压力对移动床气化指标的影响.pptVIP

压力对移动床气化指标的影响 1压力对煤气组成的影响 2压力对氧气耗量的影响 3压力对蒸汽耗量的影响 4压力对气化炉生产能力的影响 5压力对煤气产率的影响 1. 压力对煤气组成的影响 常压气化的混合发生炉煤气和水煤气与加压气化的鲁奇炉煤气对照，可见在加压条件下，煤气中的甲烷和二氧化碳有所增加，而一氧化碳和氢气相应下降，其变化情况见表4-6(见156页)。 造成加压气化煤气组成变化的主要原因： 因在压力下，有利于生成甲烷的反应，不利于二氧化碳还原反应 和水蒸气分解反应，故二氧化碳的还原程度和水蒸气分解率均受到一定影响，造成二氧化碳和水蒸气含量偏高，而一氧化碳和氢气含量偏低。但是，又必须向C十2H2→CH4的反应提供足够的氢量，同时也为了维持使固态排渣顺利进行的气化温度，故加压气化不得不采用过量的水蒸气，从而造成水蒸气分解率的下降，煤气中未分解的水蒸气量增加，水蒸气进一步又与一氧化碳反应生成二氧化碳和氢气，更增加了粗煤气中二氧化碳的含量。图4—8为粗煤气组成随气化压力变化的情况，图4—9为净煤气组成和煤气高热值随气化压力变化的情况。 2.压力对氧气耗量的影响 在加压气化中，生成甲烷的反应均为放热反应，这些反应成了气化炉内除碳燃烧反应外的第二热源，从而大大减轻了燃烧反应中碳和氧的消耗。随着气化压力的提高，生成甲烷的反应进行得更充分，氧气的消耗量亦随之下降。例如，生产煤气的热值一定时，在1.96MPa下消耗的氧气仅为常压气化的 二分之一到三分之二，见表4—7。 3、压力对蒸汽耗量的影响 在加压气化中，压力升高，水蒸气耗量亦增大，其关系如图4-11 这是由于采用较高的气化压力时，生成的甲烷量增加，生成甲烷所耗的氢气量亦增加，因而，气化系统需要的水蒸气绝对量增加。 但是，加压不利于水蒸气分解反应的进行，在压力下水蒸气分解率下降。这双重原因造成加压气化的水蒸气耗量比常压下气化大幅度上升。而且，在实际操作中，还需用蒸气量来控制炉温，以保证固态排渣的顺利进行，故总的蒸气耗量加压时约比常压高2.5-3倍。水蒸气分解率在常压下约为65％，在1.96MPa压力下，降为36％， 4.压力对气化炉生产能力的影响 在上一章中，叙述发生炉煤气和水煤气的强化生产时，曾提到提高鼓风速度是强化生产的一种简单且行之有效的措施。但鼓风速度的提高往往受裂料层阻力和带出物数量的限制，而不能尽如人愿。但在加压操作下，该情况有了明显的改观，从而使气化强度得到了大幅度的提高。 假定带出物的数量相等，也即在常压气化炉和加压气化炉中，炉出煤气的动压头相等(因近似计算，浮力产生的影响忽略不计)，则有下列方程： 5.压力对煤气产率的影响 气化压力的提高，使生成甲烷的量增加，气体的总体积减少，与常压气化相比，加压气化的煤气产率较低。随着气化压力的提高，煤气产率呈现下降趋势，而且净煤气产率的下降幅度比粗煤气产率更大。因为加压气化的粗煤气中，含有大量二氧化碳，一旦净化脱除，使净煤气体积大为减少。图4-13为气化压力与煤气产率的关系。 * 由图4—9中可见，净煤气热值随气化压力的升高而增高，并已达到城市煤气的热值要求。但净煤气的一氧化碳含量仍在20％以上。为使用安全起见，当用作城市煤气时，必须经过一氧化碳变换处理。 图4—10为气化压力与氧气消耗量及氧气利用率的关系。 在制气生产的成本计算中，当使用电力为主要生产动力时，耗电费用约占成本的25—30％，而制氧所消耗的电量就占总电耗的一半左右。因此，采用氧耗低的生产方法有明显的经济性。 式中 W1、W2——分别为常压气化炉和加压气化炉内的煤气实际流速，m／s； γ1、γ2——分别为常压气化炉和加压气化炉内煤气实际重度，kg／m3。 *