半水煤气
水煤气与半水煤气的比较
用途 组成：H2 CO CO2 N吸热反应，碳和空气中氧的反应为放 热反应，间歇式制水煤气或半水煤气必须交替进行，空气吹入炉子 即吹风阶段是提高炉膛温度的阶段，蒸汽吹入炉子即制气阶段是降 低炉温的阶段，两者交替进行工作循环。 吹风、蒸汽吹净、一次上吹制气、 吹风、一次上吹制气、下吹制 下吹制气、二次上吹制气、空气吹 气、二次上吹制气、空气吹 净，其中吹风、蒸汽吹净和空气吹 净，只有吹风阶段不送气柜 净不送气柜 3分钟 ~26% 无 ~26% ~36% ~9% ~3% 0.41--0.45kg/Nm3半水煤气 1.4--1.8Nm3/kg煤 2.9--3.2Nm3/kg煤 2.1--2.5Nm3/kg煤
工作循环阶段 循环时间 各阶段百分比: 吹风 蒸汽吹净 一次上吹 下吹 二次上吹 空气吹净 消耗量：无烟煤 蒸汽 空气 煤气产率
水煤气与半水煤气的比较
水煤气 半水煤气
定义
以空气和水蒸汽分别作气化剂 以水蒸汽为气化剂制得的煤气称水 得到的空气煤气和水煤气按一 煤气，其中氢和一氧化碳的含量通 定比例进行混合，当（ H2+CO ） 常在85%以上，而氮含量较低。 与N2体积之比为3.1--3.2时即称 为半水煤气。 主要用于合成甲醇、作为合成氨原 主要用作合成氨的原料气。 料气中氢气的来源。 47--52 35--40 5--7 2--6 0.3--0.6 0.1--0.2 0.2 37--39 28--30 6--12 20--23 0.3--0.5 0.4 0.2
半水煤气的主要成分
半水煤气的主要成分半水煤气（Semi-water gas 或者Semi-water gas）是一种工业燃料，也被称为合成气。
主要成分是一氧化碳（CO）和氢气（H2），产生半水煤气的过程经过水煤气反应，将固体煤转化为可燃气体。
以下是对半水煤气的主要成分的详细描述：1.一氧化碳（CO）：一氧化碳是半水煤气的主要成分之一，通常占据总体积的30-40%。
它可以通过水煤气反应中的干馏和燃烧过程产生。
一氧化碳是一种有毒气体，无色无味，易燃。
在工业领域，一氧化碳广泛用作燃料和还原剂，也用于合成其他化学物质，例如甲醇和氢气。
2.氢气（H2）：氢气是半水煤气的另一个主要成分，占据总体积的40-60%。
它是一种无色、无毒、无味且高度易燃的气体。
氢气在工业中有广泛的应用，如合成氨、加氢、氢气燃料电池等。
此外，半水煤气中还可以包含以下一些次要成分：3.氧气（O2）：氧气是半水煤气中的一个常见成分，通常是通过空气进入反应系统。
氧气在反应过程中起着辅助燃烧和氧化的作用。
4.二氧化碳（CO2）：部分煤气中可能含有二氧化碳，它是一种无色、无味、非易燃的气体。
在水煤气反应中，当煤中的碳不完全转化为一氧化碳和氢气时，会形成二氧化碳。
5.氮气（N2）：氮气是常见的非反应性气体，通常以气体的形式存在于半水煤气中。
它在水煤气反应中主要作为稀释剂，不参与主要反应。
半水煤气是一种重要的工业燃料，广泛用于加热、发电和合成化学物质等领域。
半水煤气的成分可以根据生产过程的不同而有所变化，但一氧化碳和氢气是其主要成分，具有较高的燃烧热值和广泛的应用前景。
水煤气和半水煤气
水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是一氧化碳，氢气，燃烧后排放水和二氧化碳，有微量CO、HC和NOX。
燃烧速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，据国外研究和专利的报导压缩比可达12.5。
热效率提高20－40%、功率提高15%、燃耗降低30%，尾气净化近欧IV标准，还可用微量的铂催化剂净化。
比醇、醚简化制造和减少设备，成本和投资更低。
压缩或液化与氢气相近，但不用脱除CO，建站投资较低。
还可用减少的成本和投资部分补偿压缩（制醇醚也要压缩）或液化的投资和成本。
有毒，工业上用作燃料，又是化工原料。
将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气（主要成分是CO和H2），现象为火焰腾起更高，而且变为淡蓝色（氢气和CO燃烧的颜色）。
化学方程式为C+H2O===(△)CO+H2。
这就是湿煤比干煤燃烧更旺的原因。
煤气厂常在家用水煤气中特意掺入少量难闻气味的气体，目的是CO和H2为无色无味气体，当煤气泄漏时能闻到及时发现。
甲烷和水也可制水煤气化学方程式为CH4+H2O===CO+3H2环保型水煤气发生炉另：一种低热值煤气。
由蒸汽与灼热的无烟煤或焦炭作用而得。
主要成分为氢气和一氧化碳，也含有少量二氧化碳、氮气和甲烷等组分；各组分的含量取决于所用原料及气化条件。
主要用作合成氨、合成液体燃料等的原料，或作为工业燃料气的补充来源。
工业上，水煤气的生产一般采用间歇周期式固定床生产技术。
炉子结构采用UGI气化炉的型式。
在气化炉中，碳与蒸汽主要发生如下的水煤气反应：C+H2O===（高温）CO+H2C+2H2O===（高温）CO2+2H2以上反应均为吸热反应，因此必须向气化炉内供热。
通常，先送空气入炉，烧掉部分燃料，将热量蓄存在燃料层和蓄热室里，然后将蒸汽通入灼热的燃料层进行反应。
由于反应吸热，燃料层及蓄热室温度下降至一定温度时，又重新送空气入炉升温，如此循环。
当目的是生产燃料气时，为了提高煤气热值，有时提高出炉煤气温度，借以向热煤气中喷入油类，使油类裂解，即得所谓增热水煤气。
分析化验_半水煤气全分析(1904型奥式气体分析仪)
半水煤气全分析（1904型奥式气体分析仪）1、范围本方法适用于半水煤气中CO2、O2、CO、H2、CH4及N2+Ar含量的联合测定。
2、原理用KOH溶液吸收CO2，焦性没食子酸钾溶液吸收O2，氨性氯化亚铜溶液吸收CO，用爆炸法测定H2、CH4，余下的气体则为N2+Ar。
根据吸收缩减体积和爆炸后缩减体积及爆炸后生成CO2的体积计算各组分的体积百分含量。
CO2+2KOH=K2CO3+H2O2C6H3（OK）3+1/2O2=（OK）2C6H2-C6H2（OK）2+H2OCu2Cl2+2CO+4NH3+2H2O=2NH4Cl+2Cu+（NH4）2C2O42H2+O2=2H2OCH4+2O2=CO2+2H2OCH4燃烧时1体积CH4和2体积的氧气反应生成1体积的CO2，因此气体体积的缩减等于2倍的CH4体积；H2爆炸时，有3体积的气体消失，其中2体积是氢气，即氢气占缩减体积的2/3，所以体积缩减的总量为3/2VH2。
3、试剂3.1 KOH溶液：300g/L3.2 NaOH溶液：300g/L3.3 焦性没食子酸钾溶液：250g/L称取250g焦性没食子酸，溶液于750mL热水中，摇匀。
使用时将此溶液与氢氧化钾（3.2）溶液按1+1比例混合，即为焦性没食子酸钾溶液。
本吸收剂性能为1mL溶液可吸收15mL氧气。
3.4 硫酸溶液：1+93.5 硫酸溶液；1+193.6 氨性氯化亚铜溶液称取50gNH4Cl溶于480mL水，加入200g氯化亚铜，用520mL氨水（P=0.91g/ml）溶解。
4、仪器4.1 改良奥氏气体分析仪4.2 取样球胆5、操作程序5.1 仪器安装将奥氏仪的全部玻璃部分洗涤干净，旋塞涂好真空脂。
按如图所示的各部件中加入相应的溶液：“3”中加入1+19硫酸溶液；“4”中加入300g/L NaOH（或KOH）溶液；“5”中加入焦性没食子酸钾溶液；“6”和“7”中加入氨性氯化亚铜溶液；“8”中加入1+9硫酸溶液；“9”中加入1+19硫酸溶液。
半水煤气的主要成分
半水煤气的主要成分半水煤气是一种煤的气化产品，主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷、二氧化碳等。
本文将详细介绍半水煤气的主要成分及其特性。
一氧化碳半水煤气中最主要的成分是一氧化碳，其含量通常在20%~25%左右。
一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体，是一种有毒有害的物质。
在空气中，一氧化碳会与血红蛋白结合，导致血红蛋白失去运输氧气的能力，从而引起中毒。
一氧化碳的主要来源是燃烧不完全，因此在使用半水煤气时需要注意通风，确保安全。
氢气氢气是半水煤气中的另一种主要成分，其含量通常在15%~20%左右。
氢气是一种无色、无味、无臭的气体，是一种非常重要的工业原料。
氢气具有高热值、易储存、易运输等优点，在化工、电力、燃料电池等领域有着广泛的应用。
甲烷甲烷是半水煤气中的另一种重要成分，其含量通常在5%~10%左右。
甲烷是一种无色、无味、易燃的气体，是一种重要的天然气成分。
甲烷具有高热值、清洁环保等优点，在燃气锅炉、发电、燃料电池等领域有着广泛的应用。
二氧化碳二氧化碳是半水煤气中的另一种主要成分，其含量通常在3%~5%左右。
二氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体，是一种重要的温室气体。
二氧化碳的排放是导致全球气候变化的主要原因之一。
在使用半水煤气时，需要注意减少二氧化碳的排放，保护环境。
其他成分除了上述几种主要成分外，半水煤气中还含有一些其他的成分，如氮气、氧气、硫化氢等。
氮气和氧气的含量通常较低，硫化氢的含量较低但有毒有害，需要注意安全使用。
总结半水煤气是一种重要的煤的气化产品，主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷、二氧化碳等。
这些成分具有不同的特点和应用，需要根据实际需要进行选择和利用。
在使用半水煤气时，需要注意安全和环保，减少污染，保护环境。
半水煤气脱硫堵塔因素的探讨
１０元／ ， 吨氨耗 煤棒 成 本 为 １４ ０元 ， ０ ｔ则 ５ 吨氨 耗
块煤 成本 为 １５０元 ， 用 煤 棒 制 气 时 吨 氨成 本 ６ 采 可 节约 ｌ０元 左右 。若 １０ｋ ａ合成 氨装置 气化 １ ０ ｔ ／ 用 煤全部 使用 煤棒 ， 每年可 增加 效益 １６０万元 。 ０
统、 由静 电 除焦 油器 作 进 一 步 净 化 ， 后 送 往 压 然
缩 机一 段 进 口。
公司 ） 现有 ３套半水煤气脱硫装 置 ， 均采用 “ 纯碱 ＋ 栲 胶 ＋８８ 湿式 氧化 法脱 硫工 艺 。由于脱 硫 前半 ８” 水煤气 中 Ｈ Ｓ 质量 分数 ， 同 ） （ 下 比较 高 ， 了确保 为 半水煤气脱硫效 率 ， ３套装 置均 采用 ２台脱硫 塔 串 联流程 。装 置投运 以来 ， 问题 是脱硫塔 阻力 上 主要 升较快 ， 运行 ５～８个 月后单 塔 阻力 就达 到 了 一般 １ Ｐ ， 系 统 阻力 达 到 ２ Ｐ ， 以维持 正 常 ０ｋ ａ脱硫 ０ｋ ａ难
驴 驴 驴 驴
降低。通过实际生产 中的不断摸索调整， 当延 适 长 了吹风 时 间 ５～６Ｓ 循环 时 间控 制在 １５ｓ ， ３ 较为
合适 ， 以减 少 炉况 波 动 对 产气 量 的影 响 。延长 吹
根据 出渣情 况判 断炉况 ， 并及 时采 取相应 措施 。
６ 经 济 效 益 分 析
（ 收到修 改稿 日期 ２ １ － —２ ０ ２０ ２ ） ２
严重 时 出灰 偏 斗 （ 斗 表 明造 气 炉 内气 体 偏 流 、 偏
有 风洞 或蒸 汽 压 力 不 足 ） 。炉 渣 细 灰 多 ， 明 炉 表
温 较低 ； 炉渣 外 白内黑 ， 明煤 棒未 完全燃 烧 。应 说
半水煤气分析实验
实验九 半水煤气的分析一、实验目的1 掌握半水煤气的分析成分分析的原理及方法。
2 掌握本法测定半水煤气成分的条件。
二、实验原理半水煤气是合成氨的原料，它是由焦炭、水蒸汽、空气等制成。
它的全分析项目有CO 2、O 2、CO 、CH 4、H 2及N 2等。
可以利用气相色谱法来进行分析，也可利用化学分析法进行分析。
当用化学分析法时，CO 2、O 2、CO 可用吸收法测定，CH 4和H 2可用燃烧法测定，剩余气体为N 2。
各种气体的体积分数一般为CO 2：7～11％；O 2：0.5％；CO ：26～32％；H 2：38～42％；CH 4：1％；N 2：18～22％。
半水煤气各成份的体积分数，可作合成氨造气工段调节水蒸汽和空气比例的依据。
用化学分析法进行测定时，主要采用吸收法和燃烧法。
分析的次序如下： KOH 溶液吸收CO 2；溴水吸收C n H m ；焦性没食子酸碱溶液吸收O 2；氯化亚铜的氨性溶液吸收CO ；燃烧法测定CH 4及H 2；剩余的气体为N 2。
1．仪器改良奥氏气体分析仪（图1）和苏式ВТИ气体分析仪（图2）2．试剂2.1氢氧化钾溶液（33％）； [2.10]2.2焦性没食子酸碱性溶液； [8.24]2.3氯化亚铜氨性溶液； [8.25]2.4封闭液 [3.38]三、测定步骤3.1准备工作 首先将洗涤洁净并干燥好的气体分析仪各部件用橡皮管连接安装好。
所有旋转活塞都必须涂抹润滑剂，使其转动灵活。
依照拟好的分析顺序，将各吸收剂分别自吸收瓶的承受部分注入吸收瓶中。
为进行半水煤气分析，吸收瓶I 中注入33％的KOH 溶液；吸收瓶II 中注入焦性没食子酸碱性溶液；吸收瓶III 、IV 中注入亚铜氨溶液。
水准瓶中注入封闭液。
先检查仪器是否漏气。
调节三通活塞5，使量气管与大气相通，提高水准瓶，排除气体至液面升至量气管的顶端标线为止。
然后关闭三通活塞５，使梳型管与空气隔绝，放低水准瓶，依次打开吸收瓶I ～IV 及爆炸球的活塞，使吸收瓶中的吸收液液面上升至标线，关闭活塞，排出吸收瓶I ～IV 及爆炸球中的废气。
半水煤气的化学方程式
半水煤气的化学方程式半水煤气（Semi-water gas），也称为混合煤气或焦炉煤气，是一种由焦炭和水蒸气在加热条件下生成的可燃气体。
它主要由一氧化碳（CO）、氢气（H2）和少量的氮气（N2）组成。
半水煤气是一种重要的工业燃料，在过去被广泛用于照明、加热和发电等领域。
半水煤气的化学方程式可以表示为：C（焦炭）+ H2O（水蒸气）→ CO（一氧化碳）+ H2（氢气）在这个化学反应中，焦炭与水蒸气发生反应，产生一氧化碳和氢气。
焦炭（碳）是一种固体物质，它是由煤炭在高温下加热而得到的。
水蒸气是气态的水分子，当水蒸气与焦炭接触并加热时，发生了化学反应。
在这个反应中，焦炭起到了催化剂的作用。
焦炭的表面具有很大的表面积，可以提供更多的反应活性位点，从而促进反应的进行。
同时，焦炭也可以吸附水蒸气分子，使其更容易与焦炭发生反应。
在反应过程中，水蒸气分解为氢气和氧气。
氢气是一种无色无臭的气体，具有很高的燃烧热值，可以作为燃料使用。
一氧化碳也是一种无色无臭的气体，具有较高的燃烧热值，可以用于燃烧或用作化学原料。
半水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，它们可以通过燃烧产生热能。
一氧化碳可以与空气中的氧气反应，产生二氧化碳和水蒸气，并释放出大量的热能。
这种燃烧反应可以用于加热、烹饪或产生蒸汽。
同时，氢气也可以与氧气反应，产生水蒸气，并释放出大量的热能。
这种燃烧反应可以用于发电或驱动发动机等应用。
半水煤气的制备过程主要包括焦炭的加热和水蒸气的供应。
焦炭通常通过焦炉进行加热，使其达到高温条件。
水蒸气可以通过水蒸气发生器或水蒸气管道供应。
当焦炭与水蒸气接触并加热时，化学反应就会发生，产生半水煤气。
半水煤气的制备过程需要控制合适的温度和压力条件。
温度过高或过低都会影响反应的进行。
此外，还需要控制供应给反应器的焦炭和水蒸气的比例。
通常情况下，焦炭和水蒸气的摩尔比应该在适当的范围内，以保证反应的高效进行。
半水煤气在过去被广泛应用于照明和加热领域。
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半水煤气
脱碳
变换
天然气转化流程
天然气压缩到3.6MPa并配氢氮混合气，到一段炉的对流 段3预热至380～400℃，热源是辐射段4的高温烟道气。 预热后进钴钼催化脱硫器l，有机硫加氢成硫化氢，再到 氧化锌脱硫罐2脱除硫化氢，总含硫量降至0.5×10-6以下。 脱硫后与中压蒸汽混合，送至对流段加热到500～520℃， 分流进入辐射段4的转化管，自上而下经管内催化剂层转 化反应，热量由管外燃烧天然气提供。 反应管底部转化气温度为800～820℃，甲烷含量约9.5％， 汇合于集气管沿中心管上升，由炉顶送往二段转化炉5。 二段炉入口引入预热450℃的空气，与部分甲烷在炉顶燃 烧，温度升至1200℃，经催化剂层继续转化，二段炉出 口转化气温度约1000℃，压力3.0MPa，残余甲烷低于0.3 ％，(H2+CO)／N2=3.1～3.2。二段炉出来高温转化气先 后经二个废热锅炉6,7，回收显热产生蒸汽.此蒸汽经对流 段加热成高压过热蒸汽，作为工厂动力和工艺蒸汽。转 化气温度降至370℃，送变换工段。
2 半水煤气与水煤气的区别 成分上： 半水煤气=水煤气+空气煤气
其中： 水煤气是用水蒸汽与炽热的煤反应，生成含 H2、CO的气体。 空气煤气是用空气与煤反应，生成含CO、 CO2、N2的气体。
2 半水煤气与水煤气的区别 用途上： 水煤气主要用于合成甲醇，作为合 成氨原料气中氢气的来源。
半水煤气主要用作合成氨的原料气。
二段转化炉
作用：使甲烷进一步转化 结构：立式圆筒，内径约3米，高约13米，壳 体材质为碳钢，内衬不含硅的耐火材料炉壳外 保温。 固定床绝热式反应器
二段转化炉不需外部供热，在炉内，氧气与部分甲烷燃 烧放热，使转化反应自热进行。采用内径为3m多、高约 13m的圆筒型转化炉，壳体为碳钢制成，内衬不含硅的 耐火材料，炉壳外保温，与环境无热交换，所以，二段 炉是一个上部有均相燃烧空间的固定床绝热式催化反应 器，高温气体自上而下流过带孔的耐火砖层、耐高温的 铬催化剂层、镍催化剂层。最后由炉下部引出二段转化 气
主要设备
一段转化炉
一段转化炉由辐射段和对流段组成，外壁用钢板制成，炉内壁 衬耐火层。转化管竖直排列在辐射段炉膛内，总共有300～400 根内径约70～120mm、总长10～12m的转化管，每根管装催化 剂15.3m3。多管型式能提供大的比传热面积(单位体积的传热 面积)，而且，管径小者更有利于横截面上温度分布均匀，提 高反应效率。反应炉管的排布要着眼于辐射传热的均匀性，故 应有合适的管径、管心距和排间距，此外，还应形成工艺期望 的温度分布，要求烧嘴有合理布置及热负荷的恰当控制。反应 炉管的入口处温度500～520℃，出口处800～820℃。对流段有 回收热量的换热管。天然气一段转化炉的炉型主要有两大类。 一类是以美国凯洛格公司为代表所采用的顶烧炉，另一类是以 丹麦托普索公司为代表所采用的侧烧炉。
3 天然气制半水煤气的工艺
工Hale Waihona Puke 原理CH 4 H 2O CO 3H 2 CH 4 2 H 2O CO2 4 H 2 CO H 2O CO2 H 2
H 298 206kJ / mol H 298 165kJ / mol
主反应
H 298 41.2kJ / mol
半水煤气
班 级: 学 号: 姓 名:
主要内容
1 2 3
半水煤气与水煤气的简介
半水煤气与水煤气的区别
天然气制半水煤气的工艺
1 半水煤气与水煤气的简介
水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭而生成 的气体。主要成份是CO ，H2 等。 半水煤气是将煤和水作为气化物料进行 气化的一种燃气，半水煤气是将蒸汽和 空气一起吹入煤气发生炉中与炽热的无 烟煤或焦炭作用而产生的煤气。是水煤 气和发生炉煤气的混合气体。主要成分 是N2，O2，H2，CO，水蒸汽等。
副反应
CH 4 C 2 H 2 2CO C CO2
H 298 74.9kJ / mol H 298 172.5kJ / mol H 298 131.4kJ / mol
CO H 2 C H 2O
3.2 天然气蒸汽转化流程和主要设备
转化流程
天然气蒸汽工艺流程图
天然气转化流程
天然气压缩到3.6MPa并配氢氮混合气，到一段炉的对流段 3预 热至380～400℃，热源是辐射段4的高温烟道气。预热后进钴 钼催化脱硫器l，有机硫加氢成硫化氢，再到氧化锌脱硫罐2脱 除硫化氢，总含硫量降至0.5×10-6以下。脱硫后与中压蒸汽混 合，送至对流段加热到500～520℃，分流进入辐射段4的转化 管，自上而下经管内催化剂层转化反应，热量由管外燃烧天然 气提供。 反应管底部转化气温度为800～820℃，甲烷含量约9.5％，汇合 于集气管沿中心管上升，由炉顶送往二段转化炉 5。二段炉入 口引入预热450℃的空气，与部分甲烷在炉顶燃烧，温度升至 1200℃，经催化剂层继续转化，二段炉出口转化气温度约 1000℃，压力3.0MPa，残余甲烷低于0.3％，(H2+CO)／ N2=3.1～3.2。二段炉出来高温转化气先后经二个废热锅炉 6,7， 回收显热产生蒸汽.此蒸汽经对流段加热成高压过热蒸汽，作为 工厂动力和工艺蒸汽。转化气温度降至370℃，送变换工段。