畢業(yè)論文---固定床連續(xù)氣化法富氧制氣概述

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　題目：固定床連續(xù)氣化法富氧制氣概述</p><p>　　系 別：生物化學工程學院</p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　指導老師： </b></p>

2、<p>　　完成時間：2010年2月17日</p><p>　　固定床連續(xù)氣化法富氧制氣概述</p><p>　　摘 要：目前我國大部分化工企業(yè)采用固定床間歇式制氣法制取半水煤氣，CO等含量雖然較高，但不能連續(xù)和節(jié)能的進行生產(chǎn)。本文所介紹的這種方法不但可以連續(xù)造氣、節(jié)約能源，而且制成的產(chǎn)品煤氣品質(zhì)較高。本文從原理、工藝流程、主要系統(tǒng)等進行了簡要的概述，還附加了一些實際過程的

3、處理方法等。</p><p>　　關鍵詞：工藝、流程、造氣爐、操作方法、液壓油系統(tǒng)</p><p>　　1．生產(chǎn)原理、工藝流程及工藝指標</p><p><b>　　1．1生產(chǎn)原理</b></p><p>　　以干燥后的焦碳（或焦球）為原料、O2及CO2為氣化劑，在新型CO氣體發(fā)生爐內(nèi)進行氣化反應，制得粗CO氣，其主要反

4、應如下：</p><p>　　C+O2=CO2+394.5KJ/mol （1）</p><p>　　C+CO2=2CO-168.5KJ/mol （2）</p><p>　　C+1/2O2=CO+112.9KJ/mol （3）</p><p>　　反應主要按（1）、（2）式進行。反應（1）、（3）為氧化反應，是強

5、放熱過程；（2）為還原反應，為吸熱反應。</p><p>　　CO2 除參加反應外，還起載熱體作用和調(diào)節(jié)溫度作用，控制燃燒層最高溫度在灰熔點（T2）以下，防止灰渣結(jié)塊。</p><p><b>　　1．2工藝流程</b></p><p>　　1．2．1單爐煤氣系統(tǒng)流程[1]</p><p>　　1．2．2該流程示意圖如下

6、[2]：</p><p>　　1—CO2羅茨機 2—混合器 3—預熱器 4—造氣爐 </p><p>　　5—廢熱鍋爐 6—洗氣塔 7—氣柜 8—脫硫 </p><p>　　1．2．3生產(chǎn)流程簡述（內(nèi)蒙古宜化生產(chǎn)工藝）</p><p>　　將粒度為25～60mm的合格焦碳加入到自動加焦機，自動加焦機定量將焦炭加入氣化爐內(nèi)

7、，從界區(qū)外來的合格的O2和CO2嚴格按一定比例（1.8～2.1）混合后，從氣化爐底部進入，與焦炭進行氧化和還原反應，氣化爐產(chǎn)生的粗爐氣經(jīng)過旋風除塵器除去大部分灰塵，并經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量后，再進入聯(lián)合洗氣塔，將煤氣溫度降到45℃以下，同時除去煤氣中的大部分粉塵后送至后工段。</p><p>　　1．2．4工藝特點：</p><p>　?。?）在常壓下連續(xù)加料，連續(xù)排灰，連續(xù)氣化，干法排灰氣化

8、工藝。</p><p>　?。?）工藝流程簡單，為防止CO泄漏，設計上采用嚴格防泄漏措施。</p><p>　?。?）氣化爐生產(chǎn)強度大，易于檢修，特殊的爐篦結(jié)構(gòu)，具有均勻布氣，破渣、排渣三個功能，并可根據(jù)原料特性調(diào)整各層布氣。</p><p>　?。?）利用變壓吸附裝置回收的CO2，變廢為寶，降低原料費用。</p><p>　?。?）生產(chǎn)操作

9、易于控制，通過對CO2/O2的比值調(diào)節(jié)，控制氣化層及頂部溫度，達到安全穩(wěn)定生產(chǎn)的目的。</p><p>　?。?）廢熱鍋爐產(chǎn)生的0.5MPa低壓蒸汽送至熱電除氧器，夾套產(chǎn)生的蒸汽預熱氣化劑（CO2、O2）。</p><p>　?。?）洗氣塔等設備所用的沖洗水經(jīng)沉淀池沉淀、冷卻后循環(huán)使用。 </p><p>　　1．2．5造氣爐概述</p>&l

10、t;p>　?。?）組成結(jié)構(gòu)（附圖1）</p><p>　?。?）工作原理：采用富氧連續(xù)（間歇式）固定層氣化法，以 煤棒（焦炭或焦球）為原料，以富氧空氣（或空氣）和水蒸氣（或CO2）為氣化劑，在高溫條件下與入爐空氣和蒸汽（或CO2）發(fā)生反應，生產(chǎn)出合格的煤氣供后工段使用。</p><p>　?。?）反應原理：在煤氣發(fā)生爐中，原料層從上而下分為五層，即干燥層、干餾層、還原層、氧化層和灰渣

11、層（附圖2）。其中氧化層和還原層是煤氣發(fā)生爐中發(fā)生氣化發(fā)應的主要反應層，常稱為氣化層，是工藝操作主要控制的反應部位。</p><p>　　煤氣爐內(nèi)各層特性（由上而下）</p><p><b>　　附圖1[3]：</b></p><p><b>　　從上往下依次為：</b></p><p><b

12、>　　液壓爐口加焦機</b></p><p><b>　　爐頂大蓋</b></p><p><b>　　爐體（上氣道）</b></p><p><b>　　夾套鍋爐</b></p><p><b>　　爐篦</b></p>

13、<p><b>　　爐底總成</b></p><p><b>　　灰倉、灰斗、鼓風箱</b></p><p><b>　　爐條機、灰犁等附件</b></p><p><b>　　附圖2[4]：</b></p><p>　　1．3工藝指標[5]（以

14、下數(shù)據(jù)視實際情況而定）</p><p>　　（1）空層：1.7～2.0m</p><p>　?。?）溫度：爐面溫度： 400～500℃</p><p>　　爐底溫度： 150～200℃</p><p>　?。?）煤氣質(zhì)量標準：</p><p>　　粗煤氣CO2≤34.8％ O2≤0.5％ CO≥

15、63％</p><p>　?。?）煤氣出口壓力：≤11KPa</p><p>　　（5）CO2/O2：1.8～2.1</p><p>　?。?）O2純度：≥99.6％ 壓力：≥0.02MPa</p><p>　?。?）CO2純度：≥98％ 壓力：≥0.025MPa</p><p>　?。?）焦碳規(guī)格（ad

16、基）</p><p>　　固定碳 硫 灰分 揮發(fā)份 水份</p><p>　　≥82.58% ≤0.38% ≤15.78% ≤0.72% ≤0.92%</p><p>　?。?）焦炭粒度： 25～60mm</p><p>　　（10）夾套汽包

17、液位： 1/3～1/2</p><p>　?。?1）余熱鍋爐汽包液位： 1/3～1/2</p><p>　?。?2）氣柜高度： 40%～60%</p><p>　　2．正常造氣操作方法：</p><p><b>　　2．1開車：</b></p><p>　?。?）檢

18、查一、二樓圓門、方門處于關閉位置。</p><p>　?。?）檢查各儀表、信號、汽包水位是否正常。</p><p>　?。?）檢查微機是否處于安全停車位置，檢查電機運轉(zhuǎn)是否正常，各閥門是否處于停車位置。</p><p>　?。?）檢查煙囪閥是否在開的位置，檢查煤氣出口閥是否在關閉狀態(tài)，備用煤總是否撐起。</p><p>　?。?）開CO2調(diào)節(jié)

19、閥前后截止閥，開CO2調(diào)節(jié)閥，用CO2吹掃2分鐘，然后開O2調(diào)節(jié)閥前后截止閥，開O2調(diào)節(jié)閥，根據(jù)爐況調(diào)節(jié)CO2、O2配比及用量，使CO2/O2控制在0.8～2.1之間。[6]</p><p>　?。?）檢查電機是否正常，啟動電機并檢查電機運轉(zhuǎn)正常，開啟微機，投入自動運行。</p><p>　　開車初期，由于煤氣質(zhì)量較差，生產(chǎn)的煤氣不能送入系統(tǒng)，而是通過煙囪放空，放空期間對煤氣取樣分析，合格

20、后，開煤氣出口閥，關放空閥，將合格煤氣送入系統(tǒng)，并通知調(diào)度。</p><p>　　（7）開車后做好各項記錄。</p><p>　?。?）視爐況情況，緩慢加負荷至正常狀況。</p><p>　　2．1. 1如何穩(wěn)定爐溫：</p><p>　　（1）根據(jù)原料品種的不同，確定CO2/O2的比例。</p><p>　?。?）根

21、據(jù)爐頂溫度高低適時適量加焦。</p><p>　　（3）根據(jù)爐底溫度及下灰情況調(diào)節(jié)爐條機轉(zhuǎn)速，正確調(diào)節(jié)CO2、O2配比。</p><p>　?。?）根據(jù)爐況好壞，確定氣化爐合適的負荷。</p><p>　?。?）維持爐內(nèi)熱平衡，CO2用量調(diào)節(jié)適當，壓力穩(wěn)定，加減負荷不宜過猛。</p><p>　　（6）每次加炭時間間隔不宜過長或過短。<

22、/p><p>　?。?）氣化層上移可適當改變CO2用量，氣化層下移嚴重，要緩慢地安全處理。</p><p>　?。?）發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)氣化層不良或有結(jié)疤現(xiàn)象時，要及時進行搗爐扒塊或打疤。</p><p>　?。?）爐條機轉(zhuǎn)速和開動時間適宜，及時下灰。</p><p>　?。?0）注意觀察下灰情況，及時調(diào)節(jié)CO2量和爐條機轉(zhuǎn)速。</p>&l

23、t;p>　　2．1. 2加負荷：</p><p>　　（1）增加O2量，爐溫提高后加以適宜的CO2用量。</p><p>　?。?）維持爐溫不變，適當增加炭層。</p><p>　　2．1. 3減負荷：</p><p>　　（1）減少O2流量，爐溫降低后適當減少CO2用量。</p><p>　　（2）維持爐溫不變

24、，適當降低碳層。</p><p>　?。?）維持爐內(nèi)空層、氣化層、灰層的穩(wěn)定。</p><p>　　2．1. 4系統(tǒng)壓力及溫度的控制：</p><p>　?。?）通過微機判斷：</p><p>　　a、各氣動閥門開關是否正常。</p><p>　　b、系統(tǒng)及爐內(nèi)阻力是否正常</p><p>　　

25、c、煤氣爐制氣能力的大小。</p><p>　?。?）通過微機結(jié)合各測溫點判斷爐內(nèi)氣化情況是否正常。</p><p>　?。?）通過各壓力表、液位計判斷蒸汽系統(tǒng)、軟水等輸送是否正常。</p><p><b>　　2．2正常停車：</b></p><p>　?。?）開煤氣放空閥，關煤氣出口閥。</p><

26、;p>　?。?）停止加焦，停下爐條機。</p><p>　?。?）先關閉O2調(diào)節(jié)閥及前后截止閥，再關閉CO2調(diào)節(jié)閥及前后截止閥。</p><p>　?。?）停車后全面檢查設備有無缺陷，若有缺陷及時聯(lián)系檢修。</p><p>　　（5）做好各項崗位記錄</p><p>　　2．3氣化爐的大開車步驟</p><p>

27、　　2．3．1爐條機試運轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）通知電工送電，啟動電機開關使電機空運轉(zhuǎn)，觀察其運轉(zhuǎn)方向是否正確。</p><p>　　（2）開啟爐條機電機由慢到快，轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分、600轉(zhuǎn)/分、1200轉(zhuǎn)/分，每種速度下使灰盤轉(zhuǎn)一圈。</p><p>　　（3）裝少量灰渣，進行爐條機負荷試驗，要求連續(xù)運轉(zhuǎn)8小時，期間半小時檢查一次，爐條機電流不得超過10A

28、。[7]</p><p>　　2．3．2給料機試運行。</p><p>　?。?）檢查給料機具備試車條件，一切正常。</p><p>　?。?）聯(lián)系電工送電。</p><p>　?。?）啟動給料機電機，檢查其工作正常，開插板閥進行給料試驗，往復給料試驗，檢查布料器內(nèi)原料是否分布均勻。</p><p>　　2．3．3油壓

29、系統(tǒng)試運行。</p><p>　?。?）檢查油泵正常，油箱油位在2/3-4/5處且進出口閥及各閥門考克是否完好。</p><p>　?。?）啟動油泵，漸調(diào)壓力至4.0MPa，待壓力穩(wěn)定后，開閥站回油閥，漸開高壓油閥，檢查是否有漏點，若無漏點再逐個開閥站回油閥，高壓油閥，各高壓油閥考克，進行通油試漏。[8]</p><p>　?。?）通油正常后，開單閥手操開關，逐個實

30、驗各個閥門的起落情況。</p><p>　　2．3．4夾套鍋爐試壓、試漏。[9]</p><p>　?。?）工作壓力1.3MPa，試驗壓力1.65MPa。</p><p>　?。?）加滿水后，關閉放空閥，再開水升壓，待壓力升至1.65MPa后，檢查有無漏水現(xiàn)象，若無漏水現(xiàn)象，保壓5分鐘。</p><p>　?。?）重點檢查焊縫、鍋爐底部、S彎

31、、人孔、看有無滲漏或變形。無任何情況為合格。</p><p>　?。?）調(diào)校安全閥，按規(guī)定進行。</p><p>　　2．3．5廢熱鍋爐試壓、試漏。</p><p><b>　　參照夾套鍋爐進行。</b></p><p>　　2．3．6壓縮空氣、儀表設備恢復正常。</p><p>　　2．3．7點

32、火、升溫、投產(chǎn)。[10]</p><p>　?。?）各水封加水溢流正常，兩煤總閥關閉。</p><p>　?。?）恢復兩鍋爐液位。</p><p>　?。?）仔細檢查爐系統(tǒng)各手動閥門，使其處于開車狀態(tài)。</p><p>　?。?）向爐內(nèi)裝渣（要求渣中固定炭含量小于5%）、底煤、及木柴。</p><p>　?。?）關閉各

33、方門、圓門。</p><p>　?。?）開微機電源，開單閥手操開關。</p><p>　?。?）打開圓盤閥、布料器、打開爐頂上部人孔，用油布點火入爐。</p><p>　　（8）確認爐內(nèi)著火后，打開二樓方門，視情況開鼓風箱下部盲板。</p><p>　?。?）用空氣自然升溫提炭層，每次給料量不要太大，要確保爐內(nèi)有明火。</p>

34、<p>　?。?0）當空層提至3.0米左右時關閉一二三樓所有圓門、方門、人孔。</p><p>　?。?1）注意兩鍋爐壓力，液位。正常后要立即回收兩鍋爐蒸汽。</p><p>　　（12）開CO2蘿茨機，抽空氣經(jīng)調(diào)節(jié)閥控制流量，送空氣入爐升溫。</p><p>　　根據(jù)爐溫情況逐漸調(diào)節(jié)蘿茨機抽空氣量，并配二氧化碳入爐。</p><p&g

35、t;　　（13）當溫度升到一定程度時開O2總閥，調(diào)節(jié)閥前后截止閥。關閉二氧化碳蘿茨機空氣進氣閥，通過調(diào)節(jié)O2氣調(diào)節(jié)閥控制二氧化碳及氧的比例。</p><p>　?。?4）將O2用量調(diào)至300Nm3/h，CO2/O2調(diào)至2.0左右。</p><p>　?。?5）檢查煤氣出口閥處于關閉狀態(tài)，開車用氣化劑提爐溫，開車初期由于氣質(zhì)不穩(wěn)定且較差，故必須放空。</p><p>

36、　　（16）開車取樣分析合格后，開煤氣出口閥，關閉煙囪閥，將合格煤氣送入氣柜，期間勤做分析確保氣質(zhì)合格。通知調(diào)度及相關崗位。</p><p>　?。?7）開車后的前期循環(huán)，應密切注意氣化爐流量、壓力、閥門動作情況，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。</p><p>　?。?8）做好各項崗位記錄</p><p>　　2．4氣化爐的大停車步驟[11]</p><p&

37、gt;　　（1）在接到停車命令后，適當減小負荷，降低碳層，降低爐溫。</p><p>　?。?）停止加碳，關閉O2總閥、調(diào)節(jié)閥及前后截止閥，用CO2上吹放空熄火。</p><p>　?。?）開兩鍋爐放空閥，關回收閥。</p><p>　　（4）當爐面溫度降低到150℃時，停車、點火，確認爐內(nèi)無火后，熄火完畢。</p><p>　?。?）加快爐

38、條機轉(zhuǎn)速，排盡爐內(nèi)灰渣，灰渣排盡后，打開一二三樓所有園門、方門、人孔自然通風。</p><p>　?。?）關煤氣出口閥，加盲板。</p><p>　?。?）關兩鍋爐加水總閥。</p><p>　?。?）關單爐CO2總閥、調(diào)節(jié)閥及前后截止閥。</p><p>　?。?）視情況開CO2總管放空閥。</p><p>　?。?

39、0）關各水封加水閥，開排污閥，清凈后，排污閥不再關閉。</p><p>　　（11）開兩鍋爐排污閥放水。</p><p>　　（12）關閥站高壓油閥、回油閥。</p><p>　?。?3）聯(lián)系電工切斷給料機、加焦機電源，聯(lián)系儀表切斷微機電源。</p><p>　?。?4）處理完畢，交出檢修。</p><p>　　3．造

40、氣微機油壓系統(tǒng)</p><p><b>　　3．1油壓流程</b></p><p>　　經(jīng)過濾油機嚴格過濾后的液壓油，依次經(jīng)油箱加油口過濾網(wǎng)進入油箱，經(jīng)油泵進油管過濾器后，由齒輪油泵升壓，升壓后再經(jīng)單向閥、調(diào)節(jié)閥及出口截止閥后至泵站出口壓力油總管，壓力油至蓄能器和各閥門油缸有桿腔，經(jīng)過濾器到達電磁閥換向站，各油缸無桿腔接管線引至各對應的電磁閥，電磁閥接受微機送來的電信

41、號，通過電磁閥的動作來改變無桿腔的油壓實現(xiàn)油缸的動作，以此完成煤氣爐生產(chǎn)的閥門動作的需要，實現(xiàn)煤氣爐生產(chǎn)。電磁閥換向站的回油總管至油冷器降溫后返回油箱循環(huán)使用。油泵出口油量一路至溢流閥，通過調(diào)節(jié)溢流閥的先導閥，調(diào)節(jié)油泵站的出口壓力；通過溢流閥多余的液壓油經(jīng)過油冷器后返回油箱。 </p><p>　　3．2油壓系統(tǒng)流程示意圖[12]</p><p>　　3．3微機油壓系統(tǒng)構(gòu)成框圖[13]&l

42、t;/p><p>　　3．4油泵如何倒換？應注意哪些事項？</p><p>　　整個造氣系統(tǒng)的液壓油系統(tǒng)，是由泵站提供一定壓力的液壓油，送往閥站，由電磁閥控制，使各油缸有桿倉和無桿蒼的壓力發(fā)生變化，從而使相應的閥門發(fā)生動作。由于是連續(xù)生產(chǎn)，必須及時提供指標壓力的液壓油，所以泵站的油泵要定期倒換著用，達到安全生產(chǎn)的目的。</p><p>　　3．4．1倒泵程序：[14]&

43、lt;/p><p>　　將欲開備用泵出口溢流閥的先導閥調(diào)至最小。</p><p>　　開備用泵，檢查電機，油泵運轉(zhuǎn)正常后，調(diào)壓至4.0-6.0MPa。</p><p><b>　　開啟出口高壓油閥。</b></p><p>　　按所停油泵按鈕，停泵后將出口溢流閥的先導閥調(diào)節(jié)至最小。</p><p>　

44、　關閉所停泵的出口高壓油閥。</p><p>　　將所開泵的油壓調(diào)高至工作壓力。</p><p>　　3．4．2注意事項：</p><p>　　正常情況下，油泵必須定期倒換使用。</p><p>　　電機、油泵溫升過高或有異常響聲，應立即倒油泵。</p><p>　　油箱溫高，必須檢查油泵溫度是否高，有無冷卻水。<

45、;/p><p>　　一個泵站的備用泵必須具備條件，兩臺泵的過濾網(wǎng)應定期清理。</p><p>　　參考文獻：【1】鮑同強.造氣概述.能源事業(yè)部型煤造氣相關知識講,2009</p><p>　　【2】鮑同強.造氣生產(chǎn)工藝與流程.能源事業(yè)部型煤造氣相關知識講座,2009</p><p>　　【3】【4】鮑同強.造氣工段基礎知識.能源事業(yè)部型煤造氣相關