氣固相體系ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-26 03:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 化反應(yīng)體系，化學(xué)反應(yīng)不僅發(fā)生在氣固之間，而且也發(fā)生在氣相物種之間。煤的氣化有多種方式，移動(dòng)床是固定床的特殊形式，通過(guò)連續(xù)加料，連續(xù)氣化，固體物料層緩緩向下移動(dòng)，成為固態(tài)活塞流方式。 設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的問(wèn)題 1：設(shè)備生產(chǎn)能力 2：設(shè)備材質(zhì) 3：設(shè)備操作條件 4：附屬設(shè)備操作選型 煤氣發(fā)生爐與氣化過(guò)程示意圖 1爐體； 2加料裝置； 3爐柵； 4送風(fēng)口； 5灰盤(pán)； A灰渣層； B氧化層； C還原層； D干餾層； E干燥層 煤氣化的基本化學(xué)反應(yīng) 煤氣化過(guò)程中的基本化學(xué)反應(yīng) ),2 9 8( M P aKH ??氣 /固非均相反應(yīng) kJ/mol kcal/mol① R1 部分燃燒 C+=CO 123 R2 燃燒 C+O2=CO2 406 R3 碳與水蒸氣反應(yīng) C+H2O=CO+ H2 119 R4 Boudouard反應(yīng) C+ CO2= 2CO 162 R5 加氫氣化 C+2H2=CH4 87 氣相燃燒反應(yīng) R6 H2+= H2O R7 CO+=CO2 氣 /氣均相反應(yīng) R8 均相水煤氣反應(yīng) CO+H2O=CO2+ H2 ② R9 甲烷化 CO+3H2=CH4+ H2O ② 熱裂解反應(yīng) R10 CHXOY=(1y)C+yCO+x/2H2 R11 CHXOY=(1yx/8)C+ x/4H2+x/8CH4 注：① 1cal= ② 氣焰煤 x=,y= 煤氣化過(guò)程中硫和氮的基本化學(xué)反應(yīng) 元素 反應(yīng) S S+O2=SO2 SO2+3H2=H2S+2H2O SO2+2CO=S+2CO2 2 H2S +SO2= 3S+2H2O C+2S=CS2 CO+S=COS N N2+H2=2NH3 N2+H2O+2CO=2HCN+ O2 N2+ xO2=2NOx 煤汽化過(guò)程中氣固相反應(yīng)速率相差很大，煤熱裂解反應(yīng)速率相當(dāng)快，在受熱條件下接近瞬時(shí)完成；煤熱解固體產(chǎn)物煤焦（或稱(chēng)半焦）的氣化反應(yīng)速率要慢得多。圖是各種煤焦氣化反應(yīng)在常壓和加壓下氣化反應(yīng)速率的比較圖。 在常壓和高壓下煤焦氣化反應(yīng)速率的比較 移動(dòng)床煤氣化 前已述及，煤的移動(dòng)床氣化是以塊煤為原料，煤由氣化爐頂加入，氣化劑由爐底送入。氣化劑與煤逆流接觸，氣化反應(yīng)進(jìn)行得比較完全，灰渣中殘破少。產(chǎn)物氣體的顯熱中的相當(dāng)部分供給煤氣化前的干燥和干餾，煤氣出口溫度低，灰渣的顯熱又預(yù)熱了入爐的氣化劑，因此氣化效率高。這是一種理想的完全氣化方式。 移動(dòng)床氣化方法又分常壓及加壓兩種。常壓方法比較簡(jiǎn)單，但對(duì)煤的類(lèi)型有一定要求，要用塊煤，低灰熔點(diǎn)的煤難以使用。常壓方法單爐生產(chǎn)能力低，常用空氣－水蒸氣為氣化劑，制得低熱值煤氣，煤氣中含大量的 N2，不定量的 H2， CO， CO2， O2和少量的氣體烴。加壓方法是常壓方法的改進(jìn)和提高。加壓方法常用氧氣與水蒸氣為氣化劑，對(duì)煤種適用性大大擴(kuò)大。為了進(jìn)一步提高過(guò)程熱效率又開(kāi)發(fā)了液態(tài)排渣的移動(dòng)床加壓氣化爐，它又是加壓移動(dòng)床的一種改進(jìn)型式。 混合發(fā)生爐煤氣 采用水蒸氣與空氣的混合物為氣化劑，制成的煤氣稱(chēng)為混合發(fā)生爐煤氣。目前這種煤氣在國(guó)內(nèi)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 （ 1）理想發(fā)生爐煤氣 理論上，制取混合發(fā)生爐煤氣是按下列兩個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的： C++＝ CO＋ ΔH0= C＋ H2O＝ CO＋ H2 ΔH0= 理想的發(fā)生爐煤氣的組成取決于這兩個(gè)反應(yīng)的熱平衡條件，即 滿足放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的熱效應(yīng)相等 的條件。為了達(dá)到這個(gè)條件，第一式乘上一個(gè)系數(shù)加上第二式，使 ΔH0=0 ++H2O+ = +H2+ ΔH0 =0 根據(jù)上式， mol（碳）與水蒸氣－空氣混合物相互作用，在理論上，產(chǎn)生的煤氣量 ＋ 1＋ ＝ mol 煤氣組成為： φ （ CO） ＝ ／ ＝ 40％ φ （ H2）＝ 1 /＝ ％ φ （ N2）＝ ／ ＝ ％ 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煤氣的產(chǎn)率： kgNmCk m o lCkgCk m o l k m o lNmk m o lV /)(/)(12)( / 33 ＝???煤汽化爐內(nèi)各處的氣體組成 2）爐內(nèi)狀況分析與工藝條件控制 經(jīng)實(shí)測(cè)氣
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