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1、 职业技术学院毕业设计（论文）课题名称 煤气发生炉生产设计 系 别 专 业 年 级 姓 名 学 号 指导教师 年 月 日目 录1 发生炉煤气概况22 发生炉煤气分类221 空气煤气222 水煤气发生炉煤气223 混合发生炉煤气23 发生炉煤气的工艺流程34 反应过程原理及化学反应441 炉内料层性质变化442 化学反应55 技术指标651 煤气质量指标652 炉内气化各层次要求66 煤质量要求661 煤的粒度，机械强度及热稳定性662 灰分、灰熔点及结渣性77 衡算实例871 已知的原始数据872 物料衡算873 热量衡算11731 供热方11732 付热方1274 气化效率1375 热效率1
2、38 安全知识14参考文献15 致谢.151 发生炉煤气概况发生炉煤气是以固体燃料（以煤为主）气化而得到的一种气体，其主要用于治金、机械、陶瓷、玻璃、化工和电子工业等方面可作燃料气，合成原料气，目前有些矿区及远离城市的工业企业的居民作为民用气（但必须采用安全措施），使用发生炉煤气后既能消除烟尘污染，改善环境卫生，又能节约能源，提高产品质量和产量，减轻劳动强度，降低经济成本，效果比较显著。 煤的气化过程是一热化学过程，是煤或煤焦与气化剂（空气，氧气，水蒸气，氢等）在高温下发生化学反应将煤或煤焦中有机物转变为煤气的过程。该过程是在高温、高压下进行的一个复杂的多相物理化学过程。通过煤炭气化方法可以利
3、用煤中所含的几乎全部有机物质，是获得基本有机化学工业原料的重要途径。 煤气是指气化剂通过炽热固体燃料层时，所含游离氧或结合氧将燃料中的碳转化成可燃性气体。2 发生炉煤气分类根据使用气化剂和热值不同可分下列三种： 21空气煤气发生炉煤气采用纯空气鼓风为气化剂透入煤气发生炉内与煤反应所获得的煤气称空气煤气，但气化过程中气化层温度达15001700，对气化有利，可强化生产提高生产率，但对使用煤中灰分熔点大大超过而造成严重结渣，防碍发生炉正常操作，因而气化效率低，煤气热值低，一般为3.764.6MJ/。而且炉出温度高，目前工业上很少用。22水煤气发生炉煤气气化过程以水蒸汽（HO）为气化剂经过赤热的焦炭
4、层使水蒸气（HO）分解，而获得的煤气称水煤气，其煤气中可燃所主要由H和CO组成，煤气热值高10.456MJ/，但是气化热效率为54%，即只有一半热量是用于制造煤气，要求热值高和作为合成原料气使用。23混合发生炉煤气为了克服空气煤气的缺点，在以空气为气化剂中加入适当水蒸气，以空气，水蒸气两种混合介质作为气化剂进入煤气发生炉与热炭发生热交换及化学反应，所生成的煤气称为混合发生炉煤气。水蒸气通入炉内，不但解决气化过程中结渣，由于水蒸气（HO）分解反应出（H）和（CH）高热值成分，煤气热值可提高到5.44 MJ/。3 发生炉煤气的工艺流程（热煤气流程） （1） 煤气发生炉整个工艺流程无冷却装置，煤气发
5、生炉气化产生的煤气直接作为燃料气，称热煤气流程。（2）该工艺流程的优点：1）不但利用了煤气燃料热，也利用了煤气的显热，提高了热量利用率；2）工艺设备简单，投资少，管理较为简单，安全生产可靠性好；3）除水封用水外无其它污水，不需水处理设施，环境污染较轻；4）生产费用低。 图1热煤气站工艺流程图4 反应过程原理及化学反应41炉内料层性质变化图2煤气发生炉内料层性质变化42化学反应1）氧化层主要气化反应：C+OCO +394.1MJ/mol2C+ O2CO +220.8MJ/mol在此层中，差不多所有的氧(O)都已消耗，而且只有二氧化炭(CO)形成，由于放出大量的热温度最高，通常约为11001200
6、2）第一还原层：在这一层中，高热气体通过煤层时，发生下列反应：C+ HOCO+ H -135.0MJ/molC+ HOCO + H -96.6MJ/molC+CO2CO -173.3MJ/mol在第一还原层中水蒸气（HO）被还原分解，而二氧化炭(CO)也绝大部分被还原分解，但该层较薄约为(100200mm)，由于反应过程为吸热，所以该层温度有所下降温度约为(8001100)。3）第二还原层：在这层中进行以下反应：C+ CO2CO -173.3MJ/molCO + HOCO+ H +38.4MJ/mol此时没有HO被C直接分解，全部还原分解量也不多，在这一层中主要是高热气体将本身之显热传给进入该
7、层的煤。4）空层： 在此层中常发生以下反应，以致减少煤气热值。2COCO+C +162.4MJ/mol减少煤气热值。决定生成气体停留时间及炉顶温度。5 技术指标：51煤气质量指标：（1）CO（一氧化碳） 24%（2）H（氢气） 17%（3）O（氧气） 5233 MJ/（6）灰渣含炭量 60%热稳定性（ST+6）60%62灰分、灰熔点及结渣性煤炭气化过程中产生的灰，是由各种矿物组成，灰分在气化过程中基本上是惰性物质，经气化形成灰渣，灰分含量过高影响炉内气化率，能源消耗增加，煤气质量也受到影响，根据我国煤的分布情况，设计规定常压固定床煤气发生炉气化用煤灰分比例小于25%。煤在气化过程中氧化层希望有较高的温度，因为温度越高气化还原速度越快，水蒸气分解率也越高，煤气热值高，生产能力也可提高，然而这一温度受到灰熔点的限制，氧化层温度过高灰渣熔化结块，导致阻碍气化剂上升，并造成出渣困难的不良后果。从而破坏炉内正常气化，严重时停炉处理。灰分中主要含有二氧化硅（SiO），三氧化二铝（AlO），三氧化二铁（FeO），氧化钙（CaO），氧化镁（MgO）等，般认为铁，钙，镁等化合物多，灰熔点下降易结渣。硅，铝氧化物高灰熔点高不易结渣。可按下式判断灰熔点的高低。K值大于5时为难熔性灰K值在15之间时为中等熔融性灰K值小于1时为易熔化性灰7 衡算实例以太原大
