【文章內(nèi)容簡介】 間、初期強(qiáng)度、后期強(qiáng)度等。根據(jù)型煤機(jī)的壓力和實際生產(chǎn)表明，成型水分應(yīng)控制在12％～14％為宜。⑤粘結(jié)劑的型號對型煤質(zhì)量的影響粘結(jié)劑的種類分為有機(jī)型、無機(jī)型和復(fù)合型三大類。采用有機(jī)型粘結(jié)劑，可提高型煤的冷強(qiáng)度，不降低固定碳、不增加灰分，但是不能保證型煤的熱強(qiáng)度。采用無機(jī)型粘結(jié)劑，雖然粘結(jié)性差，型煤灰分增高，但可提高型煤的熱強(qiáng)度和灰熔點。因此，目前開發(fā)的許多新型粘結(jié)劑均為復(fù)合型，其中有機(jī)和無機(jī)兩種材料均有，利用它們之間各自的長處，彌補(bǔ)各自的不足，所制成的型煤，具有冷熱強(qiáng)度高、灰熔點高、防水、防潮、固硫的優(yōu)質(zhì)型煤。由此可知，型煤的質(zhì)量除了與粘結(jié)劑密切相關(guān)外，還與煤的粒徑組成、攪拌條件、成型壓力、成型總水分等因素有關(guān)。粘結(jié)劑與煤之間的結(jié)合力是機(jī)械結(jié)合和物理結(jié)合的綜合結(jié)果。型煤的強(qiáng)度與粘結(jié)劑表面狀態(tài)有關(guān)，對煤粒這種非極性材料，機(jī)械結(jié)合力起決定性作用，因此對型煤的固化工藝要有適宜的條件。第2章 煤炭氣化工藝流程的確定 CAGOS制氣法①用途：將任何級別或含硫的煤轉(zhuǎn)換成合成天然氣。②產(chǎn)品：合成天然氣、汽油重整原料級石腦油等。③簡述：煤經(jīng)過破碎、篩分并加壓到345千帕送到多段沸騰床，并分段干燥和加熱除去揮發(fā)物。剩余物或炭流到沸騰床氣化爐與蒸汽反應(yīng)生成合成氣，合成氣提供熱解所需的熱并與揮發(fā)物混合，該混合氣和油——氣物料送到油回收，經(jīng)淬冷后把冷凝的油從富合成氣中分離出來，冷凝油經(jīng)加氫處理后生成石腦油、燃料油或合成原油[5]。原料合成氣經(jīng)壓縮和凈化，然后經(jīng)過變換甲烷化，除去大部分二氧化碳，脫水和壓縮成適于管道運輸?shù)臍怏w（）。 COGSA法①用途：將煤轉(zhuǎn)換成代用天然氣。②原料：各種煤，包括褐煤、次煙煤、煙煤。③簡述：原料煤破碎到8目，加入溶液狀催化劑，經(jīng)催化的煤緩慢氧化、干燥并通過煤斗送入流化床氣化器。、溫度722條件下，蒸汽和循環(huán)及混合成流化的氣流，未反應(yīng)的蒸汽從反應(yīng)器的出口氣中冷凝出來，然后采用普通酸性氣處理（物理溶劑）法除去和。產(chǎn)品甲烷經(jīng)深冷從循環(huán)和中分離出來。含有催化劑的炭、未反應(yīng)的炭和煤被連續(xù)除去，約的催化劑被水洗回收然后再循環(huán)（）。 ?？松呋簹夥?GI二段煤氣發(fā)生爐①用途：連續(xù)法或間歇法用煤生產(chǎn)低熱值或中熱值燃料氣。②原料：篩選的低粘結(jié)煤、褐煤、煙煤、無煙煤、焦炭。③簡述：兩段氣化發(fā)生器的工藝原理都是煤緩慢蒸餾，只有焦炭才被氣化。因此沒有破裂和形成瀝青及膠質(zhì)組分的麻煩。氣化爐可以連續(xù)或間斷操作，連續(xù)操作時可以用或不用富氧，連續(xù)法的氣體熱值5443千焦至12560千焦，帶化油器的間斷法氣體熱值為12560～20934千焦。～4米，產(chǎn)率根據(jù)使用的煤而不同。進(jìn)煤量可達(dá)5噸/時。①用途：合成天然氣。②原料：泥煤、水和空氣。③簡述：此過程系采用兩段氣化爐使泥煤轉(zhuǎn)化成高熱值煤氣或其他合成燃料。在反應(yīng)器內(nèi)生成的甲烷高達(dá)82%。將含水份25～50%的泥煤粉碎到10網(wǎng)目，經(jīng)過鎖式貯斗進(jìn)入反應(yīng)器的頂部。除了兩層氣化層外，在反應(yīng)器頂部還附有一個流化床，用于干燥進(jìn)來時的泥煤。干燥后的泥煤進(jìn)入一個立式管內(nèi)，并進(jìn)到短暫停留的氫化系統(tǒng)，在這里泥煤與從下面氣化裝置來的合成氣發(fā)生反應(yīng)在，在此處產(chǎn)生的甲烷為全過程的65%，氣體從這里進(jìn)入干燥層；而炭溢流落入炭氣化裝置，、溫度889～944 條件下與蒸汽、氧氣在流化床上起反應(yīng)，生成合成氣。進(jìn)來的炭約有95%氣化。熱灰排出后用循環(huán)水進(jìn)行冷卻，灰—水漿液經(jīng)過濾后將水回收循環(huán)系統(tǒng)[6]（）。 泥炭煤氣化法 S—O氣化法①用途：生產(chǎn)富含CO和H2的氣體，宜作低熱值或中熱值的燃料用②原料：所有灰分含量不超過40%的煤以及煤加氫裝置的殘渣。③簡述：采用高溫下流化床熔渣型氣化爐，在壓力下操作，氣體產(chǎn)品不含油類和焦油。煤必須粉碎至3毫米以下，干燥到水分含量約為2～12%。用循環(huán)載氣把干燥粉碎了的煤送至氣化爐，原料和氣化介質(zhì)（氧/蒸汽、氧/空氣）是通過噴嘴注入的，反應(yīng)物離開噴嘴后已得到混合。氣化爐內(nèi)有一轉(zhuǎn)動著的熔渣流化床，它的作用，保證安全點火，起著防護(hù)層的作用，由此可獲得高的火焰溫度和高的流量，兼有傳熱器的作用，使粗大顆粒具有較長的氣化時間。氣化反應(yīng)在1650～2400，氧或氧/空氣由廢熱鍋爐來的飽和蒸汽預(yù)熱，工藝蒸汽是過熱的。目前國內(nèi)合成氨工業(yè)以塊煤為原料的UGI間歇氣化工藝占70％以上。①用途：合成天然氣，氨的合成氣，羰基合成氣，費—托法合成氣，中熱值氣體，發(fā)電。②原料：多種類的煤，包括焦煤和軟質(zhì)煤。③產(chǎn)品：中熱值的煤料氣。④簡述：通過煤斗系統(tǒng)將原煤送進(jìn)氣化爐并維持氣化爐裝滿燃料，煤的粒度最好為8～75毫米，但是也可以經(jīng)過煤斗系統(tǒng)把相當(dāng)數(shù)量粒度小于6毫米的煤粒與主料一起加入氣化爐，通過噴嘴還可以把更細(xì)的煤吹入氣化爐內(nèi)，、溫度427～527條件下使煤氣化。氣體中所含的焦油、油類及其他有機(jī)副產(chǎn)物可以分離并循環(huán)到處理系統(tǒng)。煤灰呈熔渣狀，用水淬冷，使成玻璃球狀顆粒。除此之外還有如下幾種：接受體氣化法、維爾曼格留沙法煤氣化法、HYGAS制氣法、柯柏斯—托切克制氣法、維斯汀豪斯煤氣化法、溫克勒氣化制氣法等等。氣化劑在燃料層氣化過程是一個極其復(fù)雜的過程，其氣化過程不可能完全按照特征反應(yīng)進(jìn)行，而且工業(yè)生產(chǎn)的氣化反應(yīng)設(shè)備熱損失較大，與理論計算差距較大，如蒸汽通過燃料層后，不可能得到完全分解，總有一部分未分解的蒸汽，一般在常壓氣化時，蒸汽通過燃料層的最高分解率為50～60%[8]。在氣化過程中。反應(yīng)從表上知：①碳及CO的燃燒反應(yīng)的平衡常數(shù)值很大，在煤氣爐中可能存在的溫度下，平衡組成中幾乎全是生成物，這說明這些反應(yīng)以極快的速度進(jìn)行。即碳及CO的燃燒反應(yīng)基本上可看成是不可逆的。②二氧化碳的還原反應(yīng)，其平衡常數(shù)的對數(shù)值在正負(fù)值之間變動，即溫度升高，氣體混合物中一氧化碳含量增加，在1000時的反應(yīng)中，一氧化碳的平衡組成可達(dá)99%，二氧化碳幾乎全部轉(zhuǎn)變?yōu)橐谎趸肌＂墼跉饣瘜又?，水蒸汽與碳的主要反應(yīng)： （21） （22）上述反應(yīng)與的還原反應(yīng)一樣，均為吸熱反應(yīng)，按平衡移動原理可知，溫度升高，平衡向生成物方向轉(zhuǎn)移。同時，溫度升高，更有利于生成CO的反應(yīng)，所以氣化層溫度較高，則煤氣中CO含量也較高[14]。氣化反應(yīng)屬于氣固相系統(tǒng)的多相反應(yīng)。整個過程包括物理和化學(xué)兩個過程?？煞譃橄铝胁襟E：①氣流中的活性組分向炭的表面擴(kuò)散（物理過程）；②活性組分被碳表面所吸附（物理過程）；③生成中間產(chǎn)物（化學(xué)過程）；④中間產(chǎn)物分解成反應(yīng)產(chǎn)物（化學(xué)過程）；⑤反應(yīng)產(chǎn)物脫附（物理過程）；⑥反應(yīng)產(chǎn)物擴(kuò)散入氣流中（物理過程）。物理過程主要和氣體的擴(kuò)散有關(guān)，化學(xué)過程和化學(xué)反應(yīng)速度有關(guān)，影響擴(kuò)散速度的主要因素是氣流速度，影響化學(xué)反應(yīng)速度的主要因素是溫度[19]。在氣化爐燃料層內(nèi)，炭與空氣及蒸汽的混合物相互作用時的產(chǎn)物稱為半水煤氣。其化學(xué)反應(yīng)按下列方程進(jìn)行： （23） （24）這種煤氣的組成由上列兩反應(yīng)的熱效應(yīng)平衡條件所決定。由于半水煤氣是生產(chǎn)合成氨的原料氣，因此要求入爐蒸汽與空氣（習(xí)慣上成為氮煤氣）比例恰當(dāng)以滿足半水煤氣中要求，但是在實際生產(chǎn)中要求半水煤氣中。以直徑3米爐為例，自上而下為：干燥區(qū)高度為150～200毫米；干餾區(qū)高度為300～400毫米；還原區(qū)高度為350～450毫米；氧化區(qū)高度為200～300毫米；灰渣區(qū)高度為100～200毫米。各區(qū)層的高度，隨爐型和燃料的種類、性質(zhì)的差異以及采用氣化劑品位不同而有所區(qū)別。需要說明的是，各區(qū)之間往往是相互交錯，并沒有明顯的分界線。干燥區(qū)內(nèi)一般不產(chǎn)生氣化反應(yīng)，此區(qū)內(nèi)的燃料因剛加入爐內(nèi)，故溫度低。只是吹風(fēng)時的吹風(fēng)氣、上吹時的煤氣以及下垂式的過熱蒸汽（經(jīng)燃燒室預(yù)熱）上下通過此區(qū)域時將此區(qū)燃料中的水分蒸發(fā)，起到預(yù)熱干燥作用。干餾區(qū)內(nèi)燃料受到熱氣體繼續(xù)加熱并分解放出低分子烴，在熱分解時析出水分、醋酸、甲醇、甲醛、苯酚、樹酯、一氧化碳、二氧化碳（依靠燃料中的氧及一氧化碳）、硫化氫、甲烷、乙烯、氨、氮和氫。氣化劑通過此區(qū)域時，幾乎不發(fā)生氣化反應(yīng)。還原區(qū)是氣化層產(chǎn)生氣化反應(yīng)的主要區(qū)域之一，由氧化區(qū)來得二氧化碳還原成一氧化碳及水蒸汽分解為氫，燃料依靠與熱的氣體換熱被再次預(yù)熱。此區(qū)的化學(xué)反應(yīng)是： （25） （26） （27） （28）在煤氣爐整個燃燒層中，氧化區(qū)的溫度最高，煤氣爐定時測量它的火層情況，就是間接的測量它的溫度。在氣化層里燃料中的碳與氣化劑中的氧（空氣的氧或富氧）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其氣化反應(yīng)是： （29） （210）氧化層加上述還原層總稱為氣化層。燃料層中的燃料經(jīng)過氣化后剩余物質(zhì)被稱為灰渣，灰渣在爐體最下部形成灰渣區(qū)。在生產(chǎn)中灰渣去起到了預(yù)熱氣化劑，分布?xì)饣瘎?，保護(hù)爐箅和承受燃料層骨架的作用[5]。（UGI）間歇式氣化反應(yīng)機(jī)理及工藝流程綜合考慮先前成功工程事例，年生產(chǎn)能力、煤轉(zhuǎn)化率、生產(chǎn)成本、原料煤煤質(zhì)等因素，選用粉煤加工的型煤，利用德士古（UGI）間歇式氣化工藝實現(xiàn)煤炭氣化。固體原料磨碎后在水或油中配制成漿，用泵打入氣化爐，氣化采用部分氧化法，無催化劑，、操作溫度為1300～1600。煤漿和氧迅速反應(yīng)，全部重?zé)N類基本上轉(zhuǎn)化為氣體產(chǎn)品，其主要成分為CO和H2，停留時間僅幾秒鐘，灰漿水可使溫度穩(wěn)定。反應(yīng)爐是一個具有耐火磚襯里的壓力容器，高的操作溫度產(chǎn)生熔渣，從水封型“鎖灰斗”中去。熔渣顆粒是不透水的，為了便于處理它，要控制最小的熔渣力度。固體燃料由加料機(jī)從爐頂間歇加入爐內(nèi)，吹風(fēng)時，空氣鼓風(fēng)機(jī)自下而上通過燃料層，吹風(fēng)氣經(jīng)燃燒室及廢熱量后由煙囪放空。燃燒室中加入二次空氣，將吹風(fēng)氣中的可燃?xì)怏w燃燒，使室內(nèi)的格子蓄熱磚溫度升高。燃燒室蓋子具有安全閥作用，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生爆炸時可泄壓，以減輕設(shè)備的破壞。蒸汽上吹制氣時，煤氣經(jīng)燃燒室及廢熱鍋爐回收余熱后，再經(jīng)洗滌塔進(jìn)入氣柜。下吹制氣時，蒸汽從燃燒室頂部進(jìn)入，經(jīng)預(yù)熱后自上而下流經(jīng)燃料層。由于煤氣溫度較低，可直接由洗滌塔進(jìn)入氣柜。二次上吹時，氣體流向與上吹相同?？諝獯祪魰r，氣體經(jīng)燃燒室、旋風(fēng)除塵器、廢熱鍋爐和洗滌塔進(jìn)入氣柜，此時燃燒室不必加入二次空氣，在上、下吹制氣時，如配入加氮空氣，則其送入時間應(yīng)稍遲于水蒸汽的送入，并在蒸汽停送之前切斷，以避免空氣與煤氣相遇而發(fā)生爆炸。燃料氣化后，灰渣經(jīng)旋轉(zhuǎn)爐蓖由刮刀刮入灰箱，定期排出爐外[15]。常壓固定床法制半水煤氣其工藝流程氣化過程按5個階段分別敘述如下：①吹風(fēng)階段 來自鼓風(fēng)機(jī)的加壓空氣送入煤氣發(fā)生爐底部，經(jīng)與燃料層燃燒放出大量的