浅谈造气工艺

云锡职业技术学院毕业论文论文题目浅谈造气工艺学院云锡职业技术学院专业应用化工技术年级11级应用化工技术姓名谷智敏指导教师李德2013年9月10日云锡职业技术学院毕业设计（论文）任务书题目浅谈造气工艺专业应用化工技术班级11级应用化工技术学生姓名谷智敏学号11121401020指导教师李德学号11121401020摘要造气主要任务是以无烟块煤、小籽煤、煤棒或煤球为原料，采用固定床连续气化法，在高温条件下，交替或同时通空气和蒸汽进行气化反应，制得合格、充足的半水煤气供后工段使用。关键词：造气，工艺流程，工艺指标目录前言.................................................................11富富氧造气的性质与用途..................................................11.1富富氧造气的物理性质.................................................11.2富氧造气的化学性质...................................................11.3富氧造气的用途.......................................................11.4富氧造气的生产方法...................................................12工艺流程..............................................................22.1气体流程............................................................22.2煤气系统工艺流程图...................................................23富氧制气操作规程.......................................................33.1工艺流程............................................................33.2工艺指标............................................................33.3富氧炉正常操作要点：.................................................44常见事故判断与处理.....................................................54.1富氧炉上气道温度过高.................................................54.2灰仓温度超指标.......................................................54.3过氧.................................................................64.4炉内阻力增大.........................................................64.5炉下压力过大.........................................................64.6炉下压力过低.........................................................64.7安全注意事项：......................................................75正常操作要点..........................................................75.1工艺调节、操作原则...................................................75.2工艺调节操作要点....................................................7总结.................................................................12参考文献...............................................................12致谢.................................................................13前言富氧造气主要是为合成氨做准备，目前，中国是世界上最大的化肥生产和消费大国，合成氨年生产能力已达4222万吨。但合成氨一直是化工产业的耗能大户。6月7日～8日，全国合成氨节能改造项目技术交流会在北京召开，明确了“十一五”期间合成氨节能工程在降耗、环保等方面要达到的具体目标。大型合成氨装置采用先进节能工艺、新型催化剂和高效节能设备，提高转化效率，加强余热回收利用；以天然气为原料的合成氨推广一段炉烟气余热回收技术，并改造蒸汽系统；以石油为原料的合成氨加快以洁净煤或天然气替代原料油改造；中小型合成氨采用节能设备和变压吸附回收技术，降低能源消耗。煤造气采用水煤浆或先进粉煤气化技术替代传统的固定床造气技术。到2010年，合成氨行业节能目标是：单位能耗由目前的1700千克标煤／吨下降到1570千克标煤／吨；能源利用效率由目前的42.0％提高到45.5％；实现节能570万～585万吨标煤，减少排放二氧化碳1377万～1413万吨。1富富氧造气的性质与用途1)1.1富富氧造气的物理性质以含氧量大于21％的空气和水蒸气为气化剂在高温下进行煤)连续气化的方法。富氧空气可由空气分离或变压吸附方法制得。富氧气化可在固定床炉中也可在流化床炉中进行。采用含氧量50％左右的富氧空气可制得符合合成氨原料气要求的合成气。1)1.2富氧造气的化学性质以无烟煤块、小籽煤、煤棒为原料，采用间歇式固定层气化法，在高温条件下，交替同空气和蒸汽进行气化反应，制得合格、充足的半水煤气。1)1.3富氧造气的用途富氧造气的气体主要是半水煤气，是气体燃料的一种。主要成分是氢和一氧化碳。由水蒸气和赤热的无烟煤或焦炭作用而得。工业上大多用蒸气和空气轮流吹风的间歇法，或用蒸气和氧一起吹风的连续法。热值约为10500千焦/标准立方米。此外，尚有用蒸气和空气一起吹风所得的“半水煤气”。可作为燃料，或用作合成氨、合成石油、有机合成、氢气制造等的原料。1)1.4富氧造气的生产方法目前的中氮厂大多以焦炭或山西无烟煤（白煤）为原料，采用间歇法工艺技术，生产半水煤气加工合成氨。2工艺流程1)2.1气体流程向造气炉内交替通入空气和蒸汽，与炉内灼热的炭进行气化反应。吹风阶段生成的吹风气根据要求送三气岗位回收热量或直接由烟囱放空，并根据需要回收一小部分进入气柜，用以调节循环氢。从造气炉出来的半水煤气经显热回收、洗气塔冷却后，在气柜中混合，然后经静电除尘去压缩工段。上述制气过程在微机集成油压系统控制下，往复循环进行，每一个循环一般分六个阶段，其流程如下：（1）吹风阶段空气由鼓风机来→吹风阀→自炉底鼓风箱入炉→旋风除尘器→三气阀（或烟道阀）→三气岗位（或烟囱放空）（2）回收阶段空气由鼓风机来→吹风阀→自炉底鼓风箱入炉→旋风除尘器→上行煤气阀→煤气总阀入煤气总管→显热回收→洗气塔→气柜→静电除焦→压缩（3）上吹（加氮）制气阶段蒸汽（加氮空气）由蒸汽总管来→上吹蒸汽阀→自炉底入造气炉→旋风除尘器→上行煤气阀→煤气总阀入煤气总管→显热回收→洗气塔→气柜→静电除焦→压缩（4）下吹制气阶段蒸汽由蒸汽总管来→下吹蒸汽阀→自炉顶入造气炉→下行煤气阀→煤气总阀入煤气总管→显热回收→洗气塔→气柜→静电除焦→压缩（5）二次上吹制气阶段蒸汽由蒸汽总管来→上吹蒸汽阀→自炉底入造气炉→旋风除尘器→上行煤气阀→煤气总阀入煤气总管→显热回收→洗气塔→气柜→静电除焦→压缩（6）空气吹净阶段空气由鼓风机来→吹风阀→自炉底鼓风箱入炉→旋风除尘器→上行煤气阀→煤气总阀入煤气总管→显热回收→洗气塔→气柜→静电除焦→压缩1)2.2煤气系统工艺流程图加氮阀吹风阀风机蒸总上蒸下蒸上行阀烟道阀水封阀三气阀去缓冲罐汽包造气炉缓冲罐来蒸汽吹风气送至燃烧炉煤气送至显热回收旋风除尘器下行阀单台造气炉工艺流程图3富氧制气操作规程1)3.1工艺流程富氧制气过程是指将氧压缩机来的纯氧减压后与空气按照一定比例混合，然后与蒸汽混合从炉底进入与煤发生气化反应的过程。富氧空气与蒸汽混合→自炉底入造气炉→旋风除尘器→上行煤气阀→煤气总阀入煤气总管→显热回收→洗气塔→气柜主要化学反应：C+O2=CO2+409.1kJ2C+O2=2CO+246.6kJ2CO+O2=2CO2+573.2kJC+H2O＝CO+H2-122.7kJC+2H2O＝CO2+2H2-80.4kJCO2+C＝2CO-165.0kJ1)3.2工艺指标（1）纯氧指标压力：减压前4.0MPa，减压后0.025MPa流量：正常使用时5000m3/h。（2）富氧指标压力：混合后富氧空气0.025MPa。富氧浓度：50～60％正常流量：9000～10000m3/h。（3）混合气化剂指标入炉压力：0.025MPa气汽比：富氧/蒸汽＝1/1～1.2（4）炉内反应指标加炭周期：3min/次，后根据实际反应情况进行调整。碳层控制高度：与水夹套上沿平齐。炉内温度：上行煤气温度≦800℃，灰仓温度≦120℃出口煤气成分：CO2:12~16%,O2≦0.4%;CO+H270%;其中CO≦45％。1)3.3富氧炉正常操作要点：3.3.1间歇炉转富氧炉主操工在微机上对该炉先进行间歇炉停炉操作，副操工对各阀门开启状况进行确认后，主操工再点击“转换”按钮(未停炉时对其进行锁定保护)进入富氧炉操作界面，手动点击“停炉/运行”按钮（阀门状态为：上行煤气阀－开、煤气总阀－开、蒸总－开、上吹蒸汽阀－开、吹风，上加N2阀－关、下吹蒸汽阀－关、下行煤气阀－关、烟道阀－关），同时根据氧表显示调节富氧空气中氧含量到50－60%，副操工打开二楼平台处该炉富氧手动闸阀，10s后富氧液压闸阀开启，主操工开启该炉富氧自调阀，并根据炉温逐步增加富氧入炉流量至正常工艺指标，并根据炉况调节炉条机转速。3.3.2富氧炉转间歇炉主操工在微机上关闭该炉富氧自调阀，停炉条机，再点击“运行/停炉”按钮（此时，富氧液压闸阀、煤气总阀关闭，烟道阀、蒸总和上吹蒸汽阀开启），同时，副操工关闭二楼平台处该炉富氧手动闸阀，10s后蒸总阀关闭，“转换”按钮解除锁定保护，点击“转换”按钮进入间歇炉操作界面，同时，副操对各阀门开启状况进行确认后，按照原间歇炉操作进行即可。3.3.3开炉主操工观察确认富氧空气中氧含量是否达标后，手动点击“停炉/运行”按钮（此时煤气总阀、蒸总阀开启），10s后富氧液压闸阀开启，主操工再开启该炉富氧自调阀，并根据炉温逐步增加富氧入炉流量至正常工艺指标，并根据炉况调节炉条机转速。3.3.4停炉主操工在微机上关闭该炉富氧自调阀，停炉条机，再点击“运行/停炉”按钮（此时，富氧液压闸阀、煤气总阀关闭，烟道阀、蒸总阀开启），10s后蒸总阀关闭，“转换”按钮解除锁定保护，此时打出联系灯（铃）。3.3.5下灰副操得到停炉下灰信号，检查确认富氧阀、煤气总阀等落到位处安全停炉状态后，向一楼下灰作业人员发出下灰指令。4常见事故判断与处理1)4.1富氧炉上气道温度过高原因：1炉下结块2灰渣层过厚3富氧浓度高或富氧流量过大4炉内炭层产生风洞5蒸汽用量过小6炭层过低处理:(4)加快炉条机转速，适当加大蒸汽用量，停炉人工扒块，减负荷操作(5)加快炉条机转速，适当减少负荷(6)调