系統(tǒng)思考實現(xiàn)造氣爐節(jié)能減排的極限—熱壁高效造氣爐的推廣原理-資料下載頁
2025-04-17 08:13本頁面
【正文】 %，制氣階段散熱比例2%（3）分別模擬計算的數(shù)據(jù)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(chǎn)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。計算條件5是按熱壁（半絕熱式）的情況模擬。模擬計算結論：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?？梢?，加強水煤氣和吹風氣的高效分離，對企業(yè)節(jié)能減排增加企業(yè)和社會效益有非常重要的影響。、水煤氣混和空間過大目前的煤氣發(fā)生爐及其相連管道吹風氣、水煤氣混和空間較大，吹風氣和水煤氣分離不好，導致吹風氣中有效氣體CO、H2成分高，水煤氣中無效氣CHON2高。當前生產(chǎn)合成氨的造氣流程中，煤氣發(fā)生爐底空氣總閥后、下行煤氣總閥前管道仍有不小的混和空間；在煤氣發(fā)生爐頂、吹風氣放空回收閥前、上行煤氣總閥前的混合空間更大，除了爐內空間及連接管道外，有的廠還包含了爐外旋風除塵器的空間。這些混和空間造成了分離吹風氣水煤氣時效率不高。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。用于生產(chǎn)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。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。另外由于目前的煤氣發(fā)生爐上部混和空間比爐下混和空間大，下吹蒸汽行程長，部分蒸汽分散于爐內空間，無法到達氣化層參與反應，在進行下一時段(上吹)時，被吹出煤氣發(fā)生爐，致使下吹蒸汽分解率較低。而進行上吹制氣時，蒸汽行程短，損失少，因而蒸汽分解率較高。經(jīng)化驗分析下吹制氣比上吹制氣低10%左右。水煤氣中的惰性氣CH4的產(chǎn)生，除了和原料煤本身的揮發(fā)性及操作的爐膛溫度有關外，還因為H2和碳在還原層煤中某些物質（如鐵、鋁、硅等）的催化下反應而成，上行煤氣閥之前至爐膛煤層上部的空間較大，導致上行煤氣殘余的H2量多，直接導致了水煤氣中無效氣CH4的含量高。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。單爐設干式水封雖然利于回收煤氣顯熱，但吹風氣回收閥（或煙囪放空閥）、上行煤氣閥開關轉換期間，由于兩閥門總有同時開啟的狀況存在，再加上吹風氣回收及煙囪出口壓力比煤氣系統(tǒng)壓力低，這樣煤氣就不可避免地倒流去吹風氣回收或者去煙囪放空，造成分離效率的降低。正常生產(chǎn)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。在上下行煤氣閥轉換期間，由于兩閥門總有同時開啟的狀況存在，這樣蒸汽就很容易直接加入煤氣系統(tǒng)中，造成蒸汽消耗大。4小結—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、水煤氣中含氧的問題。（2）、氣化劑在原料煤的分布不均勻及原料煤活性不高造成爐渣里成型渣塊中殘?zhí)几叩膯栴}。（3）、爐內及爐外吹風氣和水煤氣的混合空間交錯過大導致吹風氣有效氣成分高氣量大、煤氣中有效氣成分低氣量小的問題。（4）、油壓閥門轉換期間水煤氣的損失及蒸汽的浪費問題。均布氣化熱壁催化高效分離固定床造氣爐有多種形式，下圖是其中兩種配置結構示意圖，氣化層采用的是絕熱壁及半絕熱壁。 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。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(chǎn)氣量提高15～20%。（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，保證氣化劑在爐內碳層分布均勻不走短路，爐內氣流空間無死角，更適合單醇生產(chǎn)。（3）、采用爐頂爐底氣流通道各一根管道及耐磨一控多通異型閥，流程簡捷、置換時間最短，水煤氣和吹風氣分離徹底，爐外氣流空間無死角。（4）、采用準無阻力制氣流程。在多爐共用一鍋一塔流程中，正常生產(chǎn)中洗氣塔進口煤氣管道不進行水封，多爐檢修時采用水封。（5）、由于采用熱壁，在造氣上吹階段可高溫分解合成放空氣、弛放氣、提氫廢氣等富甲烷氣中的甲烷為原料氣（CO和H2）以上技術可單項采用，也可全部集成采用。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%。10 /
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