自動化控制課件-煤氣化工藝與應用

自動化控制課件—煤氣化工藝與應用本課件將介紹煤氣化工藝的原理、流程、自動控制技術(shù)及應用領域。課程背景和目標課程背景煤氣化是將煤炭轉(zhuǎn)化為可燃氣體的過程，是高效利用煤炭資源的重要手段。隨著工業(yè)自動化控制技術(shù)的發(fā)展，煤氣化工藝的自動化控制水平不斷提高，對于提高生產(chǎn)效率、降低成本、保障安全具有重要意義。課程目標本課程旨在幫助學生掌握煤氣化工藝的自動化控制原理和技術(shù)，了解煤氣化工藝的應用領域，為未來從事煤氣化工藝的自動化控制工作打下堅實基礎。煤氣化工藝概述煤氣化是指將煤炭與氧氣或蒸汽在高溫下反應生成可燃氣體（合成氣）的過程。煤的性質(zhì)與煤氣化原理煤的性質(zhì)煤炭是一種復雜的混合物，主要成分是碳、氫、氧、氮、硫等元素。煤的性質(zhì)取決于其成分、結(jié)構(gòu)和成因。不同類型的煤具有不同的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)。煤氣化原理煤氣化反應過程包括：脫水、脫揮發(fā)分、碳的氧化和氣化反應。通過控制反應條件，可以得到不同組成的合成氣。煤氣化工藝流程介紹1原料制備對煤炭進行破碎、干燥、除灰等預處理，使其達到氣化要求。2氣化反應在氣化反應器中，煤炭與氧氣或蒸汽反應，生成合成氣。3氣體凈化對合成氣進行凈化，去除其中的雜質(zhì)，如灰塵、硫化氫、二氧化碳等。4氣體利用合成氣可用于發(fā)電、合成甲醇、合成氫氣、制油煉焦等過程。煤氣化反應動力學煤氣化反應是一個復雜的化學反應過程，受多種因素影響，包括溫度、壓力、反應物濃度等。煤氣化工藝參數(shù)及影響因素1溫度溫度是影響煤氣化反應速率的關鍵因素之一。2壓力壓力對反應速率和平衡常數(shù)均有影響。3物料配比氧氣、蒸汽和煤炭的比例會影響合成氣的成分和熱值。煤氣化反應器類型固定床反應器煤炭固定在反應器中，氣體從底部向上流動，適合處理高揮發(fā)分煤炭。流化床反應器煤炭顆粒被氣體流化，適合處理低揮發(fā)分煤炭。氣流床反應器煤炭粉末與氣體一起進入反應器，適合處理高灰分煤炭。煤氣化工藝調(diào)控目標煤氣化工藝的調(diào)控目標是：穩(wěn)定生產(chǎn)、提高效率、降低成本、保障安全。煤氣化工藝自動控制系統(tǒng)煤氣化工藝自動控制系統(tǒng)包括：測量與檢測、控制系統(tǒng)、執(zhí)行機構(gòu)等。通過控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對工藝參數(shù)的精確控制。煤氣化工藝測量與檢測溫度測量利用熱電偶、熱電阻等傳感器測量反應器內(nèi)部溫度。壓力測量利用壓力傳感器測量反應器內(nèi)部壓力。流量測量利用流量計測量進料和出料流量。成分分析利用氣相色譜儀等儀器分析合成氣的成分。原料進料自動控制根據(jù)氣化需求，自動控制原料進料量，確保反應器內(nèi)物料平衡。溫度自動控制通過調(diào)節(jié)氧氣或蒸汽的流量，控制反應器內(nèi)部溫度，保證反應順利進行。壓力自動控制通過調(diào)節(jié)反應器出口閥門，控制反應器內(nèi)部壓力，確保安全運行。流量自動控制利用流量計和控制閥，自動控制進料和出料流量，保證生產(chǎn)穩(wěn)定。成分自動分析與控制利用氣相色譜儀等儀器，自動分析合成氣的成分，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，以達到產(chǎn)品質(zhì)量要求。主要設備自動化控制對反應器、氣體凈化設備、壓縮機等主要設備進行自動化控制，提高生產(chǎn)效率和安全可靠性。安全自動控制設置安全聯(lián)鎖裝置、報警系統(tǒng)等，及時發(fā)現(xiàn)和處理故障，確保安全生產(chǎn)。煤氣化工藝綜合優(yōu)化控制通過對工藝參數(shù)進行綜合優(yōu)化控制，可以實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、降低成本、減少排放等目標。煤氣化應用領域煤氣化工藝在電力、化工、冶金等行業(yè)有著廣泛的應用。電站煤氣化聯(lián)合循環(huán)利用煤氣化技術(shù)將煤炭轉(zhuǎn)化為合成氣，在燃氣輪機中燃燒發(fā)電，提高熱效率，減少污染物排放。合成氣制甲醇利用合成氣制備甲醇，甲醇是重要的化工原料，可用于生產(chǎn)燃料、化肥、塑料等。合成氣制氫利用合成氣制備氫氣，氫氣是清潔能源，可用于燃料電池、工業(yè)生產(chǎn)等領域。制油煉焦過程利用煤氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氣，用于制油煉焦過程，提高焦炭質(zhì)量，減少污染物排放。煤干餾制煤氣過程利用煤氣化技術(shù)對煤炭進行干餾，生產(chǎn)煤氣和焦炭，煤氣可用于發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)等領域。液化天然氣制取過程利用煤氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氣，用于液化天然氣（LNG）制取過程，提高LNG產(chǎn)量，降低成本。煤氣的綜合利用煤氣可用于發(fā)電、合成燃料、生產(chǎn)化工產(chǎn)品、工業(yè)加熱等領域，實現(xiàn)煤炭資源的高效利用。煤氣化工藝發(fā)展趨勢未來煤氣化工藝將朝著高效、清潔、智能化的方向發(fā)展。自動化控制發(fā)展趨勢未來自動化控制技術(shù)將朝著數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展，為煤氣化工藝的智能化管理提供技術(shù)支