德士古煤气化过程的计算与分析VIP免费

德士古煤气化过程的计算与分析通过物料衡算，得到煤气化合成气的组成函数，从物料角度，氧气投入量越少越好炉中氧气的最少需要量，这也是理论最少量，同时还给出了气化炉能量平衡对氧气投入和工艺的一些建议。德士古；煤气化；热力学；最少氧气量；水煤浆浓度煤气化过程非常复杂，生产中常常根据经验对生成状况进行调整，特别是两个重要参数，缺乏理论数据的支持。本文力图经过一些必要的简化，从理论上给出德士古炉的产品与果对实际操作具有很强的指导意义。气化炉内煤的燃烧模型，对各物料状态特别是煤的组成和状态作下列简化。这些简化使大，这些简化之后通过计算所得的结论依然有指导意义。看作是碳、氢、氧三元素以及其他元素组成的混合物，其他元素都看作是惰性元素。以素取平均值，组成如表1。表1原料煤的组成元素CHO其他百分含量％74.05.014.07.0按6％计，因灰分中含氧比例高，而含碳氢元素少，煤渣按11％计算，这样1吨煤实际表2原料煤实际参与气化反应的元素组成元素CHO参与量％70.064.7312.46体做必要的简化。虽然煤浆气化为合成气的时间只有数秒，但气化炉内温度高达1400℃a左右）情况下，所考察的5种气体，CO、CO2、H2、O2、H2O均看作理想气体。个气化炉处于还原性气氛（主要气体为H2和CO，这两种气体均为还原性气体），可以炉内的水分为两部分，一部分是水煤浆中所含的水，另一部分是激冷水。水煤浆中的水0℃，所以认为这部分水是完全参与气化反应的；而激冷水温度只有200℃左右，在无催几乎不能进行，所以认为这部分水是不参与气化反应的。＋H2O=H2+CO2这一反应在1400℃、4MPa的平衡进行计算，原始物性数据均摘自ist.gov/chemistry/.实际上，气化炉内并未达到平衡，根据多次的经验和根据我公司推算，平衡值取0.5比较合适，即：（1）原料干煤1t，配得水煤浆中含水at，相应耗氧bm3，气化反应后产生二氧化碳x1蒸汽x4m3，由上面的假设可以列出下列平衡方程式：衡4＝（x1＋x3）×1000÷22.4×12（2）衡a×100×16÷18）×104＋b×1000÷22.4×32×1000×16（3）衡×100×2÷18）×104＝（x2＋x4）×1000÷22.4×2（4）（5）（3）、（4）、（5）组成含4个未知数（x1,x2,x3,x4）4个方程式的方程组，可以得到个不合理的解。（3733.33a＋3b＋1233.96）/24a＋2b－1133.359a＋1059.5214－1244.4a－2b+x4，水蒸气量太大，不合理，所以取x4＝s－n。化反应的影响司德士古实际操作条件，干煤进料量为20.24t/h，磨机进水量为10.518m3/h，折算成每程中a＝0.52。实际生产中，氧气流量为13693m3/h，折合成每吨干煤进氧量为676.5响，取b＝450、500、550、600、650、700、750、800、850、900，分别计算气化反应的结。图1气化反应后组分随氧气投入量变化情况图1可以看出，随氧气投入量增加，二氧化碳产生量急剧上升，氧气量从450m3/（t·碳从187.2m3增长到729m3左右，而二氧化碳不是本工艺所需要的气体，非有效气体。度比较慢，氧气量从450m3/（t·h）增长到900m3/（t·h），氢气量仅从950m3左右甲醇的原料，相对一氧化碳，氢气属于相对稀缺的气体（需要通过中变反应来调节氢气和200m3，对后续工艺的影响也是巨大的；随氧气投入量增加，一氧化碳量的减少是非常长到900m3/（t·h），一氧化碳量减少了近60％，对后续甲醇合成工艺影响很大。从上许能的情况下，控制氧气投入量应尽可能少。一个角度分析合成气的有效性。反应的氢碳比要维持在2∶1左右，也就是（10）方程（6）、（7）、（8）和（9）计算keq：3.11-2b)/1307.79（11）见图2。图2keq与氧气量的关系2，keq越小，说明需要通过CO＋H2O=H2+CO2反应，即消耗的CO越多，产生的CO2越多，益严重下降。）还可以看出，keq仅与氧气流量有关系，与水煤浆含水无关。对气化反应的影响我公司德士古实际操作条件，干煤进料量为20.24t/h，氧气流量为13693m3/h，折合成6.5m3/h，也就是方程（6）～（9）中b＝676.5。实际生产中，磨机进水量为10.518m3了考察氧气流量对气化炉的影响，取a＝0.40、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0计算气化反应的结果，即x1,x2,x3,x4的值，结果见图3。图3气化反应后组成随水煤浆含水变化情况图3可以看出，随水煤浆水含...