氣化問題總結(jié)部分

1、氣化問題匯總1 、氣化反應(yīng)中加入磨機的水有多少參加了反應(yīng)添加劑在反應(yīng)后成分以什么形態(tài)存在是不是隨灰渣排出爐子？(自曉東)答：一般來說，對于水煤漿加壓氣化，可一般氣化當(dāng)成一個黑箱，不過過程怎么樣，最 終的總反應(yīng)如下(為了方便，忽略其他微量元素)：(x+z+r)CHm On+1/2(x+2z-y-2r+(1/2m-n)(x+z+r)O2+(y+2r-1/2m(x+z+r)H2O宀xCO+yH2+zCO2+rCH4水和煤的比例就是：(x+z+r) (12+m+16r) /18 (y+2r-1/2m(x+z+r)其中，x、y、z為別代表煤氣中 CO H2和CO2的含量，m n就是煤炭當(dāng)中H和O的摩 爾

2、比例，例如：神府煤 m=0.656597 ,n=0.107616,甲烷含量可以忽略項目x (CO)y(H2)z(CO2)mn44.65%36.27%17.42%0.6565970.107616計算結(jié)果是：3.1198，也就是：3.1198公斤原料煤反應(yīng)1公斤水，現(xiàn)在一般水煤漿是 3： 2，基本上也就是說大約 50%勺水參與反應(yīng)，當(dāng)然，這里的水還減去反應(yīng)生成的水。目前氣化水煤漿添加劑主要是陰離子型，有四大種類：1 )木質(zhì)磺酸鹽系列，主要來源于造紙業(yè)的副產(chǎn)物，有造紙廢液、木質(zhì)磺酸鈉、木質(zhì)磺 酸銨等；2)萘磺酸系列，來源于焦化廠副產(chǎn)物，從煤焦油中提出萘經(jīng)磺縮合等反應(yīng)制得3)腐殖酸類，主要來源于風(fēng)化煤

3、經(jīng)氫氧化鈉溶解萃取、分離、濃縮制得；4)丙烯酸的共聚物，以羥基化合物為主要原料。添加齊唸?zhí)岣呙簼{的穩(wěn)定性、流動性以及濃度，添加劑中含有碳、氧、氮、硫酸鈉、芳香核、羧基、羥基、鈣鎂離子等會參加反應(yīng)，以氣態(tài)和固態(tài)兩種形式排出氣化爐。2、氣化投料時的大連鎖各閥的開關(guān)時間是根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定來保證投料的安全和成功的嗎？ 是不是這些時間必須精確 有點誤差可以嗎？ (自曉東)答：氣化的閥門開關(guān)時間除了經(jīng)驗，還是有具體要求的，大連鎖各個閥門動作的時間是 根據(jù)要保證煤漿和氧氣 同時進入氣化爐，要根據(jù)煤漿、氧氣流速和管道長度進行計算, 一般在計算氧氣時間時要在再加一個系數(shù)來保證氧氣勿先進入氣化爐。3、氣化爐激冷室的激

4、冷環(huán)高度和還有小孔的數(shù)量排列結(jié)構(gòu)怎么設(shè)計最有利于發(fā)揮激冷水 的作用？ (自曉東)徑，而氣化爐的負荷又確定了激冷環(huán)的容積，見附圖 1、2:就是環(huán)管半徑）激冷環(huán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)確定了激冷環(huán)的高度（也答：激冷環(huán)的高度根據(jù)氣化爐的大小定的，一般來說，氣化爐的渣口確定了激冷環(huán)的直 3-9?圖二GE的激冷環(huán)上圖分別是兩種不同形式的激冷環(huán)，孔的數(shù)目根據(jù)激冷水量及開孔的大小來定的，目前有32和36孔的?，F(xiàn)在常用的多噴嘴氣化爐激冷環(huán)是帶有孔環(huán)管、斜噴式的。4、即使小幅度提高 0/C比和爐溫是不是對氣化效率也有影響？但控制爐溫必須考慮耐火磚的壽命如果爐子內(nèi)不過氧不影響耐火磚壽命提高溫度提高氣化效率和維持相 對低的溫度保

5、證液態(tài)排渣正常進行 矛盾嗎？答：氣化講氣化效率主要有：產(chǎn)氣率、有效產(chǎn)氣率和碳轉(zhuǎn)化率；產(chǎn)氣率是指進入氣化爐的單位質(zhì)量的原料所生成的干基合成氣在標準狀況下的（0C, 1個大氣壓）體積。圖一，帶噴射小孔的激冷環(huán)局部有效產(chǎn)氣率：是指單位質(zhì)（1千克干基原料）的原料生成的干基有效合成氣（CO+H 2）的在 標準狀況下的（0C, 1個阿大氣壓）體積。碳轉(zhuǎn)化率 是指原料中的碳元素轉(zhuǎn)移到合成氣中的質(zhì)量分率。其中，有效產(chǎn)氣率直接決定氣化效率的高低。一般來說，爐溫高的時候粗渣殘?zhí)嫉?，也就是碳轉(zhuǎn)化率高， 但是由于涉及到氣體成分的變化及計量方面的原因，氣化有效氣產(chǎn)率計算比較麻煩，調(diào)節(jié)0/C対氣化效率影響一般來說無法計算

6、。有效產(chǎn)氣率在生產(chǎn)不好測定，但是，由于煤氣中的氣體成分測量是很準確和方便的，因此，根據(jù)煤氣成分就可以判斷出有效氣的相對產(chǎn)氣率，這一指標對于同一煤種來說具有很好的對比性。下面簡要介紹一下相對產(chǎn)氣率的概念和計算方法：一般來說，對于水煤漿加壓氣化，可一般氣化當(dāng)成一個黑箱，不過過程怎么樣，最終的總反應(yīng)如下（為了方便，忽略其他微量元素）：a c d CH mOn -12 a 2c -b -2d 亠 i 1 2m -n a c d i jO2亠b 2d -1. 2m a c d i IH2OaCO bH 2 cCO2 dCH4有效產(chǎn)氣率定義CO+H的生成量與煤消耗量之比，即：，a b a。d，由于CH4在

7、煤氣中比例很低。故可以忽略，則有效產(chǎn)氣率改寫為:定義氣體產(chǎn)物總量 N =a b c d，各氣體成分分別為:XCQ 二，XCO - XH2XCO XCO2XCO + XH也就是說，對于任何煤種來說，單位量的煤（CHQ）的有效氣量為 上C0土，因此,XCO * XCO2在生產(chǎn)調(diào)節(jié)過程中，根據(jù)氣體成分的變化計算出有效產(chǎn)氣率即可判斷氣化爐狀態(tài)的好壞。氣化爐溫度操作原則是在正常排渣下低溫操作，因為氣化爐溫度單從對爐磚影響上看，溫度超過1300度時，氣化爐溫度升高氣化爐爐磚使用壽命將大幅減小。5、保證不沉降流動性好粘度小的原則下還有沒有可能把煤漿濃度提的更高？答：影響煤漿濃度的因素：煤質(zhì)、添加劑、水量、磨

8、機級配、負荷、磨機轉(zhuǎn)速等，不能單 一地考慮怎樣提高煤漿濃度。除了上述原因，還要考慮經(jīng)濟穩(wěn)定運行的問題。從目前 燃料漿的經(jīng)驗來看，煤漿濃度可以提高到64-70%，但是消耗添加劑及電耗成倍增加。6、 鎖斗循環(huán)泵的設(shè)計流量和泵的壓力葉輪設(shè)計和維護氣化爐穩(wěn)定運行有什么重要關(guān)系？ 自曉東23答：離心泵幾個關(guān)系式：P1/P2=（nn2）、NI/N2=（m/n2）、Q/Q2= m/n 2.葉輪分為開式、半開式、閉式三種。效率逐步增加。具體可以參考化工原理相關(guān)內(nèi)容。鎖斗循環(huán)泵的作用：在鎖斗和破渣機之間建立水循環(huán)，使灰渣在水流的作用下順利排出。:一 a b因此，有效產(chǎn)氣率二=a bNXCO +NXH2 a cN

9、XCO NXCO28、燒嘴水夾套的向火面卻一下頭部。7、可不可以考慮在氣化爐排水口加分散劑之類的藥品減少排水結(jié)垢嚴重的問題？有什么辦法改變這一現(xiàn)象嗎？答：沒必要，因為現(xiàn)在分散劑的高溫性能已經(jīng)大大提高，可以達到280度，在除氧槽和灰水槽中加分散劑就等于在整個水系統(tǒng)中加入分散劑了。同時，在正常情況下，即使排水管 結(jié)垢在高壓系統(tǒng)中，也會逐步達到平衡。如果在氣化爐排水口加分散劑將增加分散劑泵 的成本與日常維護與操作。,可不可以由平面改為錐形能不能降低向火面積減少龜裂的產(chǎn)生從而延長使用周期答：其實燒嘴產(chǎn)生龜裂的位置主要集中在燒嘴中心，如左 圖，如果改為錐形，一個是冷卻水無法達到。目前途中所 繪位置主要也

10、是因為冷卻水分布不均造成的。另外，如果 外環(huán)走的是水煤漿，這樣的話倒是可以，因為有水可以冷9、蒸發(fā)熱水塔的內(nèi)部構(gòu)造及除氧水和低壓灰水與閃 蒸氣在其內(nèi)部換熱的同時有無直接接觸將酸性氣 體溶解在灰水中造成系統(tǒng)水質(zhì)的酸性化答、蒸發(fā)熱水塔結(jié)構(gòu)：自下而上由黑水儲槽、蒸發(fā)與 旋風(fēng)分離蒸發(fā)室、蒸汽上升管、灰水儲槽、填料層、 進水口均布器、旋流板除沫器組成。工作原理：在蒸發(fā)室通過黑水減壓蒸發(fā)，使黑水 中的灰渣絕大部分進入液相，隨黑水進入低壓閃 蒸器，閃蒸出的蒸汽通過蒸汽上升管進入熱水室 與灰水、除氧水、變換冷凝液在填料層中進行熱 質(zhì)傳遞，絕大部分冷凝液進入灰水，少量蒸汽、 酸性氣體和不凝性氣體自塔頂逸出，灰水

11、和冷凝 液進入高溫?zé)崴?。酸性氣體涉及到溶解度的問 題，應(yīng)該有小部分酸性氣進入灰水，絕大部分已 經(jīng)被除去，不會影響到系統(tǒng)的水質(zhì)。E E VIVI L*L* I I I I trtr L”L” I I10、旋風(fēng)分離器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)答：結(jié)構(gòu)比較簡單有筒體、下降管、排氣管組成。旋 風(fēng)分離器是靠離心力實現(xiàn)氣固（液）分離的設(shè)備。11、 如使用石灰石會對耐火磚有很大的腐蝕嗎？耐火 磚只抗酸性嗎？耐火磚的損害的主要原因是灰渣的沖 刷嗎？答：針對不同的外部條件和耐火磚損傷消耗的不同規(guī)律，氣化爐耐火磚的損傷分為塊狀剝落、燒蝕損壞、 沖蝕損壞、化學(xué)侵蝕等。石灰石是灰分的組成部分， 灰分越多對爐磚沖刷越厲害。爐磚最里一

12、層是熱面磚（高鉻磚），Cr2Q含量90眩右, 耐腐蝕耐沖刷。a）SiO2 滲透；b）CaO 侵蝕 c） FeO 侵蝕（Fe滲透為綠色，Si為紅色，Ca為藍色） 從上圖可以看出，F(xiàn)eNaCaSI對爐磚的侵蝕是由 表及里逐漸加深的，所以Si對爐磚的侵蝕最為嚴重。13、工藝氣中的H2對燒嘴盤管和熱電偶有損害嗎？為什么？答：沒有，H本身沒有腐蝕性。燒嘴盤管的損害主要 是熱腐蝕、安裝時的損害。熱偶的損害主要是熱腐蝕、 灰渣的沖刷。氫腐蝕是高溫腐蝕的一種類型。主要發(fā) 生在石油加氫、裂解等鋼制裝置中。高溫高壓下，氣與鋼中的碳結(jié)合生成甲烷，造成鋼表層脫碳，使強度、塑性降低，嚴重時導(dǎo)致表面鼓泡或開裂。碳鋼的抗氫

13、腐蝕性能隨鋼中碳含量升高而降低；含有少量鈦、鈮、釩、鉬等與碳有較強結(jié)合能力的元素的低合金鋼，有較好的抗氫腐蝕能力。溫度 超過220度,氫分壓達到1.4Mpa時,碳剛材料會有氫腐蝕燒嘴的頭部一般采用的材料不會造 成氫腐蝕;14、文丘里為什么在 1.5MPa時投用？答：文丘里主要的作用是為合成氣夾帶灰塵增重，是灰顆粒和液體凝結(jié)在一起；在壓力較低的時候，氣體流速非常大，在1.5MPa的時候，氣體流速基本為正常流速的 2倍，也就是20米/秒左右，這時候再混合，一是比較均勻，另外也不至于發(fā)生液擊 現(xiàn)象。下圖為混和器圖：相中氫以氫原子形式滲入鋼中,up7W15、 碳洗塔為什么壓力升到1.5MP時開始排水？

14、是考慮到排水管線細，在壓力低時防止雜質(zhì) 堵嗎？答：主要原因還是以前工藝設(shè)計灰水系統(tǒng)為公用（如惠生），碳洗塔排水到同一套灰水閃蒸，必須克服后工序的壓力（0.8-1.25Mpa ）。所以開始時排往開工換熱器的。至于1.5MPa,主要是和文丘里投用及熱緊等工作相對應(yīng)。目前我們公司工藝采用的是一對一，所以排水壓力主要考慮到系統(tǒng)管道阻力就可以，具體數(shù)值大家可以提前考慮一下。16、 我看過一些資料,關(guān)于煤漿的黏度，粒度和濃度的關(guān)系，但是說法并不是一致的，是不是 現(xiàn)在這方面還不是非常明確 ？答：下面是實驗分析，粒度分布對水煤漿特性的影響：圖4粒度分布對水煤漿粘度的影響在本部分實驗中所用的分散劑為上海焦化廠生

15、產(chǎn)的萘磺酸鹽和腐殖酸的復(fù)合分散劑。在制漿中我們采用粗顆粒（粒徑在40-200目）與細顆粒（粒徑小于 200目）不同比例配制水煤漿，結(jié)果表明粒度分布對水煤漿的特性影響很大，如圖4所示?？偟膩砜?，隨著粗顆粒含量的增大，水煤漿的表觀粘度降低，而流動性和穩(wěn)定性的變化不具有規(guī)律性。從表 3.1中途綠色內(nèi)容可以看到，綜合粘度，穩(wěn)定性和流動性來看，當(dāng)粗顆粒與細顆粒配比為6比4時，所制得的水煤漿最好。所以接下來的實驗都是采用這個配比。表3.1水煤漿流動性和穩(wěn)定性檢測表（粒度分布） _表觀粘度流動粗顆粒含量%(nPa s)性穩(wěn)定性（h）201812C 24401601C650503A1660| 862A 247

16、0430B-1680425C86.1012.33-ZrO2, %4.72-A12O3, 6.3686.2198.31Fe2O3, %0.280.270.48SiO2% w0.3-0.17體積密度，g/cm34.263.361.4顯氣孔率， w15.571660常溫耐壓強度，MP蘆123.9125.48.6蠕變(0.2MPa,1500 C ,24h)w 0.380.49-導(dǎo)熱系數(shù)，W/(mk)w 1000C4.53.90.95熱膨脹系數(shù)（常溫1500C） 1/ C6.7x10-67.2x10-67.7x10-6表2陶瓷纖維壓縮料物性指標項目指標陶瓷纖維壓縮料長期使用溫度，c1400AI2O3 ,

17、 % 45AI2O3+SQ2, %96導(dǎo)熱系數(shù)，W/(mk) iCO (丄-k)H2 kH2S Q2 2j kj kCiH jSk ( )CH4 (i)C kHzS QC CO2 2CO -QC O2 CO2 QC H20r CO H2 QC 2H2O 2H2 CO2 -Q CH4 出0= 3出 CO _Q H 2 CO2 ：= H2O CO - Q CH4 C 2H2-Q1COO2 r CO2 Q21H 2O2 - H 2O Q2CH4 2O2 2H2O CO2 QCH4 CO2 二 2H2 2CO -Q同時還可能發(fā)生以下副反應(yīng)：N2 3H2 2C= 2HCNHCN 3H2= NH3 CH413NH3 N2 H222CO H2O= HCOOHCOS H2 二 H2S CO以上反應(yīng)，只有燃燒反應(yīng)和甲烷的反應(yīng)是瞬間達到平衡的，這也就是為什么可以用甲烷含量來判斷氣化爐溫度的原因。但是其他的反應(yīng)涉及到反應(yīng)動力學(xué)，專業(yè)研究比較多。具體可參考專業(yè)書籍。在生產(chǎn)當(dāng)中，停留時間對灰渣的殘?zhí)歼€是有一定影響的，時間長，殘?zhí)嫉?。?對煤氣成分影響不大。49,氣化爐為什么有四層磚？答：三層爐磚一層可壓縮纖維板。從里往外布局：熱面磚- 鉻鋁鋯（Cr-AL-Zr ）磚，直接接觸熔渣和高溫氣體，它耐高溫熔融煤渣的沖刷腐蝕和高溫轉(zhuǎn)