1、第四章 气化过程生产技术(上）,煤气化生产技术,2,移动床气化工艺,2,流化床气化工艺,3,概 述,1,第四章 气化过程生产技术,气流床气化工艺,4,熔融床气化工艺,5,工业上常用炉型的比较,6,3,第一节 概述,1,2,影响气化主要因素,煤气化过程的主要评价指标,3,气化炉分类及结构,4,一、影响气化主要因素,影响气化主要因素包括：气化原料理化性质、气化过程操作条件和气化炉构造等三个方面。气化原料理化性质对气化过程的影响包括煤水分、挥发分、硫分、灰分、黏结性、机械强度、热稳定性、灰熔点和煤的化学活性等。,二、煤气化过程的主要评价指标,1煤气质量 2气化强度:气化炉每单位炉截面积在每小时气化的
2、煤质量,二、煤气化过程的主要评价指标,3煤气产率4灰渣含碳量（原料损失）,二、煤气化过程的主要评价指标,5碳转化率,二、煤气化过程的主要评价指标,6气化效率 气化效率是指所制得的煤气热值和所使用的燃料热值之比。 当不包括焦油时： 当包括焦油时：,二、煤气化过程的主要评价指标,热效率计算公式如下： 当不包括焦油时：当包括焦油时：,二、煤气化过程的主要评价指标,7单炉生产能力8消耗指标 （1）水蒸气消耗量和蒸汽分解率 （2）汽氧比 （3）氧煤比, 1.气固反应器类型 几种床层状态床层：若是在一个圆筒形的容器内安装一个多孔的水平分布板,并将固体颗粒堆放在分布板上,形成一层固体层,工程上称为”床层”,
3、简称”床”. 固定床：气流速度不致使固体颗粒的相对位置发生变化,即固体颗粒处于固定状态,床层高度基本上维持不变. 流化床：气流速度提高,固体颗粒全部浮动起来,但是仍逗留在床层中不被流体带出. 气流床：进一步提高流速,固体颗粒不能继续逗留在床层中,开始被流体带出容器外,固体颗粒和分散流动与气体质点的流动类似.,二、煤气化过程的主要评价指标,以燃料在炉内的运动状况来分类，可将气化炉分为以下四种类型： 固定床气化炉 流化床气化炉 气流床气化炉 熔融床气化炉,二、煤气化过程的主要评价指标,煤气化炉的基本原理,依据煤运动方式的不同，有多种气化方式：,几种床层状态的气化炉 固定床(移动床)气化炉 原料：6
4、50块煤或者煤焦 加料方式：上部加料 排灰方式：固态或者液态 灰渣和煤气出口温度：不高 炉内情况:煤焦与产生的煤气、 气化剂与灰渣都进行逆向热交换,流化床气化炉 原料：35mm 加料方式：上部加料 排灰方式：固态排渣 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况:悬浮沸腾,气流床气化炉 原料：粉煤（以上通过目） 加料方式：下部与气化剂并流加料 排灰方式：液态排渣 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况:煤与气化剂在高温火焰中反应,熔池气化炉 气固液三相反应气化炉 原料： 以下直至煤粉所有范围的煤粒 加料方式：燃料与气化剂并流加入 排灰方式：液态 灰渣和煤气出口温度：接近炉温 炉内情况:熔池是液态的熔
5、灰、熔盐或熔融金属作为气化剂和煤的分散剂，作为热源供煤中挥发物的热解和干馏。,各种床层气化炉的比较,自热式气化炉中不同产热方式的比较,三、气化炉分类及结构,第二节 移动床气化工艺,1,2,移动床床层结构及温度分布,常压发生炉煤气生产工艺,3,常压发生炉煤气生产工艺,24,一、移动床床层结构及温度分布,移动床是一种古老的气化装置。 燃料有褐煤、长焰煤、烟煤、无烟煤、焦炭等。 气化剂有空气、空气-水蒸气、氧气-水蒸气等。 燃料由移动床上部的加煤装置加入，底部通入气化剂，燃料与气化剂逆向流动，反应的灰渣由底部排出。,常压：以空气或水蒸气为气化剂，值得煤气热值较低。 加压：以水蒸气为气化剂，扩大了对煤
6、种的适应性。,一、移动床床层结构及温度分布,当炉料装好进行气化时，炉内料层可分为六个层带，自上而下分别为： 空层 干燥层 干馏层 还原层 氧化层 灰层,三个方面的作用： 由于灰渣结构疏松并含有许多孔隙，对气化剂在炉内的均匀分布有一定的好处。煤灰的温度比刚入炉的气化剂温度高，可使气化剂预热。灰层上面的氧化层温度很高，有了灰层的保护，避免了和气体分布板的直接接触，故能起到保护分布板的作用。,根据煤灰分含量的多少和炉子的气化能力制定合适的清灰操作。 灰渣层一般控制在100400mm较为合适，视具体情况而定。 清灰太少，灰渣层加厚，氧化层和还原层相对减少，将影响气化反应的正常进行，增加炉内的阻力；清灰
7、太多，灰渣层变薄，造成炉层波动，影响煤气质量和气化,灰渣层温度较低，灰中的残碳较少，所以灰渣层中基本不发生化学反应。,也称燃烧层或火层，是煤炭气化的重要反应区域，从灰渣中升上来的预热气化剂与煤接触发生燃烧反应产生的热量是维持气化炉正常操作的必要条件。,考虑到灰分的熔点，氧化层的温度太高有烧结的危险，所以一般在不烧结的情况下，氧化层温度越高越好，温度低于灰分熔点的80120为宜，约1200左右。氧化层厚度控制在150300mm左右，要根据气化强度、燃料块度和反应性能来具体确定。,氧化层带温度高，气化剂浓度最大，发生的化学反应剧烈，主要的反应为：C+O2 CO2 2C+O2 2CO 2CO+O2
8、CO2 上面三个反应都是放热反应，因而氧化层的温度是最高的。,还原层厚度一般控制在300500mm左右。如果煤层太薄，还原反应进行不完全，煤气质量降低；煤层太厚，对气化过程也有不良影响，尤其是在气化黏结性强的烟煤时，容易造成气流分布不均，局部过热，甚至烧结和穿孔。 习惯上，把氧化层和还原层统称为气化层。气化层厚度与煤气出口温度有直接的关系，气化层薄出口温度高；气化层厚，出口温度低。因此，在实际操作中，以煤气出口温度控制气化层厚度，一般煤气出口温度控制在600左右。,在氧化层的上面是还原层，赤热的炭具有很强的夺取水蒸气和二氧化碳中的氧而与之化合的能力，水(当气化剂中用蒸汽时)或二氧化碳发生还原反
9、应而生成相应的氧气和一氧化碳，还原层也因此而得名。,干馏层位于还原层的上部，气体在还原层释放大量的热量，进入干馏层时温度已经不太高了，气化剂中的氧气已基本耗尽，煤在这个过程历经低温干馏，煤中的挥发分发生裂解，产生甲烷、烯烃和焦油等物质，它们受热成为气态而进入干燥层。,干馏区生成的煤气中因为含有较多的甲烷因而煤气的热值高，可以提高煤气的热值,但也产生硫化氢和焦油等杂质。,干燥层位于干馏层的上面，上升的热煤气与刚入炉的燃料在这一层相遇并进行换热，燃料中的水分受热蒸发。,一般地，利用劣质煤时因其水分舍量较大，该层高度较大，如果煤中水分含量较少，干燥段的高度就小。,控制空层高度一是要求在炉体横截面积上
10、要下煤均匀下煤量不能忽大忽小；二是按时清灰。,必须指出-上述各层的划分及高度，随燃料的性质和气化条件而异，且各层间没有明显的界限，往往是相互交错的。,空层即燃料层的上部，炉体内的自由区，其主要作用是汇集煤气。 由于空层的自由截面积增大，使得煤气的速度大大降低，气体夹带的颗粒返回床层，减小粉尘的带出量。,移动床分类： 移动床按气化压力来分类，可以分为常压移动床和加压移动床； 按排渣性质可以分为固态排渣移动床和液态排渣移动床； 按气化剂性质分为空气煤气、水煤气、混合煤气、富氧蒸汽移动床等。,移动床气化工艺,常压发生炉煤气生产工艺,加压气化生产工艺,发生炉煤气种类,制气原理,煤气发生炉,典型工艺流程
11、、设备、工艺参数,物料、热量衡算,加压生产特点,加压气化炉,物料、热量衡算,工艺流程与工艺参数,二、常压发生炉煤气生产工艺,特点是： 整个气化过程是在常压下进行的； 在气化炉内，煤是分阶段装入的，随着反应时间的延长，燃料逐渐下移，经过干燥、干馏、还原和氧化等各个阶段，最后以灰渣的形式不断排出，而后补加新的燃料； 操作方法有间歇法和连续气化法； 气化剂中的空气或富氧空气，用来和碳反应提供热量，水蒸气则利用该热量和碳反应，自身分解为氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷等气体。,(一)发生炉煤气种类,发生炉煤气根据使用气化剂和煤气的热值不同，一般可以分为： 空气煤气 混合煤气 水煤气 半水煤气,（二）制气
12、原理 -空气煤气,空气煤气的制气原理,气化剂：以空气作为气化剂,化学反应： C+O2CO2 -394.1KJ/mol C+CO2 2CO +173.3KJ/mol,缺点：炉内热量积聚，料层和煤气温度升得较高 ；存在易结渣；适宜采用液态排渣的气化炉；煤气热值低；出口温度高；气化效率低等问题,空气煤气成分：一氧化碳为主要可燃成分。 影响煤气成分的因素 ：温度、反应速度,（二）制气原理 混合煤气,混合煤气的制气原理,气化剂：空气中混合一定量的水蒸气,化学反应：,特点：和空气煤气相比较，热值大大提高。又因为水蒸气的分解需要吸收热量，这就可以降低气化层的温度，使灰渣维持在不熔融的状态，因此可以采用固态排
13、渣气化炉。,（二）制气原理 水煤气,水煤气的制气原理,气化剂：以水蒸气作为气化剂,化学反应：C+H2OCO+H2 +135.0 kJmol C+2H2O CO2+2H2 +96.6kJmol CO+H2O H2+CO2 38.4kJmol C+2H2 CH4 -84.3kjmol,特点：它广泛用于合成原料气，这种煤气生产工艺避免了普通方法制取混合煤气时易结渣及热效率低的缺点，并能获得热值较高的水煤气。如合成氨企业,影响煤气成分的因素： 1、温度：水煤气反应均为吸热反应，提高温度可增加生成气体中一氧化碳和氢的含量；在900的高温下，生成二氧化碳和甲烷的量却几乎为零。 2、燃料的活性,为了提供热量
14、在气化之前，先通入空气燃烧部分煤，产生气化所需要的足够的热量，然后送入水蒸气进行气化反应制取煤气，随气化的进行，床层温度逐渐下降，到一定程度后，停止送入水蒸气。然后再通入空气进行燃烧反应。这种方法工业上称间歇制气。,（三）煤气发生炉,目前，国内普遍使用的有3M-13型(即3A-13型)、3M-21型(即3A-21型)、W-G、UGI及两段式气化炉。 这些气化炉的共同特点是都有加煤装置、炉体、除灰装置和水夹套等。为扩大气化用煤，有的炉内设置搅拌破黏装置；为使气化剂在炉内分布均匀，采用不同的炉蓖。 发生炉一般有炉径1000mm、1500mm、2000mm，3000mm等规格，水煤气炉一般有炉径 1
15、600mm、1980mm、2260mm、2740mm、3000mm等。,气化炉的基本概念,气化炉的组成,加煤系统,气化反应部分,排灰系统,考虑：入炉煤的分布和加煤时的密封问题。,是煤炭气化的主要反应场所 高温，加设内璧衬里或加设水夹套。 水夹套：保护炉体免受高温，生产蒸汽。,考虑：气体的均匀分布和排灰时的密封问题,探火孔作用：煤料扒平、捅渣、用钎子测气化层的温度、厚度等。 探火孔由孔塞、孔座及喷气环等构成。 要求：密封性好 喷气环的作用：从喷气环喷出的水蒸气斜向进入炉内空间上部，在探火孔处形成一层隔离水蒸气气幕，防止煤气外泄和空气进入炉内。,炉箅 作用：支撑炉内总料层，使气化剂均匀分布，与碎渣
16、圈一起对灰渣进行破碎、移动和下落 它由四或五层炉箅和炉箅座重叠后用一长杆螺栓固定成一整体，然后固定在灰盘上。每两层炉算之间及最后一层炉箅和炉箅座之间开有布气孔。 安装时炉箅整体的中心线和炉体的中心线偏移少许，可以避免灰渣卡死。,3M-21混合煤气发生炉,3M-21型移动床混合煤气发生炉,碎渣圈：上面与水套固定，下部有6把灰刀。当炉箅和灰盘转动时，碎渣圈不动，大块灰渣受到挤压和剪切而碎裂，并下移。当灰渣移到小灰刀处，即被灰刀刮到灰盘。 碎渣圈的另一作用是和灰盘外套构成水封装置，做炉底密封用。 炉顶耐火衬里和水夹套上部耐火衬里的主要作用是保护炉身钢制外壳，防止因高温变形烧坏。 耐火衬里的缺点是容易
17、挂渣，为防止挂渣，可以采用全水套炉身结构,3M-13型移动床混合煤气发生炉,3M-13型和3M-21型的结构及操作指标基本相同，不同的是加煤机构和破黏装置。,WG气化炉,优点：1、料管多点加料，布料比较均匀;2、采用空气鼓入水夹套增湿的办法，直接充分利用水夹套中的蒸汽;3采用干法排渣，没有水封高度的限制，可提高鼓风压力和风速等。 缺点：炉体高大，所以生产厂房的建设投资相对较高，操作环境较差。,.UGI型水煤气发生炉,制造水煤气的关键是水蒸气的分解，由于水蒸气的分解是吸热反应，一般采用的方法是燃烧部分燃料来提供。 间歇法制造水煤气，主要是由吹空气(蓄热)、吹水蒸气(制气)两个过程组成的。 在实际
18、生产过程中，还包含一些辅助过程，共同构成一个工作循环。,.UGI型水煤气发生炉,第一阶段为吹风阶段：吹入空气，提高燃料层的温度，空气由阀门1进入发生炉，燃烧后的吹风气由阀门4、5后经过烟囱排出，或去余热回收系统。 第二阶段为水蒸气吹净阶段：阀门1关闭，阀门2打开，水蒸气由发生炉下部进入，将残余吹风气经阀门4、5排至烟囱，以免吹风气混入水煤气系统，此阶段时间很短。如不需要得到纯水煤气时，例如制取合成氨原料气该阶段也可取消。,第三阶段为一次上吹制气阶段：水蒸气仍由阀门2进入发生炉底部，在炉内进行气化反应，此时，炉内下部温度降低而上部温度较高，制得的水煤气经阀门4、6(阀门5关闭)后，进入水煤气的净
19、化和冷却系统，然后进入气体储罐。 第四阶段为下吹制气阶段：关闭阀门2、4，打开阀门3、7，水蒸气由阀门3进入气化炉后，由上而下经过煤层进行制气，制得的水煤气经过阀门7后由阀门6去净化冷却系统。该阶段使燃料层温度趋于平衡。,第五阶段为二次上吹制气阶段：阀门位置与气流路线同第三阶段。主要作用是将炉底部的煤气吹净，为吹入空气做准备。第六阶段为空气吹净阶段：切断阀门7，停止向炉内通入水蒸气。打开阀门1，通入空气将残存在炉内和管道中的水煤气吹入煤气净制系统。,.UGI型水煤气发生炉,水煤气发生炉和混合煤气发生炉的构造基本相同，一般用于制造水煤气或作为合成氨原料气的加氮半水煤气，代表性的炉型当推UGI型水
20、煤气发生炉。,水煤气生产原料用焦炭或无烟煤，燃料从炉顶加入，气化剂从炉底加入，灰渣主要从炉子的两侧进入灰瓶，少量细灰由炉箅缝隙漏下进入炉底中心的灰瓶内。,二、常压发生炉煤气生产工艺,常见工艺流程 （1）热煤气流程 （2）无焦油回收的冷煤气流程 （3）有焦油回收的冷煤气流程,1）热煤气站流程,该类煤气站一般以烟煤为原料，生产出的煤气经干式旋风除尘器和沉灰斗除尘后即送给用户。,特点:可以充分利用煤气的显热热效率高;系统简单，没有含酚及焦油的污水排出，节省投资和生产费用;煤气出口压力低，输送距离受到限，一般小于60米;为防止煤气冷却和焦油蒸汽的冷凝，煤气出制输送系统的各个设备均需保温，因而管道相对笨
21、重造价高;,2)无焦油的冷煤气站,该类煤气站一般以焦炭、无烟煤为原料，也可用挥发分含量较少的贫煤。气化时不产生或极少产生焦油，因此不需要设置焦油回收设备。煤气经冷却、洗涤净化系统的处理，温度由450550左右降低至35，再经加压后送往脱硫工段及用户。特点:生产系统简单，操作方便，节省投资;煤气经冷却、除尘及加压后可以远距离输送;排出的洗涤水中酚类含量低，处理简单;煤气热值(标况)相对较低,2无焦油回收系统的冷煤气流程,3)回收焦油的冷煤气发生站,该类煤气站以烟煤为原料，在生产过程中要产生一定数量的焦油及含酚污水，因此生产系统较为复杂。特点:生产系统较复杂，尤其是焦油回收及其循环水的处理部分投资
22、大、生产费用高; 竖管及洗涤塔排出的含酚污水必须进行处理，以便循环使用; 煤气经冷却、净化，加压输送的距离不受限制。,3.有焦油回收系统的冷煤气流程,4.两段式冷净煤气工艺流程,二、常压发生炉煤气生产工艺,4.主要设备简介 （1）双竖管 冷却水的用量可以由下式计算：,二、常压发生炉煤气生产工艺,二、常压发生炉煤气生产工艺,（2）洗涤塔,二、常压发生炉煤气生产工艺,（3）电捕焦油器,二、常压发生炉煤气生产工艺,5.工艺参数及控制 （1）混合发生炉煤气的工艺参数及控制,二、常压发生炉煤气生产工艺,（2）水煤气发生炉工艺指标及控制,二、常压发生炉煤气生产工艺,吹空气过程的操作条件 吹风过程的热效率用
23、料层蓄积的热量与该过程所消耗的热量之比来表示，即：,二、常压发生炉煤气生产工艺,制气阶段的效率 制气效率用下式表示，即：气流速度 水蒸气用量 料层高度 循环时间,二、常压发生炉煤气生产工艺,6.物料、热量衡算 （1）衡算原理 （2）衡算实例 已知原始数据如下：,二、常压发生炉煤气生产工艺,焦油产率 无烟煤气化的焦油产率可忽略不计。 灰渣含碳量CF=15% 带出物产率取为燃料的2%。 带出物组成（重量%）为碳80，灰20 煤气出口温度500。 气化剂饱和温度55。,二、常压发生炉煤气生产工艺,物料衡算 基准换算 将干燥基灰分Ad换算为收到基灰分Aar：由干燥无灰基（daf）转变成收到基（ar）的
24、转换系数为：,二、常压发生炉煤气生产工艺,将所给的原料组成（干燥无灰基）换算为用收到基表示的组成(%)为：,二、常压发生炉煤气生产工艺,干灰渣产率的计算 原料中的灰分转入灰渣和带出物中，因而：以100收到基原料煤为基准，原料中的碳量为：,二、常压发生炉煤气生产工艺,灰渣含碳量为：带出物中的含碳量为：,二、常压发生炉煤气生产工艺,以100m3煤气为计算基准，则煤气中各组分含碳量为：所以，每100m3煤气中含碳量为：,二、常压发生炉煤气生产工艺,由以上计算数据可求得干煤气产率为：即：,二、常压发生炉煤气生产工艺,氮平衡计算 100煤所产干煤气中的氮气为：原料带入的氮为：空气的消耗量为：,二、常压发
25、生炉煤气生产工艺,计算蒸汽的消耗量 确定煤气中的水分含量 以100原料为计算基准，计算如下。原料煤带入的氢量包括化合氢和煤中水分的氢：,二、常压发生炉煤气生产工艺,气化剂中水蒸气的氢量为： 转入煤气中的氢量为：因此煤气中的水含量为：,二、常压发生炉煤气生产工艺,煤气的产率计算蒸汽分解率所以分解的水蒸气为： 由此求得水蒸气的分解率为：,二、常压发生炉煤气生产工艺,计算煤气中元素的质量组成,二、常压发生炉煤气生产工艺,表4-1 气化过程物料平衡综合表（以气化100入炉煤计算）,二、常压发生炉煤气生产工艺,热量衡算。 供热方 第一项 煤的发热量Q1： 第二项 煤带入的显热Q2： 第三项 气化用水蒸气
26、和气封用水蒸气带入热Q3：第四项 气化用空气的显热Q4： 故总进入热量Q为：,二、常压发生炉煤气生产工艺,付热方 第一项 干煤气的发热量Q1： 第二项 干煤气的显热Q2： 第三项 煤气中水分的热含量Q3：第四项 带出物的热焓Q4 ：,二、常压发生炉煤气生产工艺,第五项 灰渣的热焓Q5，灰渣排出温度取400：第六项 发生炉夹套产生的蒸汽热焓Q6，假设全用于气化过程，则和Q3相同。 第七项 其他热损失Q7，如向气化炉四周空气中散失的热量，生产过程中设备的泄露等。 付热方总热量计算方程为：,二、常压发生炉煤气生产工艺,气化效率 气化效率用生成物的热值比原料的热值，即：热效率 一般指生成物的热值与可回
27、收的热值之和占所供给的总热值之和。,二、常压发生炉煤气生产工艺,表4-2 气化过程热平衡综合表（以100入炉无烟煤计算）,二、常压发生炉煤气生产工艺,7.典型常压发生炉 （1）3M21型移动床混合煤气发生炉,二、常压发生炉煤气生产工艺,二、常压发生炉煤气生产工艺,（2）3M13型移动床混合煤气发生炉,二、常压发生炉煤气生产工艺,二、常压发生炉煤气生产工艺,（3）UGI型水煤气发生炉,二、常压发生炉煤气生产工艺,表4-3 不同燃料循环时间分配表,二、常压发生炉煤气生产工艺,（4）魏尔曼-格鲁夏（Wellman-Galusha）煤气发生炉,二、常压发生炉煤气生产工艺,（5）两段式煤气发生炉 连续式
28、两段发生炉,二、常压发生炉煤气生产工艺,表4-4 两段炉煤气指标,二、常压发生炉煤气生产工艺,间歇式两段炉,三、加压气化生产工艺,1.加压气化生产特点 （1）原料选择 （2）生产过程控制 （3）气化产物 （4）煤气输送,三、加压气化生产工艺,2.加压气化工艺流程 （1）有废热回收系统的流程,三、加压气化生产工艺,（2）整体煤气化联合循环发电流程（IGCC）,三、加压气化生产工艺,3.工艺参数的选择 （1）气化压力 压力对煤气组成的影响 高压对下列反应有利：,三、加压气化生产工艺,提高气化压力不利于下列反应：,三、加压气化生产工艺,表4-5 褐煤在各种不同压力下的气化实验结果,三、加压气化生产工
29、艺,续上表,三、加压气化生产工艺,压力对氧气消耗量的影响。 压力对蒸汽消耗量的影响。 压力对气化炉生产能力的影响。 压力对煤气产率的影响。,三、加压气化生产工艺,（2）气化层的温度 甲烷的生成反应是放热反应，因而降低温度有利于甲烷的生成。 （3）汽氧比的选择 汽氧比是指气化剂中水蒸气和氧气的组成比例。,三、加压气化生产工艺,4.物料、热量衡算,三、加压气化生产工艺,三、加压气化生产工艺,三、加压气化生产工艺,5物料衡算 （1）碳的衡算 粗煤气中的碳量为：,三、加压气化生产工艺,灰渣中排出的碳量： 灰渣中的碳含量以6%计，硫含量以0.35%计，则灰渣的产量为：从灰渣中排出的碳量为：,三、加压气化
30、生产工艺,碳平衡计算（单位：） 带入气化炉的碳量， 带出气化炉的碳量包括下面几项（见下页）,三、加压气化生产工艺,三、加压气化生产工艺,（2）氢的衡算 粗煤气中的氢量（）热解水耗氢量,三、加压气化生产工艺,氢平衡的计算,三、加压气化生产工艺,（3）氧的衡算 粗煤气中的氧量,三、加压气化生产工艺,入方： 原料煤带入的氧，O煤=10.32 已分解的水蒸气带入的氧，O分=33.731618=29.982 设鼓风带入的氧, O风 带入的氧共计, O入= O风+40.302,三、加压气化生产工艺,出方： 煤气带出的氧 O气=56.503 焦油带出的氧 O焦油=3.920.087=0.341 酚带出的氧
31、O酚=0.5151694=0.088 热解水带出的氧 O热解水=0.510.32=5.16 带出的氧共计 O出= O气+ O焦油+ O酚+ O热解水 =62.092,三、加压气化生产工艺,根据氧平衡 O入= O出得：O风+40.302=62.092O风=21.79 则氧气的耗量可以换算为：Nm3/（100煤） 未分解水蒸气量的近似计算如下： 取汽氧比为7水蒸气/1标准m3氧气，则入炉总水蒸气量为： G水=O27=15.257=107水蒸气/（100煤）。,三、加压气化生产工艺,表46 入炉水蒸气的分解情况(以100入炉煤计),三、加压气化生产工艺,（4）氮的衡算 入方： 原料煤带入的氮，N煤=
32、1.08 工业氧带入的氮设为，N风 共计，N入=1.08N风,三、加压气化生产工艺,出方： 煤气带出的氮， 焦油带出的氮，N焦油=3.920.01=0.0392 氨带出的氮, N氨=0.651417=0.5353 共计, N出=1.7905,三、加压气化生产工艺,根据氮平衡, N入= N出，得到1.08N风 =1.7905 所以， N风=0.7105() 换算后得： （Nm3/100煤） 由此求得工业氧的纯度：,三、加压气化生产工艺,表4-7 气化过程物料平衡综合表,三、加压气化生产工艺,6热量衡算 供热方 （1）气化原料的发热量，以Q1表示。 Q1=GQ燃料=10015666=1566600
33、(kJ) （2）气化原料的显热Q2。Q2=c2Gt2=1.25610025=3140(kJ) （3）气化剂中工业氧的显热Q3 Q3= c3G3t3=0.901622.500530=608.6(kJ),三、加压气化生产工艺,（4）气化剂中水蒸气的热焓Q4 Q4=1073344.4=357850.8（kJ） （5）炉体夹套软水带入的热量Q5Q5= c5G5t5=4.18830=1003.2（kJ） 由以上计算，供给气化炉的总热量为：Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=1566600+3140+608.6+357850.8+1003.2 =1929202.6（kJ）,三、加压气化生产工艺,付热方 （1
34、）生成的煤气热值Q6Q6=100V粗2843=1000.97311903=1158162（kJ） （2）生成煤气的显热Q7 Q7=100c7V粗t7=1001.55190.973300=45300（kJ） （3）出炉煤气中水蒸气的热焓Q8Q8=G8h水=98.3053030=297864.2（kJ）,三、加压气化生产工艺,（4）生成的焦油热Q9Q9=G9Q焦油=3.917233632.7=131746（kJ） （5）焦油的显热和潜热Q10 Q10=G9（376.8+2.72t7）=2.9172(376.8+2.72300)=3481（kJ） （6）生成轻质油的发热能Q11 Q11=G11Q轻质
35、油=0.78643652.5=34310.8（kJ）,三、加压气化生产工艺,（7）轻质油的显热和潜热Q12Q12=G11（293+1.57 t7） =0.786(293+1.57300)=600.6（kJ） （8）生成氨的发热能Q13Q13=G13Q氨=0.650322190=14430（kJ）,三、加压气化生产工艺,（9）氨的显热和潜热Q14Q14=G13（1557.49+2.31 t7） =0.6503(1557.49+2.31300)=1463（kJ） （10）生成的酚的发热能Q15 Q15=G15Q酚=0.51532657=16818（kJ）,三、加压气化生产工艺,（11）煤气夹带煤粉
36、的发热能Q16 Q16=G16Q煤=1.015666=15666（kJ） （12）夹带出煤粉的显热Q17Q17= c17G16t7=1.17231.0300=351.7（kJ） （13）灰渣带出碳量的发热能Q18Q18=G18Q碳=1.7334045=58898（kJ）,三、加压气化生产工艺,（14）灰渣带出的显热Q19Q19=c19G18t19=0.973928.852225=6322（kJ） （15）炉体夹套产生的蒸汽热焓Q20 Q20=G5H20=82805=22440（kJ） （16）其他热损Q21 付方总热量为：Q付=Q6+Q7+Q21=1807853.3（kJ）,三、加压气化生产工艺,表48 气化过程热平衡综合表(以100褐煤计),三、加压气化生产工艺,续上表,三、加压气化生产工艺,7.典型加压气化炉 （1）干法排渣鲁奇炉,三、加压气化生产工艺,三、加压气化生产工艺,燃烧区进行下列主要反应：气化区内的温度约850，来自燃烧区含CO2和H2O的气体主要进行以下反应,三、加压气化生产工艺,（2）液态排渣加压气化炉,Thank you,
