【正文】
最好操作在灰熔點T1和T2之間,防止進入T3點。775℃ T 900℃ 時,屬過渡控制區(qū)。在這種狀態(tài)下的燃燒稱為過渡燃燒。其物理意義在于:在動力燃燒區(qū),碳的燃燒速ωc幾乎只決定于化學反應的能力,既燃燒的溫度條件T及燃料的性質(這里反映在燃料的活化能E上),而與氧氣向碳表面的擴散情況無關。選用催化劑應盡量做到廢物利用,不少工農業(yè)廢棄物可能是性能優(yōu)良的催化劑,例如含有大量Na、Ca離子的造紙黑液、用完廢棄的電石、含有NaOH的廢水等。不同催化劑具有不同的催化活性,催化劑活性越強,效果越好。提高溫度對無煙煤的活性影響很大,但要受制于煤的灰熔點以防氣固原料接觸的偏流。而且其活性與其形成焦炭的內部疏松程度、表面狀況、密度、粒度等關系很大。當產物的有效成分越好、量越大,副產物的有效成分越少、量越小時,氣化效率最高。另一個比較好的插件是上海發(fā)電設備成套設計研究所楊宇設計的,他根據IAPWSIF97和IFC67標準編制《水和蒸汽性質計算軟件包》,設計了Excel加載插件,可很方便地在Excel表中加載水、蒸汽有關函數。采用辦公軟件Excel表格進行物料熱量衡算是比較快捷準確的方法。當設備管線配置不能很好地適應人員操作,就要進行技術改造,這是技改人員的責任。固定床造氣爐和氣流床流化床各有適用的范圍。只有劃分出來相對封閉的系統(tǒng)(雖然這個系統(tǒng)不可能完全封閉),才能對系統(tǒng)內部要素進行分析,才能知道各系統(tǒng)對本系統(tǒng)外部及內部的影響。因為以噸氨(噸醇)來計量,就涉及到造氣系統(tǒng)外的整個廠的大系統(tǒng),應該以單位有效氣的折標煤耗較為公平。本文的目的就是把固定床間歇造氣爐進一步改進完善。本文要重點闡述的是,為了更好地完成造氣的工藝要求,如何進行設備管線配置才最合理。用Excel編制一般的工程計算程序還需解決的有以下兩個問題:(1)循環(huán)計算,(2)表、單曲線、曲線組的查找(如表:常壓氣體在不同溫度下的焓),也就是書中一些數據表格曲線的函數化是個難題。使用非常方便,可隨意選擇更改幾項數據進行工藝過程靜態(tài)模擬,原來需要幾天算出來的可在幾分鐘內完成。氣固反應的效率與氣固原料的活性及氣固原料的接觸均勻程度有關。有些劣質煤機械強度和熱穩(wěn)定性差,但是化學活性好,就可以選用少部分冷熱強度高的塊煤或焦炭摻燒,這部分強度好的煤(焦),在爐膛里起骨架作用,有利于降低床層阻力和提高入爐風量。—催化劑針對無煙煤活性不高的情況,除了采用提高溫度外,還可采用添加催化劑來解決。實際應用的催化劑往往不是單一組分,常由多種成分配合而成。造氣工藝中,可分為碳的空氣燃燒貯熱同時產生吹風氣、碳的蒸汽降溫氣化同時產生水煤氣兩個間歇交替過程。2)當kαk時,折算反應常數K≈αk。適于固定床間歇造氣強化反應的措施主要有:1) 原料的選擇及摻混,必須兼顧原料的活性及灰融點。一般可這樣認為,碳的兩種氣化反應在溫度低于1250K時,反應速度對溫度是敏感的,可認為是化學反應動力學因素起主要控制作用。 目前用于生產甲醇、合成氨的水煤氣、半水煤氣固定床煤氣發(fā)生爐,其氣固反應效率不很高,主要表現(xiàn)在:水夾套的水冷壁效應導致爐渣里單塊小返焦中殘?zhí)几?;原料煤的活性不高造成爐渣里成型渣塊中的殘?zhí)几摺饣瘡姸鹊?;煤氣發(fā)生爐上行煤氣出口處于爐體的側面或爐頂的側面,這樣導致爐內氣化劑在流通過程中分布不均勻,在吹風或制氣過程中,爐內部分碳層不能有效發(fā)揮作用,造成氣化效率的降低。在制氣階段,由于此區(qū)溫度低,水蒸汽不能很好地氣化,加上氣流本身存在的趨壁效應,導致此區(qū)的蒸汽分解率非常低,這也是目前造氣爐蒸汽分解率在40~60%的主要原因。提溫至少應保證原料煤的燃點以上,無煙煤保證在600~800℃,最好同氣化層溫度一致工作在擴散控制之下(1250K以上)。有的煤種粘結性過大,氣化劑不易擴散進碳粒內部,也造成爐渣里成型渣塊中的殘?zhí)几摺T摖t型原料煤層和爐膛頂部氣體空間死區(qū)都很大,隨著爐膛內徑的增大、爐內碳層的高徑比過小都會擴大原料煤層氣固反應的死區(qū)空間,這也是中氮肥的大爐型不如小氮肥的小爐型運行好的一項主要原因,這是目前大量應用但需要徹底淘汰的爐型。生產甲醇的水煤氣制氣過程分吹風(其氣去吹風氣余熱回收)、蒸汽吹凈(其氣去吹風氣余熱回收或放空)、上吹制氣(其氣去水煤氣)、下吹制氣(其氣去水煤氣)、二次上吹(其氣去水煤氣同時用于保證空氣吹凈的安全)、空氣吹凈(其氣去水煤氣)六個過程。其中計算條件1~4中:爐渣組成C %、 S %、 A 85%,吹風階段散熱比例6%,%計算條件5中:爐渣組成C 8%、 S %、 A %,吹風階段散熱比例3%,制氣階段散熱比例2%(3)分別模擬計算的數據并匯總結果計算條件序號吹風效率制氣效率總過程效率100kg燃料產水煤氣量(Nm3)噸醇耗水煤氣量(Nm3)噸醇放空氣量(Nm3)噸醇煤耗(kg)噸醇吹風氣因含CO燃燒排放CO2量(kg)1%%% 2%%% 3%%% 4%%% 5%%% 注:噸醇吹風氣排放CO2量中已含吹風氣中的CO折算成CO2的量。用于生產合成氨的半水煤氣需要部分吹風氣來形成合適的氫氮比,水煤氣有效成分低就不能更多回收吹風氣來加氮,導致制氣效率低。正常生產洗氣塔處設水封是很不合適的,它不能限制造氣爐之間的串倒氣,并且增加了系統(tǒng)制氣阻力。熱壁以耐高溫耐磨不結渣多層復合特種陶瓷涂層砌筑在水夾套內部,可保證氣化層溫度運行在氣化劑擴散控制范圍內(大于900℃)且不結渣,蒸汽分解率提高5%以上,造氣爐產氣量提高15