【正文】 溫度下具備氣化反應的活性，就可使氣化反應盡快由動力學控制轉(zhuǎn)入擴散控制，提高制氣效率。我們以碳的燃燒反應為例來分析三個控制區(qū)的有關規(guī)律。3） 增加擴散反應速率的措施主要有：適宜的顆粒直徑及合適氣速的增加。水夾套的目的，一是降低爐壁處碳渣層的溫度，防止高溫結(jié)渣掛爐，二是保護爐下灰盤等設備不受高溫損壞，三是回收熱量副產(chǎn)蒸汽供煤氣發(fā)生爐制氣使用?？梢娬羝釡睾苡邢蓿朔浔谛淖饔靡簿筒缓苊黠@。此爐型當時是為了提高碳層而不用加高爐體采取的辦法，但同時也增強了氣固接觸反應的均勻性，也減少了爐膛氣體混合空間。模擬計算結(jié)論：從以上數(shù)據(jù)分析可看出，吹風氣成分和水煤氣成分對噸醇煤耗影響非常大，計算條件4是按中氮肥大爐型數(shù)據(jù)進行的模擬，最高消耗和最低消耗噸醇差300多公斤，噸醇煤耗上升后，還可造成造氣排到大氣中的CO2增加。4小結(jié)—系統(tǒng)分析降低固定床造氣爐煤耗的設備管線配置依據(jù)上述系統(tǒng)分析，筆者設計出了均布氣化熱壁催化高效分離固定床造氣爐，并已申請了多個多項專利保護（專利號： 專利號： 專利號：ZL ），它的爐體及管道配置形式有多種，但都圍繞著解決了以往造氣爐中存在的如下缺點：（1）、水夾套的冷壁效應環(huán)區(qū)導致爐渣里單塊小返焦中殘?zhí)几?、蒸汽分解率低、造氣污水外排循環(huán)量大、水煤氣中含氧的問題。集成采用時，該爐型及配套流程可比普通造氣爐氣化強度增加20%以上，水煤氣有效成分提高2%以上，噸醇噸氨煤耗至少降低10%～30%。目前的煤氣發(fā)生爐多采用三、四臺一組，水煤氣共用一臺聯(lián)合除塵器除塵、一臺廢鍋回收煤氣顯熱，一臺洗氣塔洗滌降溫，單爐設干式水封以方便檢修，只在洗氣塔處設水封與后工序隔開。帶出物損失比例4% 上行煤氣溫度350℃，下行煤氣溫度250℃， 蒸汽溫度220℃空氣溫度30℃，%，爐渣溫度250℃。當然存在的氣化層相對反應死區(qū)不是靜態(tài)的，但煤粒每走到此氣化層相對反應死區(qū)都要受到影響。解決水夾套冷壁效應的方法，最早有的研究單位認為，此區(qū)碳粒不能完全燃燒主要因為缺少空氣，于是采用增大爐柵底層布風通道、在灰倉中進行二次布風的措施，結(jié)果適得其反，造成爐渣殘?zhí)剂糠炊仙?。使空氣、蒸汽和碳的兩種氣化反應均處于擴散控制之下，以達到高效燃燒貯熱高效蒸汽氣化。碳與氧及碳與蒸汽的反應中都可一分為二的有兩種控制阻力：化學反應動力學控制及擴散控制。腐植酸型煤的活性比碳化煤球、黃泥白泥煤球的活性高，主要原因為原料褐煤活性好，又很少降低型煤中的固定碳，制作過程中加入了NaOH，形成的CONa鏈是很好的催化結(jié)構(gòu)。固定床造氣爐一般要求最好操作在灰熔點T1和T2之間，在這個溫度下，以一些難熔灰渣為框架，一些易熔碳粒形成液滴均布在相當于渣填料的框架中，此時氣固液接觸最為均勻傳質(zhì)反應速度最快。造氣爐氣化反應是氣固間歇反應，提高氣固反應的效率，加強間歇反應后氣體產(chǎn)物水煤氣和吹風氣的分離效率是提高造氣爐氣化反應的關鍵。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。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。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。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。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。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。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。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。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。水夾套冷壁效應直接導致了爐渣中單塊小返焦的產(chǎn)生。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?。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。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。 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。（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)。而用于生產(chǎn)甲醇的水煤氣不需要吹風氣中的氮，氣體成分中的氮含量越低越有利于高效率的甲醇合成，但由于目前工藝配置中分離效果差，不得不將水煤氣中的無效氣N2+CH4在甲醇合成大量放空，造成噸醇煤耗電耗增加。半水煤氣實際是水煤氣和吹風氣的混合氣。，氣固原料接觸不均勻以上圖一圖二是我們常見的兩種上行煤氣出口（吹風氣出口）位置不同的造氣爐。在吹風時空氣中的氧氣在此環(huán)區(qū)中不能較好