水蒸汽作氣化時(shí)，氣化層中無氧化層，可把氣化層分為上下二層： 下層為主還原層 C+2H2O→CO 2+2H2－ Q C+H2O→CO+H 2－ Q 上層為次還原層 CO+H2O→CO 2+H2+Q C+2H2 →CH 4+Q 在不同溫度下， C 與 H2O蒸氣反應(yīng)達(dá)到平衡，當(dāng)溫度到較高時(shí)， H CO含量達(dá)到等量，溫度越高越有利于優(yōu)質(zhì)煤氣的生成。天然氣熱值 9227 大卡 /立方米。煤的一種結(jié)構(gòu)示意圖如圖 412 所示。 11. 答案 :煤是以碳為主的復(fù)雜有機(jī)物和無機(jī)物的混合物，而木炭、焦炭的成分是炭單質(zhì)，所以木炭、焦炭易燃燒，而煤不易燃燒。 常壓固定床氣化技術(shù)只能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上挖潛改造，應(yīng)有條件地放棄進(jìn)一步使用。藉此，可以明顯提高地下氣化爐排水效力，并節(jié)省大量能源，降低煤氣生產(chǎn)成本。 6）作煤炭氣化燃料電池 燃料電池是由 H天然氣或煤氣等燃 料（化學(xué)能）通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電的化學(xué)發(fā)電技術(shù)。 化工合成氣對熱值要求不高，主要對煤氣中的 CO、 H2等成分有要求，一般德士古氣化爐、 Shell 氣化爐較為合適。目前此氣化工藝已不再發(fā)展。 第二章 試題 一、 選擇題： 煤氣的有效成分是（ ） A、 CO B、 CO2 C、 N2 D、 H2S 地面氣化和地下氣化的區(qū)別是（ ） A、 原理不同 B、 煤種不同 C、 對環(huán)境的破壞不同 D、 不一定 關(guān)于內(nèi)熱式和外熱式煤氣化的說法對的是（ ） A、 前者汽化效率高 B、 后者氣化效率低 C、 目前煤氣化主要采用前者 D、 二者氣化原理不同 下列煤氣只是采用水蒸氣做氣化劑的是（ ） A、 空氣煤氣 B、 半水煤氣 C、 水煤氣 D、 混合煤氣 移動(dòng)床汽化就是（ ） A、固定床氣化 B、流化床氣化 C、氣流床氣化 D、沸騰床氣化 下列反應(yīng)屬于一次反應(yīng)的是（ ） A、 C+O2=CO2 B、 C+H2O=CO+H2 C、 C+2H2=CH4 D、 CO+H2O=H2+CO2 粗煤氣組成與氣化壓力的關(guān)系是（ ） A、氣化壓力上升， CH4 含量上升 B、氣化壓力上升， CO 含量上升 C、 CO 含量上升，氣化壓力下降 D、氣化壓力上升， H2 氣含量上升 二、簡答題 什么是煤炭的汽化 ? 什么是固 定床氣化 ?