（中職）合成氨工藝及設(shè)備項(xiàng)目三任務(wù)二教學(xué)課件

（中職）合成氨工藝及設(shè)備項(xiàng)目三任務(wù)二教學(xué)課件項(xiàng)目三合成氨生產(chǎn)原料氣的制取任務(wù)二

固定層連續(xù)氣化任務(wù)要求能夠講述固定層連續(xù)氣化生產(chǎn)過(guò)程，并且能敘述和繪出工藝流程圖，知道設(shè)備結(jié)構(gòu)和作用。知道固定層連續(xù)氣化原理，能寫(xiě)出主要反應(yīng)方程式。能運(yùn)用反應(yīng)原理并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)情況對(duì)工藝條件選擇進(jìn)行分析；知道工藝流程設(shè)置一般原則。

知道本任務(wù)安全操作規(guī)程。知道本任務(wù)所涉的物料安全特性。會(huì)正確操作本崗位消防器材和勞動(dòng)防護(hù)設(shè)備。一、固定層連續(xù)氣化流程固定層連續(xù)氣化生產(chǎn)合成氨原料氣有常壓和加壓兩種。氣化劑用氧氣或者富氧空氣（含氧氣50～60%左右）和蒸汽。氣化過(guò)程基本達(dá)到自熱平衡，生產(chǎn)能連續(xù)平穩(wěn)的進(jìn)行。沒(méi)有吹風(fēng)氣外排，節(jié)能降耗和減少三廢排放。固定層加壓連續(xù)氣化是將粒度為5～50mm的碎煤由氣化爐頂加入爐內(nèi)，在1.0～3.0MPa的壓力、900～1200℃溫度下與從爐底來(lái)的氣化劑逆流氣化反應(yīng)的過(guò)程。所得煤氣中甲烷含量高，需加工才能成為合成氨原料氣。加壓魯奇爐連續(xù)制氣工藝流程方框圖見(jiàn)圖3-3。加壓魯奇爐連續(xù)制氣工藝流程方框圖碎煤、3.7MPa的過(guò)熱蒸汽與氧氣混合加入氣化爐內(nèi)反應(yīng)生成粗煤氣，灰渣排入灰鎖排出。煤氣流程：650～700℃的粗煤氣從爐頂部引出，進(jìn)入文丘里洗滌冷卻器被高壓噴射煤氣水除塵、除焦油、降溫到200℃的粗煤氣與煤氣水一同進(jìn)入廢熱鍋爐，被殼程的冷卻水冷卻至180℃，煤氣經(jīng)氣液分離后送入變換工序。洗滌煤氣水流程：匯集在廢熱鍋爐底部積水槽中的煤氣冷凝液及洗滌煤氣水，大部分由煤氣水循環(huán)泵打至洗滌冷卻器循環(huán)洗滌粗煤氣，多余的煤氣水排至煤氣水處理工序。二、固定層連續(xù)氣化設(shè)備（魯奇爐）（1）爐體

①筒體立式雙層圓管結(jié)構(gòu)爐壁。

②攪拌與布煤器。爐上部有煤分布器及攪拌器，下部有轉(zhuǎn)動(dòng)爐箅及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，均由爐外液壓裝置驅(qū)動(dòng)。③爐箅。其作用是維持燃料層的向下移動(dòng)，均勻分布?xì)饣瘎?，排灰入灰鎖，破碎灰渣。（2）煤鎖和灰鎖

氣化爐頂設(shè)有煤鎖，進(jìn)行間歇加煤。爐底設(shè)有灰鎖，將灰渣定期排入灰斗（3）灰鎖膨脹冷凝器灰鎖膨脹冷凝器的作用是灰鎖泄壓時(shí)將含有的灰塵和水蒸氣冷凝、洗滌下來(lái)，使泄壓氣量大幅減少，同時(shí)保護(hù)泄壓閥門不被含有灰塵的水蒸氣沖刷磨損，延長(zhǎng)閥門的使用壽命。

圖3-4魯奇爐1、煤箱2、分布器3、水夾槽4、灰箱5、洗滌器三、固定層連續(xù)氣化基本原理從氣化爐頂加入的煤，被上升高溫煤氣加熱，水分蒸發(fā)，并釋出揮發(fā)分。從爐底送入的氧和蒸汽被高溫灰渣預(yù)熱到1000℃以上，灰渣被冷卻到400℃排入灰鎖。主要反應(yīng)式有：C+O2=CO2+Q（3--1）CO2+C=2CO-Q（3--4）C+H2O(g)=CO+H2—Q（3--5）C+2H2O(g)=CO2+2H2—Q（3--6）副反應(yīng)有：C+H2=CH4+Q（3-8）CO+3H2=CH4+H2O+Q（3-10）根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，加壓氣化，有利于體積縮小的副反應(yīng)（3-8）、（3-10）平衡向右移動(dòng)，使得粗煤氣中甲烷含量高達(dá)8%～10%。需將甲烷用蒸汽轉(zhuǎn)化為合成氨原料氣一氧化碳和氫氣。

四、固定層連續(xù)氣化條件1.溫度爐溫高，煤氣中一氧化碳和氫氣的含量增加甲烷含量下降。爐溫應(yīng)控制在灰熔點(diǎn)以下。控制爐溫的主要手段是調(diào)節(jié)蒸汽/氧比，蒸汽/氧比增加，爐溫下降。氣化爐出口煤氣溫度為650～700℃，灰鎖灰渣溫度400～500℃。2.壓力提高操作壓力，氣化反應(yīng)速率加快，可節(jié)省動(dòng)力，減少煤氣的含塵量。但壓力愈高，粗煤氣中甲烷含量愈高，加大后序甲烷轉(zhuǎn)化的負(fù)荷。一般為2.4～3.1MPa。3.蒸汽氧比蒸汽與氧的比例，影響氣化溫度及煤氣的組成。蒸汽氧比增大，煤氣中氫和一氧化碳增加。但爐溫下降，使甲烷含量提高。一般控制在5～8kg/m3。氣化條件五、固定層連續(xù)氣化崗位安全操作及環(huán)保措施（1）.崗位特點(diǎn)見(jiàn)任務(wù)一“五”（2）.崗位物料的性質(zhì)主要物料性質(zhì)見(jiàn)任務(wù)一第五點(diǎn)，還有氧氣，氮?dú)?。氧氣為助燃劑，和氧化劑?本崗位主要安全事故及處理方法見(jiàn)表3-2-1。表3-2-1事故及處理方法事故現(xiàn)象處理方法爐內(nèi)結(jié)渣，（1）灰中渣塊大（2）爐箅電機(jī)電流超高或液壓驅(qū)動(dòng)的液壓壓力高（3）CO2偏低（1）提高汽氧比，與灰熔點(diǎn)相適應(yīng)。（2）降低爐箅轉(zhuǎn)速，加大負(fù)荷。爐頂出口煤氣與灰鎖溫度同時(shí)升高（1）出現(xiàn)溝流；出口煤氣溫度高，波動(dòng)；煤氣中的CO2高或者O2超標(biāo)；灰渣中有未燃燒的煤(2)氣化劑分布不均(1)降低負(fù)荷，增加汽氧比，短時(shí)增加爐箅轉(zhuǎn)速來(lái)破壞風(fēng)洞，檢查氣化爐夾套是否漏水，當(dāng)煤氣O2含量超過(guò)1%時(shí)要停車。（2）與上述相同，當(dāng)處理無(wú)效時(shí)停爐處理。爐內(nèi)火層傾斜爐出口煤氣溫度高，渣中有未燒的煤降爐負(fù)荷，短時(shí)增加爐箅轉(zhuǎn)速，若無(wú)效停車處理。氣化爐夾套與爐內(nèi)壓差高（1）出口煤氣溫度高；細(xì)灰，量?。?）爐內(nèi)結(jié)渣嚴(yán)重（3）后序用氣量大（4）開(kāi)車過(guò)程中壓差高，加煤過(guò)多（5）爐箅布?xì)舛拢?）降爐負(fù)荷，降汽氧比（2）減小供氣量，維持好煤氣爐的壓力。（3）減少氣化劑，轉(zhuǎn)動(dòng)爐箅。（4）氣化爐停車處理。爐箅、灰鎖上、下閥傳動(dòng)漏氣潤(rùn)滑油供油不足檢查潤(rùn)滑油泵，注油點(diǎn)壓力、管線是否通暢，調(diào)整油泵出口壓力。煤鎖膨脹煤鎖溫度正常而爐內(nèi)缺煤，溫度高多次振動(dòng)下閥，煤鎖進(jìn)行充、泄壓，無(wú)效時(shí)氣化爐停車處理?；益i膨脹、灰掛壁灰鎖下閥打不開(kāi)，下灰少提高過(guò)熱蒸汽溫度，向灰鎖通入少量蒸汽，打開(kāi)下閥吹掃灰鎖，將掛壁灰吹出。（3）、本崗位主要安全事故及處理方法

（4）安全操作注意事項(xiàng)①煤氣中的CO2、O2必須在規(guī)定指標(biāo)范圍內(nèi)。②氣化爐開(kāi)車時(shí)切換氧氣操作須在空氣運(yùn)行6小時(shí)后達(dá)到規(guī)定條件才能進(jìn)行。③氣化爐開(kāi)停車升降溫度、壓力的速度不能超過(guò)規(guī)定值。④煤鎖上閥、灰鎖下閥，泄到規(guī)定壓力才允許打開(kāi)。⑤防止油污、粉塵進(jìn)入氧氣管路。⑥夾套鍋爐缺水不能立即補(bǔ)水，熄火或自然冷卻后才能補(bǔ)水。⑦在一個(gè)加煤循環(huán)中，煤溜槽閥只能開(kāi)一次。處理煤餾槽堵塞時(shí)，要帶防毒面具處理。5、環(huán)保措施（1）廢氣固定層連續(xù)制氣無(wú)吹風(fēng)氣外排，系統(tǒng)排放氣收集到火炬燃燒后排放，減少了氣體污染。（2）污水去水處理系統(tǒng)處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。（3）煤塵，灰塵煤鎖加煤過(guò)程