第3章节固体燃料的汽化幻灯片.pptVIP

合成氨是一个非常典型的化工生产过程。本节讨论了氨合成的化学基础，就其最佳反应条件的选择、生产设备和工艺流程的确定进行了研究。围绕氨合成反应的特点，对原料气的制造和净化作了介绍，并分析比较了各种合成氨流程。特别是对合成氨生产进行了技术经济分析，涉及节能降耗、综合利用、联合生产等方面内容。 小 结 化学工艺学是研究化工产品生产方法的学科。通过学习，旨在探求反应过程在全局上达到最大经济效益的工艺流程、生产设备和工艺条件。 本章所讲授的典型化工生产过程只是化工工艺的点滴，它涉及的类型具有典型性。尤其是它们的研究过程和思想方法是化学工艺学的精髓。 通过本章学习，应对化工生产过程有一个具体的、全面的、比较深入的了解，对化学反应的工业化实施有所认识，对化学工艺学的研究有正确的思路和方法。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * ②多段冷激式 冷激式氨合成塔有轴向冷激和径向冷激之分。图2—42为大型氨厂立式轴向四段冷激式氨合塔(凯洛格型)。 图 2—44为中型合成氨厂的流程图。该流程压力为 32 MPa，空速为 20 000～30 000h-1。 按从催化剂床层移热的方式不同，合成塔分连续换热式、多段间接换热式和多段冷激式三种。 ①连续换热式 并流双套管式氨合成塔如图2—41所示。 图2—43为径向二段冷激式合成塔(托普索型)。 （3）合成分离流程 ①固体燃料气化法 把煤或焦炭中的可燃物质转变为H2、CO和CO2，这一过程叫做固体燃料气化，简称造气。气化所得的气体统称煤气，进行气化的设备叫煤气发生炉。 4．原料气的制造和净化 (1）原料气的制造 介绍三种典型燃料高温转化制备原料气的方法：固体燃料气化法，烃类蒸汽转化法，重质烃部分氧化法。 4．原料气的制造和净化 (1）原料气的制造------间歇式 采用间歇法造气时，空气和蒸汽交替通入煤气发生炉。通入空气的过程称为吹风，制得的煤气叫空气煤气；通入水蒸气的过程称为制气，制得的煤气叫水煤气；空气煤气与水煤气的混合物称为半水煤气。 吹风 2C＋O2＋3.76N2 = 2CO＋3.76N2 ΔH0=-248.7 kJ·mol-1 制气 C＋H2O(g)= CO＋H2 ΔH0 =131.4 kJ·mol-1 总反应 7C＋O2＋3.76 N2＋5H2O(g)==7CO＋3.76 N2＋5H2 ΔH0＝408.3 kJ·mol-1 固体燃料气化法的化学计量方程式为： a．空气吹风 空气从造气炉底部吹入，送风发热，提高炉温，吹风后的气体去废热锅炉回收热量后放空； 为充分利用热量和安全，生产过程如图45所示。 工业上采用间歇操作送风发热法，即交替进行吹风和制气。 d．二次上吹 下吹后，炉底充满水煤气，此时吹入空气升高炉温，可能引起爆炸。再从炉底吹入蒸汽将炉底煤气排净，为吹风作准备。二次上吹虽可制气，但炉温低，气质差，二次上吹时间尽可能短； b．上吹制气 蒸汽从炉底吹入制水煤气，水煤气通过废热锅炉回收热量，除尘、洗涤后送入气柜。 c．下吹制气 上吹制气后，炉底温度下降，炉顶温度尚高，使蒸汽从炉顶吹入与碳反应，生成半水煤气从炉底导出，经除尘、洗涤, 送入气柜； e．空气吹净 空气从炉底吹入，将残存的水煤气吹出并送入气柜，同时制得的吹风气(空气煤气)与b,c,d阶段制得的水煤气在气柜中混合为半水煤气。 缺点：气化设备简单、便于控制，能耗大，约有一半原料被当作燃料烧掉，生产能力低，产生三废(煤渣、含氰废水、含硫废气等)较多。 ②烃类蒸汽转化法 以轻质烃为原料生产原料气。有操作连续，工程投资省，能量消耗低等优点。 在3.8MPa下配入3.5倍体积的中压水蒸气，进一步加热到500℃左右，进装有α-Al2O3为载体的镍催化剂的反应管内。气体在反应管内于650～800℃温度下发生转化反应： 烃类蒸汽转化法应用最多的是加压两段催化转化法，该法的生产流程如图上所示. CH4 + H2O＝３H2 + CＯ ΔH0＝206.4KJ CH4 + 2Ｈ2O＝４H2 + CO2 ΔH0＝165.3KJ 配入0.25~0.5%氢的天然气,在3.6MPa压力下被烟道气预热到380℃左右，在脱硫器中经脱硫后，使其总硫含量小于0.5μg/g。 90%的CH4发生转化. 转化后的气体进入二段转化炉, 出来的气体组成为CH40.3%，CO227.6%，H257%，CO12.8%，N222.3%,气体温度