《造气生产工艺》PPT课件.ppt

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1、合成氨造气生产基础知识三化第一造气车间王太平2012.5.181三化合成氨生产工培训资料一、合成氨概况：1904年~1908年哈柏氏研究了氨的平衡反应，并得出反应平衡关系，同时由波士协助解决了机械问题开始了工业合成氨的生产，1913年4月在德国奥堡建立了世界第一个合成氨厂。合成氨是在高温高压下将空气中的氮和用不同方法得来的氢化合制成氨。1、氨的合成反应3H2+N2=2NH3+Q2、碳铵反应NH3+H2O+CO2=NH4HCO3+Q3、尿素反应2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O+Q4、甲醇反应2H2+CO=CH3OH+Q3H2+CO2=CH3OH+H2O+Q

2、氨的主要性质：在常温常压下有刺激性臭味的无色气体、有毒、比重0.596.易溶于水并放出热量，燃烧呈黄色火焰。4NH3+3O2=2N2+6H2O在有水存在时，氨对铜及铜合金有较强的化学腐蚀作用。（氨用阀门、仪表不用含铜的）2三化合成氨生产工培训资料二、合成氨原料气的生产----半水煤气的制造：所谓造气就是用气化剂对固体或其他原料进行热加工的过程，其生成物为可燃性气体（煤气）。固体燃料为各种煤和焦炭；气化剂有空气、富氧空气、氧和水蒸汽、CO2。进行气化的设备称为煤气发生炉。固体燃料气化生成的煤气可分为：1、空气煤气：以空气为气化剂制的煤气。2、混合煤气：以空气和适量水

3、蒸汽混合为气化剂制的煤气。3、水煤气：以水蒸汽为气化剂制的煤气。4、半水煤气：是以空气（或富氧空气）和适量的水蒸汽为气化剂制取的符合（H2+CO）/N2＝3.1～3.2的煤气。（混合煤气的特例）造气生产路线按原料不同可分为：1、气体——以天然气为造气原料。2、液体——以重油为造气原料。3、固体——以块煤（焦炭）或以粉煤为原料制成的型煤。我厂使用的是固体燃料制气。可用于气化的固体燃料有：1、无烟煤2、粘结性烟煤与不粘结性烟煤（包括贫煤、炼焦煤、气煤、气焰煤、肥煤、焰煤）3、褐煤4、木质褐煤5、泥煤6、由粘结性烟煤或不同结焦性能的混合煤制得的焦炭和半焦，以及从褐煤制得

4、的半焦7、由粉煤制成的型煤8、碳化煤球等我厂根据目前的现状主要以使用型煤为主，无烟块煤与焦丁为辅。造气车间的任务就是生产合格的（氢氮比符合合成氨要求的）半水煤气。3三化合成氨生产工培训资料煤的化学性质：1、水份固体燃料的水份以三种形式存在即吸附水、游离水和化合水。煤里的水份含量多少与煤化（即煤腐殖化）程度有关，煤化程度越低则煤里的水份就越高，煤的质地就越致密，这种水份称之为物理吸附水或固有水份；煤的外在水份（附着水份）是指地下水和雨水附着在煤上的水份。煤的外在水份和分析取样水份之和称为煤的全水份。煤的化合水份（结合水份）在煤中是以结晶水形式存在的，与煤化程度无关，

5、即使加热到100℃化合水也不会析出。2、挥发份在一定温度下干馏（隔绝空气）析出的气体（碳氢化合物），在气化过程中能分解变成氢气、甲烷以及焦油蒸汽等。它与煤化程度有关煤化程度越低挥发份越高，含量少的1~3%，多的达50%以上，一般来讲挥发份高的煤粘结性较强，挥发份低的煤粘结性较差，挥发份较高的燃料其机械强度、热稳定性一般都比较差。3、灰份固体燃料完全燃烧后所剩余的残留物，灰份主要的组分为二氧化硅、三氧化二铝、四氧化三铁、氧化钙、氧化镁等物质，这些物质的含量对灰熔点有决定性影响。固定层煤气炉一般要求燃料的灰份含量不超过30%，灰份含量过高，相对地减少了有效碳使煤的发热

6、值降低，而且在燃烧或气化过程中会妨碍气化剂与碳的接触，影响气化剂的扩散，同时降低了燃料的化学活性，灰份含量过高时不仅使气化条件复杂化，还加重了排灰机械的负荷，使设备磨损加剧。4三化合成氨生产工培训资料4、硫份煤中的硫份在气化过程中转化为含硫气体，不仅腐蚀设备管道，而且使催化剂中毒。5、固定碳固体燃料中除去灰份、挥发份、水份和硫份以外，其余可燃性物质称为固定碳，它是固体燃料中的有效物质。6、矿物质煤中除了在工业分析和元素分析中的成分外，还有微量的矿物质成分，这些矿物质在氧化区内完成高温转化，变成由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO、Na2O、K

7、2O等。有些物质对于气化反应都是有害物质，含量越少越好。煤经过气化后重量减轻为原来的1/4左右，若是排出的炉渣中只有灰无渣，则表明气化炉失常。7、化学活性煤的化学活性也称为反应能力，是指煤与气化剂中氧、蒸汽或二氧化碳等相互作用的反应（还原气化剂的能力，气化剂被还原的数量愈多表示其化学活性愈好，通常是以CO2在一定温度和一定时间下通过一定厚度的煤层后转化为CO的百分率来表示）。煤的化学活性是随着比重和粘结性的增大而提高；随着气孔率和表面积的增大而提高；随着焦化程度的降低而提高；煤化程度越低活性越高；气化温度越高（T3以下）活性也越高。在气化炉内，煤的化学活性的增高不

8、仅表现在C