化工工艺学知识点

化工工艺学知识点 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

第二章粗原料气制取一、固体燃料气化法

名词解释：煤气化：使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤炭转变为燃料

用煤气或合成用煤气。

加氮空气；水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含

量，用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气

标准煤：含碳量为84%的煤（每千克标准煤的热值为7000千卡）1．煤气化有几种工业方法各有什么特点

蓄热法：将空气和水蒸气分别送入煤层，也称间歇式制气法

富氧空气气化法：用富氧空气或纯氧代替空气进行煤气化

外热法: 利用其他廉价高温热源来为煤气化提供热能，尚未达到工业化阶段

2．气化炉有哪些床层类型，描述各自的特点工业用煤气化炉有几种类型

固定床：气体从颗粒间的缝隙中穿过，颗粒保持静止

流化床：增大气速，颗粒开始全部悬浮于气流中，而且床层的高度随气速的增大而升高

气流床：气流速度增大至某一极限值时，悬浮于气流中的颗粒被气流带出

间歇式气化炉、鲁奇炉、温克勒炉、K-T炉、德士古炉

3．煤的气化剂有哪些用不同气化剂进行煤气化，气体产物各是什么

空气和水蒸气

空气煤气（N2、CO）、水煤气（H2、CO）、混合煤气、半水煤气

4．固定床煤气化炉燃料层如何分区各区进行什么过程

干燥区:使新入煤炉中的水分蒸发

干馏区：煤开始热解，逸出以烃类为主的挥发分，而燃料本身开始碳化

气化区:煤气化的主要反应在气化区进行

灰渣区：灰渣于该区域出炉

5．固定床气化炉燃料最下层是什麽区其有何作用

灰渣区可预热从底部进入的气化剂并保持不因过热而变形

6．间歇式制半水煤气的工作循环是什么为什么循环时间如何分配

工业上将自上一次开始送入空气至下一次再送入空气为止，称为一个循环。每个循环有五个阶段，吹风阶段、蒸汽一次上吹、蒸汽下吹、蒸汽二次上吹、空气吹净7．什麽是加氮空气其作用为何使用中应注意什麽事项

水蒸汽和空气同时加入，空气的加入增加了气体中N的含量。

用来调节原料气中氢氮比，制得合格煤气

使炉温下降慢调节合成氨气体成分，严格控制氮含量，以免引起事故

8．德士古炉废热如何回收？

直接激冷法、间接冷却法、间接冷却和直接淬冷

9．画出间歇式煤气化、德士古炉及谢尔废热锅炉连续气化工艺制备合成氨流程，为什么后两者流程有差别？

Ｐ７０Ｐ７２

二、一氧化碳变换

1、名词解释：高温变换：CO在320～350℃变换，使CO含量低于3%。使用Fe-Cr

催化剂，使大

部分CO转化为CO2 H2O

低温变换：CO在230~280℃变换，使CO含量低于%,使用Cu-Zn催化剂

耐硫变换：宽温变换在180~500℃，使用Co-Mo系催化剂

重油、煤气化制氨流程中将含硫气体进行CO变换，再脱硫、脱碳

2、高温变换催化剂由哪些成分组成各起什么作用

以Fe2O3为主体，加入铬、钾、铜、锌、镍等的氧化物后可以提高催化剂的活性，加入铝、镁等的氧化物可以改善催化剂的耐热及耐毒性能

3、低温变换催化剂由哪些成分组成各起什么作用

铜锌铝系和铜锌铬系两种，均以氧化铜为主体，经还原后具有活性的组分是细小的铜结晶-铜微晶。铜是催化剂的活性组分，铜对CO具有化学吸附作用，在较低温度下催化CO变换反应，铜微晶愈小，其比表面积愈大，活性愈高，为了提高微晶的热稳定性，需加入适宜的添加物，氧化锌、氧化铝、氧化铬对铜微晶都是有效的稳定剂4．高温变换催化剂还原时，为什麽需要保证足量的水蒸汽？

加入足够量的水蒸汽以防止催化剂被过度还原为元素铁

5．低温变换催化剂还原时，为什麽要严格控制还原条件，氢气含量按程序逐步提高？

由于还原反应放热量大，工业生产上因还原操作不慎而烧坏催化剂、缩短使用寿命的实例不少。因此，一定要严格控制还原温度，精心做好配氢工作

6．分段高温变换时，段间冷却有哪些作用？

为了尽可能接近最佳温度线进行反应，可采用分段冷却。段数越多，越接近最佳反应温度线

7．为什么低温变换温度要高于露点温度有什么危害

当气体降温进入低变系统时，就有可能达到该条件下的露点温度而析出液滴。液滴凝聚于催化剂的表面，造成催化剂的破裂粉碎引起床层阻力增加，以及生成铜氨络合物而使催化剂活性减低。所以低变催化剂的操作温度不但受本身活性温度的限制，而且还必须高于气体的露点温度

8．以煤为原料制气，为什么高温变换要分段进行而低温变换不必分段进行

以煤气化制得的合成氨原料气，CO含量较高，需采用多段中温变换。用铜氨液最终清除CO，该法允许变换气CO含量较高，故不设低温变换。低温变换过程温升很小，催化剂不必分段

9．如何确定变换工艺，以天然气或煤为原料各应采用什么变换工艺？说明原因。

①CO的含量；②进入系统的原料气温度及湿含量；③CO变换与脱除残余CO的方法结合考虑

天然气：中（高）变-低变串联，原料气中CO含量低，中（高）变催化剂只需配置一段

煤：多段变换，CO含量高需采用多段变换

第三章粗原料气的净化

一、硫化物的脱硫

1、名词解释：脱硫：原料气中硫化物的脱除

脱碳：二氧化碳的脱除

最终净化：少量残余一氧化碳和二氧化碳的脱除

空间速度：指单位时间、单位体积催化剂通过的标准状态下反应器气体的体积无机硫：在半水煤气中，无机硫是指H2S

有机硫：对于半水煤气，有机硫通常以硫氧化碳为主，其次为二硫化碳、硫醇，硫醚和噻吩的含量较少。天然气中有机硫主要成分是甲硫醇

反应性硫化物：可被ZnO催化分解的硫化物

非反应性硫化物：噻吩及噻吩族属于最难脱除的硫化物，故称为非反应性硫化物硫穿透：当清净区逐渐缩短直至从床层中完全消失时，继而当出口气中出现H2S 时称为硫穿透

工作硫容：当整个床层由“饱和区”和“传质区”两部分组成时，床层脱硫剂的硫容称为穿透硫容或称工作硫容

穿透硫容：同上

饱和硫容：当整个床层由饱和区组成时，床层脱硫剂的硫容量称为饱和硫容

2、何为湿法脱硫，其有何优缺点主要用于哪些原料制气的脱硫为什么

液体脱硫剂。湿法脱硫特点：吸收速度或化学反应速度快，硫容大，适合于脱除气体中的高硫，脱硫液再生简单，且可循环利用，还可回收硫磺。但因受物理或化学反应平衡的制约，其脱硫精度不及干法

适用于煤和石油造气

3、何为干法脱硫，其有何优缺点主要用于哪种原料为什么