常压固定床煤气发生炉用煤技术条件
常压固定床煤气发生炉用煤技术条件
（唐山科源环保技术装备有限公司https://www.360docs.net/doc/9d8984172.html,）
（GB/T9143 — 2001）
1、主题内容及适用范围
本标准规定了常压固定床煤气发生炉用煤的技术要求、煤样采取、缩制及试验方法。
本标准适用于常压固定床煤发生炉造气用煤，也可作为制订矿区工业用煤质量标准、煤炭资源评价、煤炭分配、煤田开发、煤炭加工利用规划的依据。
本标准不适用于合成氨生产的水煤气发生炉用煤。
2、引用标准
GB 5751 中国煤炭分类
GB 189 煤炭粒度分级
MT1 商品煤含矸率和限下率煤样的采取及其测定方法
GB 212 煤的工业分析方法
GB 214 煤中全硫的测定方法
GB 219 煤灰熔融性的测定方法
GB 1573 煤的热稳定性测定方法
GB 7561 合成氨用煤质量标准
GB 479 烟煤胶质层指数测定方法
GB 213 煤的发热量测定方法
GB 474 商品煤样采取方法
GB 475 煤样制备方法
GB 483 煤质分析试验方法一般规定
3、符号和名称
Ad —干基灰分；
St，d —干基全硫；
ST —煤灰软化温度；
ST+6 —热稳定性；
Y —胶质层厚度；
Qnet，ar —收到基低位发热量。
4、技术要求和试验方法
常压固定床煤气发生炉用煤的类别：长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、1/3焦煤、贫煤、无烟煤。
5、常压固定床煤气发生炉用煤质量技术条件和试验方法
煤气发生炉工作原理与结构
煤气发生炉工作原理与煤气发生炉煤气成分 在一般的煤气发生炉中，煤是由上而下、气化剂则是由下而上地进行逆流运动，它们之间发生化学反应和热量交换。 一、煤气发生炉内部 在煤气发生炉中形成了几个区域，一般我们称为“层”。 按照煤气发生炉内气化过程进行的程序，可以将发生炉内部分为六层：1、灰渣层；2、氧化层（又称火层）；3、还原层；4、干馏层；5、干燥层；6、空层。 其中氧化层和还原层又统称为反应层，干馏层和干燥层又统称为煤料准备层。
（1）灰渣层：煤燃烧后产生灰渣，形成灰渣层，它在发生炉的最下部，覆盖在炉篦子之上。其主要作用为： A、保护炉篦和风帽，使它们不被氧化层的高温烧坏； B、预热气化剂，气化剂从炉底进入后，首先经过灰渣层进行热交换，使灰渣层温度降低，气化剂温度升高。一般气化剂能预热达300-450℃左右。 C、灰渣层还起了布风作用，使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布。 （2）氧化层：也称为燃烧层（火层）。从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧而生成二氧化碳，并放出大量的热量。它是气化过程中的主要区域之一，其主要反应是：C+O2→CO2+97650大卡。 氧化层的高度一般为所有燃料块度的3-4倍，一般为100-200毫米。气化层的温度一般要小于煤的灰熔点，控制在1200℃左右。 （3）还原层：在氧化层的上面是还原层。赤热的碳具有很强的夺取氧化物中的氧而与之化合的本领，所以在还原层中，二氧化碳和水蒸气被碳还原成一氧化碳和氢气。这一层也因此而得名，称为还原层。 其主要反应为：CO+C→2CO+38790大卡，H2O+C→H2+CO+28380大卡，2H2O+C→CO2+2H2+17970大卡。 由于还原层位于氧化层之上，从上升的气体中得到大量热量，因此还原层有较高的温度约800-1100℃，这就为需要吸收热量的还原反应提供了条件。而严格地讲，还原层还有第一、第二之分，下部温度较高的地方称第一还原层，温度达950-1100℃，其厚度为300-400毫米左右；第二层为700-950℃之间，其厚度为第一还原层1.5倍，约在450毫米左右。 （4）干馏层：干馏层位于还原层的上部，由还原层上升的气体随着热量的被消耗，其温度逐渐下降，故干馏层温度约在150-700℃之间，煤在这个温度下，
常压气流床粉煤气化：1、K-T炉.
二、常压气流床粉煤气化(K-T炉) K-T法是柯柏斯托切克(Koppers—Totzek)的简称，1936年由德国柯柏斯（Koppers）公司的托切克（Totzek）工程师提出了常压粉煤部分氧化的原理并进行了初步试验，因而取名为柯柏斯－托切克（Koppers－Totzek）炉，简称K－T炉。1948年由联邦德国Koppers 公司、美国Koppers公司和美国矿务局共同在美国密苏里州进行中试，中试规模为36t／d 干煤粉，用以生产“费－托”合成气。第一台工业化装置于1952年建于芬兰，以后在西班牙、日本、比利时、葡萄牙、希腊、埃及、泰国、前民主德国、土耳其、赞比亚、南非、印度、波兰等17个国家20家工厂先后建设了77台炉子，主要用于生产合成氨和燃料气。经过工业化验证，是一种十分成熟常压粉煤气化制合成气的气化技术。 1、K-T炉 气化炉有双头和四头两种结构。双头K-T气化炉如图4-42所示。炉身是一圆筒体，用锅炉钢板焊成双壁外壳，通常衬有耐火材料。在内外壳的环隙间产生的低压蒸汽，同时把内壁冷到灰熔点以下，使内壁挂渣而起到一定的保护作用。 粉煤、氧气、蒸汽在炉头进行燃烧反应，火焰中心温度高达2000℃，在炉上部出口处约1400～1600℃，约有50％至60％的液态渣被气流带出，在缓慢冷却过程中，灰渣会黏附于废热锅炉表面，甚至结成大块渣瘤，破坏炉子的正常操作。为避免炉出口或废热锅炉结渣，必须在高温煤气中喷水，使气流温度在瞬间降至灰的软化温度（ST）以下，并使液渣固化以防粘壁。 在高温气化环境条件下，炉子的防护除了用挂渣来起一定的作用外，更重要的是耐火材料的选择。最初采用硅砖砌筑，经常发生故障，后改用含铬的混凝土。后来用的加压喷涂含铬耐火喷涂材料，涂层厚达70mm，寿命可达3～5年。采用以氧化铝为主体的塑性捣实材料，效果也较好。 图4-42 K-T气化炉
常压固定床煤气发生炉通用技术条件
常压固定床煤气发生炉通用技术条件 机械行业标准JB7327-94 1995-07-01实施 中华人民共和国机械部颁布实施
常压固定床煤气发生炉通用技术条件 机械行业标准JB7327-94 1995-07-01实施 1.主题内容与适用范围 本标准规定了常压固定床煤气发生炉的设计制造通用技术要求、试验方法与检验规则、标志、包装、运输、贮存和质量保证期。 本标准适用于系统操作压力为常压，炉体夹套压力小于0.1Mpa的常压固定床煤气发生炉包括蒸汽集汽器，以下简称煤气发生炉。 本标准不适用于煤气茶炉、煤气锅炉和以用煤气为副产品的其它常压型制气设备。 2.引用标准 GB699—88 优质碳素结构钢技术条件 GB713—86 锅炉用碳素钢和低合金钢钢板 GB2586—91 热量单位、符号与换算 GB2587—81 热设备能量平衡通则 GB2588—81 设备热效率计算通则 GB2589—81 综合能耗计算通则 GB3274—88 碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带 GB3768—83 噪声源声功率的测定----简易法 GB4879—85 防锈包装 GB6222—86 工业企业煤气安全规程 GB7561—87 合成氨用煤质量标准 GB9143—88 常压固定床煤气发生炉用煤质量标准 GB9437—88 耐热铸铁件 GB9439—88 灰铸铁件 GB11352—89 一般工程用铸造碳钢件 GBJ58—83 爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范 JBJ11—82 发生炉煤气站设计规范 TJ28—78 城市煤气设计规范 JB2880—81 钢制焊接常压容器技术条件 JB2536—80 压力容器油漆、包装运输 JB4403—87 蠕墨铸铁件 JB/ZQ4000—86 通用技术条件 JB/ZQ4286—86 包装通用技术条件 JB/ZQ4295—86 不锈钢、耐酸、耐热锻件用钢 JB/ZQ4297—86 合金铸钢 3.技术要求 3.1一般要求 3.1.1煤气发生炉应符合本标准规定，并按照规定程序批准的图样和技术文件制造。 3.1.2煤气发生炉的设计和改进，应符合JBJ11、TJ28、GB6222和城市煤气安全规程的有关规定。 3.1.3煤气发生炉性能见表1 表1 3.1.4可靠性质量指标制气工艺混合煤气水煤气 3.1. 4.1在规定使用条件下用煤质量标准 GB9143 GB7561 年连续运行率应大于82%。煤种无烟煤烟煤无烟煤或焦炭 3.1. 4.2在规定使用条件下，产品气化效率% ＞72 ＞75 ＞55 性能和精度在给定范围输出强度MJ/m2h ＞4000 ＞4500 ＞3200 内的保持时间不少于10年。注：煤气发生炉的输出强度是指炉膛直径横截面积每平方米每小时输出的煤气热量
循环流化床讲解
一、循环流化床锅炉的原理 （一）循环流化床的工作原理 1．流化态过程 当流体向上流过颗粒床层时，其运动状态是变化的。流速较低时，颗粒静止不动，流体只在颗粒之间的缝隙中通过。当流速增加到某一速度之后，颗粒不再由分布板所支持，而全部由流体的摩擦力所承托。此时，对于单个颗粒来讲，它不再依靠与其他邻近颗粒的接触而维持它的空间位置，相反的，在失去了以前的机械支撑后，每个颗粒可在床层中自由运动；就整个床层而言，具有了许多类似流体的性质。这种状态就被称为流态化。颗粒床层从静止转变为流态化时的最低速度，称为临界流化速度。 快速流态化流体动力特性的形成对循环流化床是至关重要的。 2．循环流化床锅炉的基本工作原理 高温炉膛的燃料在高速气流的作用下，以沸腾悬浮状态（流态化）进行燃烧，由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。一次风由床底部引人以决定流化速度，二次风由给煤口上部送人，以确保煤粒在悬浮段充分燃烧。炉内热交换主要通过悬浮段周围的膜式水冷壁进行。 （二）流化床燃烧设备的主要类型 流化床操作起初主要应用在化工领域，本世纪60年代开始，流化床被用于煤的燃烧。并且很快成为三种主要燃烧方式之一，即固定床燃烧、流化床燃烧和悬浮燃烧。流化床燃烧
过程的理论和实践也大大推动了流态化学科的发展。目前流化床燃烧已成为流态化的主要应用领域之一，并愈来愈得到人们的重视。 流化床燃烧设备按流体动力特性可分为鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉，按工作条件又可分为常压和增压流化床锅炉。这样流化床燃烧锅炉可分为常压鼓泡流化床锅炉、常压循环流化床锅炉、增压鼓泡流化床锅炉和增压循环流化床锅炉。其中前三类已得到工业应用，增压循环流化床锅炉正在工业示范阶段。 循环流化床又可分为有和没有外部热交换器两大类。（如图a和b） （三）循环流化床锅炉的特点 1．循环流化床锅炉的主要工作条件 2．循环流化床锅炉的特点 循环流化床锅炉可分为两个部分。第一部分由炉膛（快速流化床）、气固物料分离设备、固体物料再循环设备和外置热交换器（有些循环流化床锅炉没有该设备）等组成，上述部分形成了一个固体物料循环回路。第二部分为对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等，与常规火炬燃烧锅炉相近。 循环流化床燃烧锅炉的基本特点如下： （1）燃料适应性广，几乎可燃烧一切煤种；（2）低污染燃烧，脱硫效率高达90% （3）燃烧热强度大，炉膛体积比一般常规锅炉小得多；（4）床内传热系数高，可减少受热面的金属磨损，使受热面布置紧凑；（5）负荷调节性能好、范围大（30%－100%），低负荷下稳定燃烧特性好；（6）灰渣可综合利用；（7）循环流化床锅炉电耗比煤粉炉小10%；（8）只需将煤破
煤气发生炉的水套对水质的要求
煤气发生炉的水套对水质的要求 煤气发生炉的水套又称为夹套锅炉，它对水质的要求中同小型锅炉一样。只有使用软化水，防止水套内结垢，才能既提高蒸汽产量，又保证煤气炉水套的运行的安全，但一般煤气站规模小，软化水用量小，单独建设软化水往往投资大、管理麻烦。所以许多单位直接使用自来水，而不作软化处理。我们先讨论一下处理的必要性。 未经处理的水不可避免的含有各种杂质，除常见泥沙、有机物外，其中溶有砂、有机盐和矿物盐，它们在加热时会沉淀下来在受热的表面上形成坚淀层，即谓水垢。形成水垢的主要物质是钙盐和镁盐。一般采用硬度来表示溶解于水中的钙盐和镁盐的含量。一般用毫克当量/升或H（德国度）为单位。1H的硬度相当于1升水中溶解有10毫米的氧化钙（CaO）或7.19毫克的氧化镁（MgO），1H≈0.35663毫克当量/升。 针对不同钙盐热稳定性质不同，硬度可分为暂时硬度和永久硬度。 所谓暂时硬度，是因为重碳酸钙
气流床煤气化过程中的主要反应及工艺性能主要评价指标研究
气流床煤气化过程中的主要反应及工艺性能主要评价指标研究 【摘要】煤气化过程是煤炭的一个热化学加工过程，它是以煤为原料，以氧气（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸汽等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。煤气的有效气体成分、产气率、碳转化率等气化性能主要取决于煤与气化剂的种类，以及进行气化过程的工艺条件。 【关键词】煤化工；工艺条件；反应体系；有效气体；化学平衡；评价指标；综合效益 0 引言 气流床气化过程实际上是煤炭在高温下的热化学反应过程，涉及气化剂与煤之间的反应，以及反应产物与煤、反应产物之间的化学反应，因此，气流床煤气化反应是一个及其复杂的反应体系。在此反应体系中，煤会发生一系列复杂的物理变化和化学变化，主要过程有粉煤的干燥、裂解，挥发分的析出、燃烧，以及煤焦、挥发分与气化剂的反应等。这些变化主要取决于煤种，同时也受温度、压力和气化炉型式等的影响。 1 气化过程的主要反应 1.1 热解过程的主要反应 煤热解的化学反应异常复杂，其间反应途径甚多。煤热解反应通常包括裂解和缩聚两大类反应。在热解前期以裂解反应为主，而热解后期以缩聚反应为主。一般来讲，热解反应的宏观形式为： 1.1.1 裂解反应 根据煤的结构特点，裂解反应大致有四类。 1）桥键断裂生成自由基。桥键的作用在于联系煤的结构单元，在煤的结构中，主要的桥键有：- CH2 - CH2 -，- CH2 -，- CH2 -O-，-O-，-S-S-等。它们是煤结构中最薄弱的环节，受热后很容易裂解生成自由基。并在此后与其他产物结合，或自身相互结合。 2）脂肪侧链的裂解。煤中的脂肪侧链受热后容易裂解，生成气态烃，如CH4，C2H6，C2H4等。 3）含氧官能团的裂解。-OH煤中含氧官能团的稳定性顺序为：-CH>=C=O>-COOH
50万吨年煤气化生产工艺
咸阳职业技术学院生化工程系毕业论文（设计） 50wt/年煤气化工艺设计 1.引言 煤是由古代植物转变而来的大分子有机化合物。我国煤炭储量丰富，分布面广，品种齐全。据中国第二次煤田预测资料，埋深在1000m以浅的煤炭总资源量为2.6万亿t。其中大别山—秦岭—昆仑山一线以北地区资源量约2.45万亿t，占全国总资源量的94%；其余的广大地区仅占6%左右。其中新疆、内蒙古、山西和陕西等四省区占全国资源总量的81.3%，东北三省占 1.6%，华东七省占2.8%，江南九省占1.6%。 煤气化是煤炭的一个热化学加工过程，它是以煤或煤焦原料，以氧气（空气或富氧）、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性的气体的过程。气化时所得的可燃性气体称为煤气，所用的设备称为煤气发生炉。 煤气化技术开发较早，在20世纪20年代，世界上就有了常压固定层煤气发生炉。20世纪30年代至50年代，用于煤气化的加压固定床鲁奇炉、常压温克勒沸腾炉和常压气流床K-T炉先后实现了工业化，这批煤气化炉型一般称为第一代煤气化技术。第二代煤气化技术开发始于20世纪60年代，由于当时国际上石油和天然气资源开采及利用于制取合成气技术进步很快，大大降低了制造合成
气的投资和生产成本，导致世界上制取合成气的原料转向了天然气和石油为主，使煤气化新技术开发的进程受阻，20世纪70年代全球出现石油危机后，又促进了煤气化新技术开发工作的进程，到20世纪80年代，开发的煤气化新技术，有的实现了工业化，有的完成了示范厂的试验，具有代表性的炉型有德士古加压水煤浆气化炉、熔渣鲁奇炉、高温温克勒炉（ETIW）及干粉煤加压气化炉等。 近年来国外煤气化技术的开发和发展，有倾向于以煤粉和水煤浆为原料、以高温高压操作的气流床和流化床炉型为主的趋势。 2.煤气化过程 2.1煤气化的定义 煤与氧气或（富氧空气）发生不完全燃烧反应，生成一氧化碳和氢气的过程称为煤气化。煤气化按气化剂可分为水蒸气气化、空气（富氧空气）气化、空气—水蒸气气化和氢气气化；按操作压力分为：常压气化和加压气化。由于加压气化具有生产强度高，对燃气输配和后续化学加工具有明显的经济性等优点。所以近代气化技术十分注重加压气化技术的开发。目前，将气化压力在P＞2MPa 情况下的气化，统称为加压气化技术；按残渣排出形式可分为固态排渣和液态排渣。气化残渣以固体形态排出气化炉外的称固态排渣。气化残渣以液态方式排出经急冷后变成熔渣排出气化炉外的称液态排渣；按加热方式、原料粒度、汽化程度等还有多种分类方法。常用的是按气化炉内煤料与气化剂的接触方式区分，主要有固定床气化、流化床气化、气流床气化和熔浴床床气化。 2.2 主要反应 煤的气化包括煤的热解和煤的气化反应两部分。煤在加热时会发生一系列的物理变化和化学变化。气化炉中的气化反应，是一个十分复杂的体系，这里所讨论的气化反应主要是指煤中的碳与气化剂中的氧气、水蒸汽和氢气的反应，也包括碳与反应产物之间进行的反应。 习惯上将气化反应分为三种类型：碳—氧之间的反应、水蒸汽分解反应和甲烷生产反应。 2.2.1碳—氧间的反应 碳与氧之间的反应有： C+O2=CO2（1）
固定床气化工艺简介：1、固定床气化的特点.
煤炭气化技术是煤化工产业化发展很重要的单元技术。煤炭气化技术在中国被广泛应用于化工、冶金、机械、建材等工业行业和生产城市煤气的企业，气化的核心设备气化炉大约有9000多台，其中以固定床气化炉为主。近20年来，中国引进的加压鲁奇炉、德士古、水煤浆气化炉等，主要用于生产合成氨、甲醇或城市煤气。中国先后从国外引进的煤炭气化技术多种多样。如引进的水煤浆气化装置有1987年投产的鲁南煤炭气化装置(二台炉、一开一备，单炉日处理450吨煤，2.8MPa)，1995年投产的吴泾煤炭气化装置(四台炉，三开一备，单炉日处理500t煤，4.0 MPa)、1996年投产的渭河煤炭气化装置(三台炉，二开一备，单炉日处理820t煤，6.5MPa)，2000年7月投产的淮南煤炭气化装置(三台炉，无备用，单炉日处理500t煤，4.0MPa)等。 进行煤炭气化的设备叫气化炉。按照燃料在气化炉内的运动状况来分类是比较通行的方法，一般分为移动床(又叫固定床)、沸腾床(又叫流化床)、气流床和熔融床等。 图4-16 三种典型气化工艺过程 （a）固定床，800～1000℃，块煤（3～30mm或6～50mm）；（b）流化床，800～1000℃，碎粉煤（1～5mm）；（c）气流床，1500～2000℃，煤粉（小于0．1mm） 此外，气化炉在生产操作过程中，根据使用的压力不同，又分为常压气化炉和加压气化炉；根据不同的排渣方式，可以分为固态排渣气化炉和液态排渣气化炉。 不论采用何种类型的气化炉，生产哪种煤气，燃料以一定的粒度和气化剂直接接触进行物理和化学变化过程，将燃料中的可燃成分转变为煤气，同时产生的灰渣从炉内排除出去，这一点是不变的。然而采用不同的炉型，不同种类和组成的气化剂，在不同的气化压力下，生产的煤气的组成、热值以及各项经济指标是有很大差异的。气化炉的结构、炉内的气固相反应过程及其各项经济指标，三者之间是紧密联系的。 一、固定床气化工艺简介 1、固定床气化的特点 移动床（固定床）是一种较老的气化装置。燃料主要有褐煤、长焰煤、烟煤、无烟煤、焦炭等，气化剂有空气、空气一水蒸气、氧气一水蒸气等，燃料由移动床上部的加煤装置加入，底部通入气化剂，燃料与气化剂逆向流动，反应后的灰渣由底部排出。固定床气化炉又
GB50195-94发生炉煤气站设计规范
发生炉煤气站设计规范(GB50195-94) １总则 1.0.1为使发生炉煤气站的设计能保证安全生产，节约能源，保护环境，做到技术先进，经济合理，制定本规范。 1.0.2本规范适用于工业企业新建、扩建和改建的常压固定床发生炉煤气站和煤气管道的设计。对扩建和改建的工程，应合理地充分利用原有的设备、管道、建筑物和构筑物。 本规范不适用于水煤气站和水煤气管道的设计。 1.0.3发生炉煤气站的环境保护设施，必须与主体工程同时设计，各项有害物质的排放和噪声的危害必须严格控制，并应符合国家现行有关标准的规定。 1.0.4发生炉煤气站和煤气管道的设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。 ２术语 2.0.1发生炉煤气站为生产煤气而设置的主厂房、煤气排送机间、空气鼓风机间、煤和灰渣贮运、循环水系统以及辅助设施等建筑物和构筑物的总称。 2.0.2运煤栈桥运输煤、焦炭或灰渣的胶带走廊。 2.0.3破碎筛分间装有煤或焦炭的破碎设备或筛分设备的房间。 2.0.4受煤斗在煤场内或机械化运煤设备前的贮煤斗。 2.0.5末煤粒度为0.13ｍｍ的煤。 2.0.6机械化运输胶带输送机、多斗提升机、刮板机和水力除灰渣等运输方式。 2.0.7半机械化运输单轨电葫芦、单斗提升机、电动牵引小车、有轨手推矿车和简易运煤机械等运输方式。 2.0.8磁选分离设施在运煤系统上装磁选设备、悬吊式磁铁分离器、电磁胶带轮。 2.0.9小型煤气站在标准状态下，煤气设计产量小于或等于6000m3/h的煤气站。 2.0.10中型煤气站在标准状态下，煤气设计产量介于6000m3/h小型煤气站和50000m3/h大型煤气站之间的煤气站。 2.0.11大型煤气站在标准状态下，煤气设计产量大于或等于50000m3/h的煤气站。 2.0.12一般通道室内操作和检查经常来往通过的地方。 2.0.13主要通道设备安装和检修运输用的室内干道。 2.0.14搅捧搅松煤气发生炉炉内煤层的装置。 2.0.15煤气净化设备竖管、旋风除尘器、电气滤清器、洗涤塔、间接冷却器、除滴器等的总称。 2.0.16电气滤清器湿式电气除尘器、电除焦油器、静电除尘器的总称。 2.0.17除滴器去除煤气中的水滴的设备。 2.0.18钟罩阀煤气发生炉出口放散煤气或烟气的装置。 2.0.19止逆阀防止煤气发生炉内煤气向空气管内倒流的装置。 2.0.20爆破阀煤气爆炸时阀内膜片破裂泄压后，阀盖由于重锤的作用，自动闭上，能起安全作用的阀。 2.0.21自然吸风装置供煤气发生炉压火时自然通风的设备。 2.0.22排水器排除煤气管道内冷凝水的设备。 2.0.23煤气管伸缩器煤气管道上热膨胀补偿用的装置。 2.0.24盲板煤气设备或管道的法兰间用于临时隔断的堵板。 2.0.25撑铁设在煤气设备或管道的法兰前后，用于装卸盲板、盲板垫圈的支撑。 ３煤种选择
煤气发生炉设计规范
1 总则 1.0.1 为使发生炉煤气站的设计能保证安全生产，节约能源，保护环境，做到技术先进，经济合理，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于工业企业新建、扩建和改建的常压固定床发生炉煤气站和煤气管道的设计。对扩建和改建的工程，应合理地充分利用原有的设备、管道、建筑物和构筑物。 本规范不适用于水煤气站和水煤气管道的设计。 1.0.3 发生炉煤气站的环境保护设施，必须与主体工程同时设计，各项有害物质的排放和噪声的危害必须严格控制，并应符合国家现行有关标准的规定。 1.0.4 发生炉煤气站和煤气管道的设计，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准、规范的规定。 2 术语 2.0.1 发生炉煤气站producer gas station 为生产煤气而设置的主厂房、煤气排送机间、空气鼓风机间、煤和灰渣贮运、循环水系统以及辅助设施等建筑物和构筑物的总称。 2.0.2 运煤栈桥overhead bridge for coal conveyer 运输煤、焦炭或灰渣的胶带走廊。 2.0.3 破碎筛分间crasher and screen room 装有煤或焦炭的破碎设备或筛分设备的房间。 2.0.4 受煤斗coal receiving hopper 在煤场内或机械化运煤设备前的贮煤斗。 2.0.5 末煤pulverized coal 粒度为0—13mm的煤。 2.0.6 机械化运输transport by conveyer 胶带输送机、多斗提升机、刮板机和水力除灰渣等运输方式。 2.0.7 半机械化运输transport by simple machine 单轨电葫芦、单斗提升机、电动牵引小车、有轨手推矿车和简易运煤机械等运输方式。 2.0.8 磁选分离设施magnetic separator 在运煤系统上装磁选设备、悬吊式磁铁分离器、电磁胶带轮。 2.0.9 小型煤气站small type gas station 在标准状态下，煤气设计产量小于或等于6000m3/h的煤气站。 2.0.10 中型煤气站medium type gas station 在标准状态下，煤气设计产量介于6000m3/h小型煤气站和50000m3/h大型煤气站之间的煤气站。
我对煤气化固定床工艺的认知
我对煤气化固定床工艺的认知
我对煤气化固定床工艺的认知 杜始南江西昌昱公司造气技改设计所2011-4-23 以下是我看了许多书后记下的使我对煤气化固定床工艺知道了一点点，并有了一定的认识的记录。现发表供各位参考。 A 、煤部分氧化制合成气和冶金能源、热风加压煤气化工艺的发展过程： 一、第一台固定床造气炉1882年设计，1913年工业化，1915年引进我国，气化强度150-300Kg/M2.h(常压)850-1500 Kg/M2.h(加压) 二、煤部分氧化生产合成气（CO+H2） 合成气加工得到氨醇 醇类：甲醇、二甲醚（DME）、乙醇、低碳混合醇 烃类：其他碳氧化合物、合成气羰基化制醋酸、醋酐、 草酸 烷烃类：低碳烯烃、芳烃、油品（汽油、柴油、煤油）深加工烯烃：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯 深加工甲醇：碳酸二甲酯（DMC）、甲基叔丁基醚（MTBE）、 醋酸、醋酸乙烯 三、冶金能源、热风加压煤气化工艺生产燃烧用煤气 炉上压力提到3.5KPa（＜1.0KPa时，CH4---1.5-2.0%;＞3.0KPa 时，CH4---2.5-3.2%）,出炉温度450-550℃，提高入炉（空气+蒸汽）的温度，提高煤气热值。
在0℃101.325KPa标态时的热值数据： CO 12.644MJ/NM3 H2 10.76MJ/NM3 CH4 35.80MJ/NM3 H2S 23.70MJ/NM3 B 、煤气化技术的重大突破 一、工业制氧装置的开发，用氧代替空气进行煤气化 氧的气化强度大，煤气质量好，气化效率高。【缺点：制氧成本高】 深度冷冻制氧可获得压力为50kpa纯度为99.6%的氧气（内泵加压），已广泛用于煤的加压气化。氧的成本以0.6KMH/NM3计。（N2纯度作到99.9%作置换用惰气） 膜分离吸收N2可获得25-40%纯度的氧，已广泛用于蒸汽锅炉高效燃烧。 变压吸附制氧排出压力为150kpa纯度为90%的氧（其他为5%N2+5%Ar）时电耗较省，氧的成本以0.40KWH/NM3计.（N2纯度作到99.9%作置换用惰气）；变压吸附制氧排出压力为常压时（几kpa），纯度为99.5%时，电耗上升，氧的成本为0.5kws/NM3计。 二、加压气化技术的开发，使生产大型化 由于气化过程生成的煤气体积远较氧气为大，压缩氧气的动力 消耗大大低于压缩煤气的动力消耗（仅为1/6）；加压操作反应
固定床气化工艺简介：2、固定床气化的过程原理.
2、固定床气化的过程原理 固定床气化炉内的气化过程原理如图4-17所示。 图4-17 固定床气化的原理 可见， 在固定床气化炉中的不同区域中，各个反应过程所对应的反应区 域界面比较明显。 当炉料装好进行气化时，以空气作为气化剂或以空气（氧气、富氧空气）与水蒸气作为气化剂时，炉内料层可分为六个层带，自上而下分别为：空层、干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层，气化剂不同，发生的化学反应不同。由于各层带的气体组成不同，温度不同，固体物质的组成和结构不同，因此反应的生成物均有一定的区别。各层带在炉内的主要反应和作用都不同。 (1)灰渣层 灰渣层中的灰是煤炭气化后的固体残渣，煤灰堆积在炉底的气体分布板上具有以下三个方面的作用。 ①由于灰渣结构疏松并含有许多孔隙，对气化剂在炉内的均匀分布有一定的好处。 ②煤灰的温度比刚入炉的气化剂温度高，可使气化剂预热。 ③灰层上面的氧化层温度很高，有了灰层的保护，避免了和气体分布板的直接接触，故能起到保护分布板的作用。 灰渣层对整个气化操作的正常进行作用很大，要严格控制。根据煤灰分含量的多少和炉子的气化能力制定合适的清灰操作。灰渣层一般控制在100~400mm 较为合适，视具体情况而定。如果人工清灰，要多次少清，即清灰的次数要多而每次清灰的数量要少，自动连续出灰效果要比人工清灰好。清灰太少，灰渣层加厚，氧化层和还原层相对减少，将影响气化反应的正常进行，增加炉内的阻力；清灰太多，灰渣层变薄，造成炉层波动，影响煤气质量和气化能力，容易出现灰渣熔化烧结，影响正常生产。 灰渣层温度较低，灰中的残碳较少，所以灰渣层中基本不发生化学反应。 (2)氧化层 也称燃烧层或火层，是煤炭气化的重要反应区域，从灰渣中升上来的预热气化剂与煤接触发生燃烧反应，产生的热量是维持气化炉正常操作的必要条件。氧化层带温度高，气化剂浓度最大，发生的化学反应剧烈，主要的反应为： 22CO O C →+ CO O C 222→+
煤气发生炉基础知识
煤气发生炉基础知识 由空气与自产的蒸汽混合成的汽化剂，从炉底鼓风想进入炉内，发生化学反应生成粗煤气，粗煤气从煤气发生炉上部输出，然后经除尘、净化后成为净煤气。在发生炉内各个层次的反应及排列顺序如下： . 1、干燥层：位于整个煤层的最上层，不发生化学反应，只起干燥作用，使入炉煤中的水份蒸发。 2、干馏层：干燥层的下面是干馏层，温度较上层高，可使煤干馏得到甲烷等烃类及其它气体成份。 3、还原层：处于干馏层之下，高温的CO2和未反应的气化剂继续上行，在还原层中CO2和水蒸汽与赤热的碳相互作用，发生还原反应。反应如下： C＋CO2＝2CO－Q C＋H2O＝CO＋H2－Q C＋2H2O＝CO2＋2H2－Q 4、氧化层：还原层下面是氧化层，煤中的固定碳与空气中氧发生氧化反应生成二氧化碳，并放出大量的热量，使炉内保持较高的温度，氧化层是炉内温度最高的地方。主要反应方程式如下： C＋O2＝CO2＋Q 2C＋O2＝2CO＋Q 2CO＋O2＝2CO＋Q 5、灰渣层：该层位于整个煤层的最下层，对炉篦起保护作用。对进入炉内的空气由 于热的作用。 煤气产量与主要成份简述： 每公斤煤产混合煤气3m3左右，混合煤气主要可燃成分为CO，约占28%（体积比），其次为H2，约占15%，CH4约占1%左右，重烃类约占0.2%左右，其余为氮气。据资料显示，煤气中可燃物成份分别为：H2＝13～18℅、CO≥25℅、CH4＝1～2.5℅、CXHY＝0.2～0.4℅；不燃成分主要为氮气，含量约50％。煤气经除尘器除尘后含烟尘浓度约160mg/m3，含硫(主要以硫化氢形式存在，并有少量的SO2)浓度约906mg/m3，经净化后煤气通入加热炉中燃烧。 煤气在燃烧时需混合空气燃烧，每燃烧1m3的煤气产生的烟气量按下式计算： Vy=0.725 ＋1.0＋1.0161(a－1)Vo 式中： Vy——烟气产生量，m3； Q——煤气的低热值，5020～5670kJ/m3； a——空气过剩系数，加热炉a=1.7； Vo——理论烟气量，m3，Vo=0.209 煤气发生炉鼓风量与饱和温度的控制与调整
气流床煤气化辐射废锅内多相流动与传热
第60卷第12期化工学报Vo l160No112 2009年12月CIESC Jo ur nal December2009研究论文气流床煤气化辐射废锅内多相流动与传热 倪建军1,梁钦锋1,周志杰1,张玉柱2,于广锁1 (1华东理工大学煤气化教育部重点实验室,上海200237; 2神华宁夏煤业集团有限责任公司,宁夏银川750004) 摘要:采用多相流动与传热模型耦合的数值方法,对气流床煤气化辐射废锅内多相流场与传热过程进行了数值模拟。在Euler坐标系中采用组分输运模型计算气体组分扩散过程,并通过realizable k-E湍流模型计算炉内流场,煤渣颗粒运动轨迹在L agr ang e坐标系中计算,并考虑了气固相间双向耦合。利用灰气体加权和模型与离散坐标法相结合,计算了炉内辐射传热过程,并考虑了煤渣颗粒的热辐射特性。结果表明:炉体入口存在张角约为10b的中心射流区,其流速和温度均较高,且周围存在明显回流区,回流区内部分颗粒富集;大部分颗粒直接落入渣池,且粒径越大落入渣池时温度越高;炉内温度分布除中心射流区,整体分布均匀,且随壁面灰渣厚度的增加而升高;计算结果与实验测量结果及文献值基本一致。 关键词:辐射废锅;辐射传热;多相流;煤气化 中图分类号:T Q546;T K11+4文献标识码:A文章编号:0438-1157(2009)12-2997-09 Mu ltiphase flow and heat transfer in en trained-flow coal gasification radian t syngas cooler N I Jianju n1,LIAN G Qinfen g1,ZHOU Zhijie1,ZH AN G Yuzhu2,YU Guangsuo1 (1K ey Labor ator y of Coal Gasif ication,M inistr y of Education,E ast China Univer sity of S cience and T echnology,S hanghai200237,China;2Shenhua N ingx ia Coal Group Cor p o ration L imi ted,Yinchuan750004,N ingx ia,China) Abstract:The process of m ultiphase flow and heat transfer in an entrained-flo w coal gasificatio n r adiant syng as cooler(RSC)w as simulated by coupling the m ultiphase flow m odel and heat transfer model1The gas phase flow field w as calculated by realizable k-E model w ith an Euler m ethod w hile the discrete random w alk(DRW)w as applied to tr ace the particles,and the interaction betw een gas and particles w as consider ed1The radiative properties of syngas mixture w ere calculated by Weig hted-Sum-of-Gray-Gases (WSGG)model1The discrete o rdinates model(DOM)w as used for m odeling the radiative heat transfer, and the effect of slag particles on radiative heat tr ansfer w as included1Results show ed that the ex panding ang le of inlet jet is10b,w here the temperature and velocity are hig her than other area.s1The recirculation region around the inlet jet has a higher particle co ncentratio n1M ost of the slag par ticles are straig htly dro pped into the slag poo l,and the larg er the particle,the faster the dr opping and the higher the temperature it w ill have1The tem perature distr ibutio n in RSC is uniform ex cept the inlet jet reg ion,and the temperature increases w ith the increase in ash/slag deposition thickness1T he mathematical models for 2009-04-22收到初稿,2009-08-31收到修改稿。 联系人:于广锁。第一作者:倪建军(1983-),男,博士研 究生。 基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2004C B217707);国家自然科学基金项目(20876048);教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-06-0416);教育部长江学者与创新团队发展计划项目(IRT0620)。 Received date:2009-04-22. Correspon ding auth or:Prof.YU Guangsuo,gsyu@ ecust1edu1cn Foun dation item:s upported by th e National Basic Research Program of Chin a(2004CB217707)and th e National Natu ral Science Fou ndation of Chin a(20876048).
固定床煤造气工艺
固定床间歇造气技术资料 一、概况 １固定床间歇气化炉的发展 固定床间歇气化煤气发生炉从1958年的Ф1980 mm开始，逐步扩径到Ф2260mm、Ф2400 mm、Ф2600 mm、Ф2800 mm、Ф3000等等规格。它们的基本结构一样，即半水夹套锅炉，原设计高度为1845㎜，扩径改造过程中，在原水夹套设计基础上加高300～900㎜不等。直筒型上炉体为内砌耐火材料，采用人工手动加焦（煤），后改为半自动到全自动加焦（煤）。Ф1980～Ф2400 mm这几种炉持续使用近35年，现在仍然有一些小企业在用。Ф2600 mm系列炉20世纪90年中期已开始改造，近10年使用后改为Ф2800 mm，已达到极限。 ２各炉型经典改造过程 我国建国初期结合国家的状况而设计。刚开初对原料的要求比较苛刻，要求是高温冶金焦，且粒度为25～75㎜。中期改为优质山西晋城无烟块煤。煤气炉运行较稳定，气量和气质都很好（负荷轻）。后期随着各企业规模扩大，煤炭紧张，改烧劣质煤，一些设备改造不匹配，没有系统性改造，暴露的问题就多了。炉况不稳定，易恶化，“二差”、“三高”、“一短”随时出现，即发气量差，气质差，煤耗高，蒸汽消耗高，煤气温度高，设备寿命短。为烧好劣质煤，广大造气专业人员和科技人员多年来共同努力，对煤气炉不断进行系统改造，使中国特色的小型炉又有新的生机。经典的改造情况（系统性全方位改造）如下。 （1）煤气系统流程四炉—站—机—锅（组合）—塔，即四台炉共用一台油压泵站，一台空气鼓风机，一台废锅炉（上废锅下过热器），一台洗气塔。 （2）蒸气流程水夹套及废热锅炉自产蒸汽，去过热器过热，回蒸汽缓冲罐（罐容积不小于35～40 m3），放在四炉中间，尽量靠近炉子，蒸汽总管Ф377 mm或Ф426 mm，单炉支管Ф273 mm或Ф325 mm，四台炉以上可将缓冲罐连通使用。这样便于蒸汽压力的稳定，有利于造气炉工况的稳定。 （3）吹风气回收流程无论上第二代（中燃式）还是第三代（下燃式）吹风回收系统，采用微负压的工艺（有数种流程）。根据企业自身状况，选择适合工艺需求的流程。 （4）空气流程四台炉共用一台空气鼓风机，总管Ф1000㎜、支管Ф700 mm、上吹加氮Ф273 mm。 （5）油压流程油路总管Ф76mm、支管Ф38 mm，泵站设连锁装置，设置低限为3.8MPa，若到低限另一台自动开启，保持油压系统正常，减少阀门因油压系统波动大，导致开关慢或开关不到位，影响造气炉的稳定运行的情况。 （6）高径比煤气炉逐步扩径改造，但每次扩径都未重视高径比，导致高径比严重失调，即扩径后截面积大了，也不多产气，反而出现炉况不稳定，一些企业扩径改造运行一段时间又改回来，走回头路。其实他们没有把扩径后运行不正常的真正原因找出来，盲目行动，草率行事，使企业蒙受较大的经济损失。煤气炉改造不光要考虑整体合理高径比，还应考虑水夹套的高径比。过低，夹套易挂壁，一般半水夹套高径比为1∶1。煤气炉整体高径比块煤为2∶1；型煤2.2∶1。
几种常用煤气化技术的优缺点
几种煤气化技术介绍 煤气化技术发展迅猛，种类很多，目前在国内应用的主要有：传统的固定床间歇式煤气化、德士古水煤浆气化、多元料浆加压气化、四喷嘴对置式水煤浆气化、壳牌粉煤气化、GSP气化、航天炉煤气化、灰熔聚流化床煤气化、恩德炉煤气化等等，下别分别加以介绍。 一Texaco水煤浆加压气化技术 德士古水煤浆加压气化技术1983年投入商业运行后，发展迅速，目前在山东鲁南、上海三联供、安徽淮南、山西渭河等厂家共计13台设备成功运行，在合成氨和甲醇领域有成功的使用经验。 Texaco水煤浆气化过程包括煤浆制备、煤浆气化、灰水处理等工序：将煤、石灰石<助熔剂）、添加剂和NaOH称量后加入到磨煤机中，与一定量的水混合后磨成一定粒度的水煤浆；煤浆同高压给料泵与空分装置来的氧气一起进入气化炉，在1300～1400℃下送入气化炉工艺喷嘴洗涤器进入碳化塔，冷却除尘后进入CO变换工序，一部分灰水返回碳洗塔作洗涤水，经泵进入气化炉，另一部分灰水作废水处理。 其优点如下： <1）适用于加压下<中、高压）气化，成功的工业化气化压力一般在 4.0MPa 和6.5Mpa。在较高气化压力下，可以降低合成气压缩能耗。 <2）气化炉进料稳定，因为气化炉的进料由可以调速的高压煤浆泵输送，所以煤浆的流量和压力容易得到保证。便于气化炉的负荷调节，使装置具有较大的操作弹性。 <3）工艺技术成熟可靠，设备国产化率高。同等生产规模，装置投资少。 该技术的缺点是： <1）因为气化炉采用的是热壁，为延长耐火衬里的使用寿命，煤的灰熔点尽可能的低，通常要求不大于1300℃。对于灰熔点较高的煤，为了降低煤的灰熔点，必须添加一定量的助熔剂，这样就降低了煤浆的有效浓度，增加了煤耗和氧耗，降低了生产的经济效益。而且，煤种的选择面也受到了限制，不能实现原料采购本地化。 <2）烧嘴的使用寿命短，停车更换烧嘴频繁<一般45～60天更换一次），为稳定后工序生产必须设置备用炉。无形中就增加了建设投资。 <3）一般一年至一年半更换一次炉内耐火砖。 二多喷嘴对置式水煤浆加压气化技术 该技术由华东理工大学洁净煤技术研究所于遵宏教授带领的科研团队，经过20多年的研究，和兖矿集团有限公司合作，成功开发的具有完全自主知识产权、国际首创的多喷嘴对置式水煤浆气化技术，并成功地实现了产业化，拥有近20项发明专利和实用新型专利。目前在山东德州和鲁南均有工业化装置成功运行。