【正文】 能燃燒，純碳是很難燃燒的，所以含碳量越高的煤越不易燃燒，一般含碳量在40～95%，%%。氧（O）煤中氧含量變化很大，隨著煤齡的增大而減少，一般在2～30%，煤中氧含量和水份含量是衡量煤變質(zhì)程度的重要指標(biāo)，也是衡量成漿性的重要指標(biāo)。 ）利用元素分析結(jié)果可以計(jì)算煤碳（熔渣的粘度隨溫度的升高而降低，當(dāng)氣化爐排不暢時(shí)，可適當(dāng)?shù)靥岣卟僮鳒囟?，使其排放正常?）二、煤的可磨性煤的可磨性表示煤的易碎程度，它直接影響煤的破碎工藝及設(shè)備的確定。 煤的內(nèi)在水份：內(nèi)在水份越低，制成的煤漿粘度就越小，流動(dòng)性就好，所以就可造出高濃度的水煤漿。第三節(jié) 四、適宜的粒度分布水煤漿中粒度分布是成漿的關(guān)鍵因素。 25%～35%五、適宜的PH值如水煤漿呈酸性，會(huì)對(duì)管道、設(shè)備等產(chǎn)生腐蝕，如呈強(qiáng)堿性，會(huì)在管道中結(jié)垢，引起堵塞。在對(duì)流區(qū)中物流流動(dòng)速度大，不斷地與回流區(qū)進(jìn)行物質(zhì)交換，噴口附近回流區(qū)中的高溫氣體大量地被卷吸到對(duì)流區(qū)，而遠(yuǎn)離噴口區(qū)域卻有大量流體離開(kāi)對(duì)流區(qū)進(jìn)入回流區(qū)，未離開(kāi)部分流體則進(jìn)入到管流區(qū)。 此時(shí)還可能發(fā)生如下付反應(yīng)：COS+H2O=H2S+CO2②N2+3H2=2NH3③N2+H2+2C=2HCN（氣化反應(yīng)區(qū)）管流區(qū)反應(yīng)及特征進(jìn)入管流區(qū)的介質(zhì)為來(lái)自一次反應(yīng)區(qū)的燃燒產(chǎn)物及CH殘?zhí)?、水蒸氣及惰性氣體等，此區(qū)中進(jìn)行的反應(yīng)主要是碳的非均相氣化反應(yīng)，甲烷水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)，逆變換反應(yīng)等，對(duì)比二次反應(yīng)區(qū)的反應(yīng)進(jìn)行方向研究結(jié)果在1350℃下，有下列特點(diǎn)：⑴ 反應(yīng)⑥和反應(yīng)⑨反應(yīng)尚未到達(dá)平衡，反映將沿著生成CO和H2的方向進(jìn)行。氣化反應(yīng)條件的選擇一、水煤漿濃度隨著煤漿進(jìn)入氣化爐的水，一部分參與化學(xué)反應(yīng)，一部分蒸發(fā)，所需要的熱量由氧化燃燒熱提供，水煤比對(duì)合成氣組分和冷煤氣效率起著決定性作用。冷煤氣效率是指煤氣化后，煤氣中可燃燒的含碳?xì)怏w中的碳與煤氣中總碳量之比。綜上所述，氧碳比對(duì)各氣化指標(biāo)的影響各有不同，其最佳值也有所不同，加之實(shí)際生產(chǎn)中還存在著其它反應(yīng)的相互影響及熱量損失等原因，氧碳比應(yīng)高于理論值，～。對(duì)碳與水蒸汽、碳與CO甲烷水蒸汽轉(zhuǎn)化等體積增大的反應(yīng)化學(xué)平衡不利，但對(duì)氣化影響最大的逆變換反應(yīng)則無(wú)影響。綜上所述，一般氣化爐操作溫度控制在1350℃～1400℃，由于我廠采用的原料煤灰熔點(diǎn)較高（1380℃），故我廠采用的溫度是1400℃～1450℃。二、我公司所選用的氣化裝置工藝流程簡(jiǎn)述由煤貯運(yùn)系統(tǒng)來(lái)的小于100mm的碎煤進(jìn)入煤貯斗（V1001）后，經(jīng)煤稱重給料機(jī)（W1001）計(jì)量進(jìn)入煤磨機(jī)（M1001），與由研磨水泵（P1003A/B）送來(lái)的一定量的甲醇?xì)堃?、灰水、低溫變換冷凝液、新鮮水混合，在棒磨機(jī)種磨成一定粒度分布的約61%—65%濃度的水煤漿。 水煤漿和氧氣在德士古燒嘴X1202中充分混合霧化后進(jìn)入氣化爐R1201的燃燒室中，（A），約1350℃條件下進(jìn)行部分氧化反應(yīng)生成以CO和H2為有效成分的粗煤氣。 激冷室底部黑水，含固量小于1%，經(jīng)FV1212送入?yún)R水處理系統(tǒng)（6142段）激冷室液位控制在63%。）進(jìn)入文丘里洗滌器X1301，在這里與激冷水泵P1301來(lái)的洗滌塔黑水混合，使合成氣中夾帶的固體顆粒完全濕潤(rùn)，以便在洗滌塔內(nèi)能快速除去。 3800mm筒體工作長(zhǎng)度：煤炭（干）鋼棒90 t入料粒度： r/min電機(jī)功率：軸承工作表面上鑄有軸承合金層，合金層下面埋設(shè)有蛇形冷卻水管，能有效冷卻合金層。 滾筒篩二、煤漿泵輸送煤漿的泵油兩種：磨機(jī)出料槽泵（P1001）俗稱低壓煤漿泵；向氣化爐送煤漿的泵（P1101）稱高壓煤漿泵。圖見(jiàn)醫(yī)藥技校教材P44由上可見(jiàn)泵的進(jìn)料、排料是間歇地，煤漿流量是波動(dòng)的，為了減少波動(dòng)，可增加缸的數(shù)量，淮化是三缸單作用，我公司高壓泵為雙缸雙作用，出口設(shè)有緩沖罐，罐內(nèi)充N(xiāo)2，其壓力是泵出口壓力的70%。氣化爐技術(shù)特性： 燃燒室工作溫度1400～1450℃ 激冷室Φ27566210mm燃燒室主材為激冷室主材為激冷室內(nèi)件主材見(jiàn)附圖夾帶著大量融渣的高溫氣體，通過(guò)下降管直接與水接觸，氣體得到冷卻，并為水汽所飽和，熔渣淬冷成?；?，從氣體中分離出來(lái)，被收集到激冷室下部，由鎖斗定期排出。中間一層為高鋁磚，既隔熱又可支撐拱頂?shù)南蚧鹈娲u。 中心氧能提高氧氣和水煤漿的返混程度，外環(huán)氧能減輕水煤漿對(duì)爐膛內(nèi)壁的沖刷磨損，燒嘴頭部有冷卻水盤(pán)管前端有水夾套冷卻，以保持燒嘴不被燒壞。由于燒嘴霧化角不當(dāng)而造成的氣化爐內(nèi)回流，回流的高溫氣體對(duì)燒嘴產(chǎn)生燒蝕，這就要求噴嘴與氣化爐相匹配，形成適當(dāng)?shù)牧鲌?chǎng)，減少燒嘴長(zhǎng)“胡子”現(xiàn)象，降低燒嘴的燒蝕。220～230℃設(shè)計(jì)壓力16MnR＋I(xiàn)ncoLoy 825六、真空泵真空閃蒸系統(tǒng)的真空是由真空泵抽吸系統(tǒng)內(nèi)的氣體產(chǎn)生的。－環(huán)流液流量15～40℃七、火炬火炬是我公司甲醇生產(chǎn)過(guò)程中的安全排放設(shè)施，以免污染大氣和人員中毒事故發(fā)生。 開(kāi)工火炬和事故火炬設(shè)有地面點(diǎn)火和高空點(diǎn)火器，高空點(diǎn)火器各三個(gè)，以保證可燃性氣體點(diǎn)火無(wú)誤。 第一節(jié)電氣保護(hù)及絕緣檢查合格，根據(jù)要求送電備用。檢驗(yàn)和校正氣化爐表面溫度傳感系統(tǒng)。 1用于開(kāi)車(chē)的通訊器材、工具、消防和氣防器材已準(zhǔn)備就緒。 如：高壓灰水泵P130冷凝液泵P1302等。⑴ 必須分別檢查開(kāi)車(chē)、停車(chē)的每一個(gè)功能，以確保其正常。第二節(jié)預(yù)熱水循環(huán)路線為：CW→V1309→P1306→FT1308→FV1308→V1204→R1201→V1205→渣池→清水池→P1401→FV1401→E1401→污水處理洗滌塔T1301氣體出口所有閥門(mén)及人孔必須關(guān)閉，以防氣體倒流。通過(guò)激冷室液位控制閥LV1201向真空閃蒸罐排水，同時(shí)關(guān)閉去水封槽切斷閥，并加好盲板，這樣，激冷室黑水循環(huán)起來(lái)了。⑹ 當(dāng)氣化爐處于中、低壓時(shí)，因高壓灰水泵P1303出口壓力太高，鎖斗閥承受不了這個(gè)反向壓差，所以此時(shí)加壓用激冷水泵P1301來(lái)的灰水，當(dāng)氣化爐壓力高時(shí)改用P1303的水。⑷旋轉(zhuǎn)三通閥，改用硬管系統(tǒng)冷卻燒嘴并在軟管處加盲板。1啟動(dòng)閃蒸系統(tǒng)在黑水進(jìn)入高壓閃蒸罐V1305前須置換閃蒸系統(tǒng)并導(dǎo)通黑水路線，做好接收黑水的準(zhǔn)備。 此時(shí)氧氣路線為：空分→V1201→HV1240→FV1205→X1201→大氣⑷中控手動(dòng)打開(kāi)FV1208，開(kāi)度暫定為50%，待投料后再調(diào)整FV1208開(kāi)度，控制中心氧流量。 1建立煤漿循環(huán)。空試完畢打開(kāi)XV120XV120XV12XV121XV121XV1204前手動(dòng)閥。開(kāi)燒嘴冷卻水系統(tǒng)，通過(guò)軟管與準(zhǔn)備使用的工藝燒嘴相連，使沙嘴冷卻水循環(huán)起來(lái)。⑵ 打開(kāi)V1206氮封手動(dòng)閥，調(diào)整流量為15Nm3/H。 若開(kāi)車(chē)還要延長(zhǎng)一段時(shí)間再進(jìn)行，應(yīng)停止加熱讓其緩慢降溫。打開(kāi)氣化爐水封槽的手動(dòng)閥并導(dǎo)通盲板，當(dāng)水封槽充滿水后溢流到渣溝。2清理、檢查工藝燒嘴，并記錄所有尺寸，建立檔案。2全面檢查氣化爐安全系統(tǒng)1試運(yùn)行激冷水系統(tǒng)，檢驗(yàn)備用激冷水泵P1301的自啟動(dòng)及輔助激冷水閥HV1304的動(dòng)作。 氣化爐安全系統(tǒng)和閥門(mén)必須每次開(kāi)車(chē)前在DCS控制屏上檢查一遍并做一次試驗(yàn)運(yùn)行。對(duì)照PID圖，系統(tǒng)的全面檢查工藝管線是否合乎要求。 氣化排放的可燃?xì)怏w進(jìn)開(kāi)工火炬管網(wǎng)，在開(kāi)工火炬排水罐（V7202A/B）分離掉少量蒸汽冷凝液，進(jìn)入開(kāi)工火炬水封罐（V7204），沖破水封沿開(kāi)工火炬筒徑分子封（X7204），最后在開(kāi)工火炬頭（X7203）燃燒放空。供操作人員監(jiān)視燃燒時(shí)火炬頭的溫度并判斷排放氣體是否點(diǎn)燃。 開(kāi)車(chē)期間可燃?xì)怏w的排放。 3～ m3/h環(huán)流液溫度45kw進(jìn)口體積流量在后半圈中，水環(huán)的內(nèi)表面逐漸與輪轂接近，各葉片與水環(huán)形成的密封空腔容積逐漸縮小，其氣體也逐漸壓縮而排出泵體。260℃設(shè)計(jì)規(guī)格在塔板上和干凈的變換冷凝器相遇使塵粒被最后一次洗滌，氣體再經(jīng)塔頂折流板除霧器除去霧滴后出塔，出塔氣含塵量可達(dá)＜1mg/Nm3，其技術(shù)特性：操作壓力水煤漿與氧氣混合物出噴口后的噴射角稱霧化角，它決定了火焰的直徑和長(zhǎng)度，為了避免氣流與火焰對(duì)氣化爐內(nèi)襯的直接沖刷，要求噴出的火焰的直徑必須小于氣化爐膛直徑，長(zhǎng)度必須小于爐膛的有效高度。 工藝燒嘴是德士古的專利設(shè)備。 ⑴ 反應(yīng)區(qū)實(shí)為一空間，無(wú)任何機(jī)械部分，只要反應(yīng)中氧的配比得當(dāng)，反映瞬間即可獲得合格產(chǎn)品，如果反應(yīng)物料配比或進(jìn)料順序不當(dāng)，不是超溫就是有爆炸的危險(xiǎn)。急冷型德士古氣化爐燃燒室和激冷室是連成一體的。氣化爐結(jié)構(gòu)9A387GR1111/4Cr 1/2Mo 14729mm總高Φ27564826mm燃燒室燃燒室容積工作壓力三、氣化爐氣化爐是水煤漿加壓氣化制合成氣裝置的核心設(shè)備之一，本工程根據(jù)工藝要求，配置三臺(tái)Φ275614729mm急冷式氣化爐，兩開(kāi)一備，氣化爐上部為具有特殊耐火襯里的氣化室，下部為急冷室。流量：12～工作壓力： MPa進(jìn)口壓力： MPa軸功率：H值：中性粘度： 最大顆粒：8mm65% 向大小齒輪噴油潤(rùn)滑。頂起裝置 t/h煤（干） t 65m3最大裝載量：棒磨機(jī)技術(shù)性能參數(shù)：設(shè)備形式： 合成氣在洗滌塔頂部經(jīng)過(guò)一個(gè)折流式除沫器，除去夾帶在氣體中的霧沫，然后離開(kāi)洗滌塔T1301。 合成氣洗滌系統(tǒng)從激冷室出來(lái)的飽和了水汽的合成氣（ 在激冷室粗煤氣出口處設(shè)有高溫變換冷凝液沖洗水閥FV1211，以防止固體在出口管累積堵塞。 急冷流程系將高溫煤氣在氣化爐底部的急冷室內(nèi)用熱水急冷至露點(diǎn)，飽和了水蒸汽的煤氣再經(jīng)洗滌后送到下一工序。水煤漿與氧的反應(yīng)，其畫(huà)反應(yīng)是朝著反應(yīng)物濃度降低的方向進(jìn)行，為增加反應(yīng)推動(dòng)力，提高反應(yīng)溫度，必須提高反應(yīng)溫度。四、氣化壓力水煤漿氣化反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，提高壓力對(duì)化學(xué)反應(yīng)的平衡不利，但是，目前工業(yè)上普遍采用加壓操作，其原因是：提高壓力可以增加反應(yīng)物濃度，加快反應(yīng)速度，從而降低生成氣中甲烷的含量，提高氣化效率。從圖可見(jiàn)：產(chǎn)氣率隨氧煤比增加而增加，到一定值開(kāi)始下降，那是因?yàn)榇藭r(shí)煤氣中H2被燃燒成水的緣故。但會(huì)使生產(chǎn)成本上升。不難發(fā)現(xiàn)，隨著溫度的升高，甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡常數(shù)升高轉(zhuǎn)性，故有提高氣化溫度，出口氣體中CH4含量降低的說(shuō)法。 氣化原理及操作條件的選擇第一節(jié) 所以，合格的水煤漿中，大小顆?；ハ嗵畛?，大小比例要協(xié)調(diào)。水煤漿是一種分散的懸浮體系。如粘度大，流動(dòng)性就差，不易泵送，霧化效果也差。若水煤漿的濃度低，它的粘度也相對(duì)的低，雖然有利于泵送，但它的氣化效率就會(huì)降低，進(jìn)入氣化爐水份大，大量水蒸發(fā)，使?fàn)t溫下降，為維持爐溫，就須增加氧氣用量，從而使比氧耗增高。如選用親水性較差的煤種，我們應(yīng)加入含有親水性基團(tuán)的添加劑，來(lái)提高煤漿穩(wěn)定性制出合格煤漿。）三、化學(xué)活性化學(xué)活性也稱反應(yīng)活性，它是指在一定溫度下，以一定流速通入CO2，用CO2還原率來(lái)表示。煤的工藝性試驗(yàn)根據(jù)煤的不同用途，需做不同的工藝性試驗(yàn)。一般用測(cè)定法計(jì)算出的發(fā)熱量只做為參考。我公司設(shè)計(jì)用煤砷含量為（%時(shí)，不宜選用。%%。）。我公司設(shè)計(jì)用煤揮發(fā)份含量為（所以我們選擇氣化用煤時(shí)，盡量選用灰熔點(diǎn)低的煤。加之，熔渣激冷后形成的碎渣再后系統(tǒng)中對(duì)設(shè)備、管線、閥門(mén)的腐蝕也會(huì)隨灰份增加而增加。此結(jié)晶水與外在水和內(nèi)在水相比含量少的多，故工業(yè)分析中不測(cè)結(jié)晶水。⑵ 內(nèi)在水，也稱吸附水。如藻煤、油頁(yè)巖等。第二章每次開(kāi)停車(chē)爐溫改變，我們盡量控制好外殼與爐膛溫度，來(lái)保證熱電偶不壞，來(lái)指導(dǎo)我們后續(xù)工作。三、氣化爐耐火材料壽命短耐火材料中的向火面磚時(shí)氣化爐能否長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)、降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵材料之一。 　　陜西渭河化肥廠年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨，52萬(wàn)噸尿素工程，采用三臺(tái)氣化爐（二開(kāi)一備），以黃陵煤為原料，投煤量1300t/d，濕法棒磨制漿，激冷回收熱量，灰水四級(jí)閃蒸循環(huán)使用，96年投運(yùn)。 氣化溫度：　　　　　　　　　　　　　　1400℃　　　煤漿粘度： 煤漿及氧氣入爐壓力：　　　　61%1971年化工部化肥研究所即現(xiàn)在的西北化工研究院建成一套模試裝置，規(guī)模為10kg/hr。第三節(jié)美國(guó)TVA是以煤制氨的樣板裝置，該裝置建在國(guó)家肥料發(fā)展中心的一個(gè)以天然氣為原料的合成氨廠內(nèi)，氣化使用的伊利若斯6煙煤（低灰份，～%），經(jīng)盤(pán)式磨煤機(jī)研磨后送往混合槽，調(diào)配成濃度為55%的水煤漿?？傊?，我公司的氣化裝置是當(dāng)今世界最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝之一，設(shè)備精良，操作方便，生產(chǎn)線連續(xù)，全部機(jī)械化，工藝生產(chǎn)裝置采用先進(jìn)的DCS控制系統(tǒng)，對(duì)全裝置的過(guò)程參數(shù)進(jìn)行集中數(shù)據(jù)采集、過(guò)程監(jiān)視和實(shí)行控制。目前在美國(guó)已建成日處理煤量為2000噸／臺(tái)。1993年5月