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(jī)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(duì)于水煤漿加壓氣化，可一般氣化當(dāng)成一個(gè)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(xiàng)目x (CO)y(H2)z(CO2)mn44.65%36.27%17.42%0.6565970.107616計(jì)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(dòng)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(huì)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(shí)的大連鎖各閥的開關(guān)時(shí)間是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定來保證投料的安全和成功的嗎？ 是不是這些時(shí)間必須精確 有點(diǎn)誤差可以嗎？ (自曉東)答：氣化的閥門開關(guān)時(shí)間除了經(jīng)驗(yàn)，還是有具體要求的，大連鎖各個(gè)閥門動(dòng)作的時(shí)間是 根據(jù)要保證煤漿和氧氣 同時(shí)進(jìn)入氣化爐，要根據(jù)煤漿、氧氣流速和管道長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算, 一般在計(jì)算氧氣時(shí)間時(shí)要在再加一個(gè)系數(shù)來保證氧氣勿先進(jìn)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(jì)最有利于發(fā)揮激冷水 的作用？ (自曉東)徑，而氣化爐的負(fù)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(duì)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(duì)低的溫度保

5、證液態(tài)排渣正常進(jìn)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(jìn)入氣化爐的單位質(zhì)量的原料所生成的干基合成氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的（0C, 1個(gè)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(biāo)準(zhǔn)狀況下的（0C, 1個(gè)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(shí)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(jì)量方面的原因，氣化有效氣產(chǎn)率計(jì)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(jì)算

6、。有效產(chǎn)氣率在生產(chǎn)不好測(cè)定，但是，由于煤氣中的氣體成分測(cè)量是很準(zhǔn)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(duì)產(chǎn)氣率，這一指標(biāo)對(duì)于同一煤種來說具有很好的對(duì)比性。下面簡(jiǎn)要介紹一下相對(duì)產(chǎn)氣率的概念和計(jì)算方法：一般來說，對(duì)于水煤漿加壓氣化，可一般氣化當(dāng)成一個(gè)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(duì)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(jì)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?yàn)闅饣癄t溫度單從對(duì)爐磚影響上看，溫度超過1300度時(shí)，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(dòng)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(jī)級(jí)配、負(fù)荷、磨機(jī)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(jì)穩(wěn)定運(yùn)行的問題。從目前 燃料漿的經(jīng)驗(yàn)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(jì)流量和泵的壓力葉輪設(shè)計(jì)和維護(hù)氣化爐穩(wěn)定運(yùn)行有什么重要關(guān)系？ 自曉東23答：離心泵幾個(gè)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(jī)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(yán)重的問題？有什么辦法改變這一現(xiàn)象嗎？答：沒必要，因?yàn)楝F(xiàn)在分散劑的高溫性能已經(jīng)大大提高，可以達(dá)到280度，在除氧槽和灰水槽中加分散劑就等于在整個(gè)水系統(tǒng)中加入分散劑了。同時(shí)，在正常情況下，即使排水管 結(jié)垢在高壓系統(tǒng)中，也會(huì)逐步達(dá)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(hù)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(zhǎng)使用周期答：其實(shí)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(gè)是冷卻水無法達(dá)到。目前途中所 繪位置主要也

10、是因?yàn)槔鋮s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?yàn)橛兴梢岳?、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(shí)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(chǔ)槽、蒸發(fā)與 旋風(fēng)分離蒸發(fā)室、蒸汽上升管、灰水儲(chǔ)槽、填料層、 進(jìn)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(jìn)入液相，隨黑水進(jìn)入低壓閃 蒸器，閃蒸出的蒸汽通過蒸汽上升管進(jìn)入熱水室 與灰水、除氧水、變換冷凝液在填料層中進(jìn)行熱 質(zhì)傳遞，絕大部分冷凝液進(jìn)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(jìn)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(jìn)入灰水，絕大部分已 經(jīng)被除去，不會(huì)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(jiǎn)單有筒體、下降管、排氣管組成。旋 風(fēng)分離器是靠離心力實(shí)現(xiàn)氣固（液）分離的設(shè)備。11、 如使用石灰石會(huì)對(duì)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(duì)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(duì)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(lán)色） 從上圖可以看出，F(xiàn)eNaCaSI對(duì)爐磚的侵蝕是由 表及里逐漸加深的，所以Si對(duì)爐磚的侵蝕最為嚴(yán)重。13、工藝氣中的H2對(duì)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(shí)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(qiáng)度、塑性降低，嚴(yán)重時(shí)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(qiáng)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(dá)到1.4Mpa時(shí),碳剛材料會(huì)有氫腐蝕燒嘴的頭部一般采用的材料不會(huì)造 成氫腐蝕;14、文丘里為什么在 1.5MPa時(shí)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(shí)候，氣體流速非常大，在1.5MPa的時(shí)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(shí)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(shí)開始排水？

14、是考慮到排水管線細(xì)，在壓力低時(shí)防止雜質(zhì) 堵嗎？答：主要原因還是以前工藝設(shè)計(jì)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(shí)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(duì)應(yīng)。目前我們公司工藝采用的是一對(duì)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(shí)驗(yàn)分析，粒度分布對(duì)水煤漿特性的影響：圖4粒度分布對(duì)水煤漿粘度的影響在本部分實(shí)驗(yàn)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(xì)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(duì)水煤漿的特性影響很大，如圖4所示。總的來看，隨著粗顆粒含量的增大，水煤漿的表觀粘度降低，而流動(dòng)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(dòng)性來看，當(dāng)粗顆粒與細(xì)顆粒配比為6比4時(shí)，所制得的水煤漿最好。所以接下來的實(shí)驗(yàn)都是采用這個(gè)配比。表3.1水煤漿流動(dòng)性和穩(wěn)定性檢測(cè)表（粒度分布） _表觀粘度流動(dòng)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(qiáng)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(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)陶瓷纖維壓縮料長(zhǎng)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(shí)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(dá)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(dòng)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(shí)間對(duì)灰渣的殘?zhí)歼€是有一定影響的，時(shí)間長(zhǎng)，殘?zhí)嫉?。?對(duì)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)