【正文】 溫度下具備氣化反應(yīng)的活性，就可使氣化反應(yīng)盡快由動(dòng)力學(xué)控制轉(zhuǎn)入擴(kuò)散控制，提高制氣效率。我們以碳的燃燒反應(yīng)為例來(lái)分析三個(gè)控制區(qū)的有關(guān)規(guī)律。3） 增加擴(kuò)散反應(yīng)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(hù)爐下灰盤等設(shè)備不受高溫?fù)p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?yīng)的作用也就不很明顯。此爐型當(dāng)時(shí)是為了提高碳層而不用加高爐體采取的辦法，但同時(shí)也增強(qiáng)了氣固接觸反應(yīng)的均勻性，也減少了爐膛氣體混合空間。模擬計(jì)算結(jié)論：從以上數(shù)據(jù)分析可看出，吹風(fēng)氣成分和水煤氣成分對(duì)噸醇煤耗影響非常大，計(jì)算條件4是按中氮肥大爐型數(shù)據(jù)進(jìn)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(shè)備管線配置依據(jù)上述系統(tǒng)分析，筆者設(shè)計(jì)出了均布?xì)饣療岜诖呋咝Х蛛x固定床造氣爐，并已申請(qǐng)了多個(gè)多項(xiàng)專利保護(hù)（專利號(hào)： 專利號(hào)： 專利號(hào)：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(diǎn)：（1）、水夾套的冷壁效應(yīng)環(huán)區(qū)導(dǎo)致爐渣里單塊小返焦中殘?zhí)几摺⒄羝纸饴实?、造氣污水外排循環(huán)量大、水煤氣中含氧的問(wèn)題。集成采用時(shí)，該爐型及配套流程可比普通造氣爐氣化強(qiáng)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(tái)一組，水煤氣共用一臺(tái)聯(lián)合除塵器除塵、一臺(tái)廢鍋回收煤氣顯熱，一臺(tái)洗氣塔洗滌降溫，單爐設(shè)干式水封以方便檢修，只在洗氣塔處設(shè)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(dāng)然存在的氣化層相對(duì)反應(yīng)死區(qū)不是靜態(tài)的，但煤粒每走到此氣化層相對(duì)反應(yīng)死區(qū)都要受到影響。解決水夾套冷壁效應(yīng)的方法，最早有的研究單位認(rèn)為，此區(qū)碳粒不能完全燃燒主要因?yàn)槿鄙倏諝猓谑遣捎迷龃鬆t柵底層布風(fēng)通道、在灰倉(cāng)中進(jìn)行二次布風(fēng)的措施，結(jié)果適得其反，造成爐渣殘?zhí)剂糠炊仙Ｊ箍諝?、蒸汽和碳的兩種氣化反應(yīng)均處于擴(kuò)散控制之下，以達(dá)到高效燃燒貯熱高效蒸汽氣化。碳與氧及碳與蒸汽的反應(yīng)中都可一分為二的有兩種控制阻力：化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)控制及擴(kuò)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?yàn)樵虾置夯钚院茫趾苌俳档托兔褐械墓潭ㄌ?，制作過(guò)程中加入了NaOH，形成的CONa鏈?zhǔn)呛芎玫拇呋Y(jié)構(gòu)。固定床造氣爐一般要求最好操作在灰熔點(diǎn)T1和T2之間，在這個(gè)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(dāng)于渣填料的框架中，此時(shí)氣固液接觸最為均勻傳質(zhì)反應(yīng)速度最快。造氣爐氣化反應(yīng)是氣固間歇反應(yīng)，提高氣固反應(yīng)的效率，加強(qiáng)間歇反應(yīng)后氣體產(chǎn)物水煤氣和吹風(fēng)氣的分離效率是提高造氣爐氣化反應(yīng)的關(guān)鍵。人們對(duì)Excel普遍熟悉的功能是表圖的處理，不太了解其在工程計(jì)算(如鍋爐、化工物料熱量衡算)中的應(yīng)用。從系統(tǒng)內(nèi)外來(lái)看，對(duì)企業(yè)的投資收益最好，對(duì)環(huán)境的影響最小，這樣的造氣配置就是最好的技術(shù)，但對(duì)每個(gè)企業(yè)二者都有個(gè)最合適值。對(duì)造氣的消耗分析，很多廠家往往以噸氨(噸醇)來(lái)考核造氣，這不完全正確。推動(dòng)二者更好適應(yīng)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(lái)說(shuō)，煤的活性和其碳化年齡有關(guān)，灰熔點(diǎn)大的往往活性不好，活性好的往往灰熔點(diǎn)低，了解煤的活性灰熔點(diǎn)的不同，我們就可進(jìn)行混煤摻燒。對(duì)于相同的陽(yáng)離子，不同陰離子的催化活性順序是OH CO3 Cl SO42。顯然，對(duì)于反應(yīng)能力強(qiáng)、活化能E小的燃料，可以在較低的溫度區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)燃燒強(qiáng)化；而對(duì)于反應(yīng)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(shí)現(xiàn)燃燒的強(qiáng)化。對(duì)于碳與二氧化碳的反應(yīng)還原反應(yīng)在2000℃ 以下，屬于動(dòng)力學(xué)控制，反應(yīng)速率大致為CO2的一級(jí)反應(yīng)。水夾套冷壁效應(yīng)直接導(dǎo)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(wú)煙煤或焦炭、半焦或型煤，無(wú)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(guò)燃料的灰融點(diǎn)，在燃燒貯熱階段，燃料就不能快速?gòu)氐椎厝紵跉饣A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＞唧w說(shuō)，生產(chǎn)合成氨的半水煤氣制氣過(guò)程分吹風(fēng)（其氣去吹風(fēng)氣余熱回收）、吹風(fēng)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(shí)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(gè)過(guò)程。這樣，吹風(fēng)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(fēng)效率的下降；同時(shí)水煤氣中不可避免帶有吹風(fēng)氣的成分，導(dǎo)致其有效氣含量低，制氣效率下降。 均布?xì)饣療岜诖呋咝Х蛛x固定床造氣爐采用的新技術(shù)特點(diǎn)：（1）、采用熱壁改進(jìn)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(jìn)口進(jìn)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(wú)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(fēng)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(wú)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(shí)際是水煤氣和吹風(fēng)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(fēng)氣出口）位置不同的造氣爐。在吹風(fēng)時(shí)空氣中的氧氣在此環(huán)區(qū)中不能較好