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固定層造氣技術(shù)的能耗分析及節(jié)能途徑

文檔作者：楊勇民樊少波文檔來(lái)源：山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)<集團(tuán)>有限責(zé)任公司臨猗分公司</集團(tuán)>		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年02月08日
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小氮肥第4O卷第9期2012年9月
固定層造氣技術(shù)的能耗分析及節(jié)能途徑
楊勇民樊少波
(山西陽(yáng)煤豐喜肥業(yè)<集團(tuán)>有限責(zé)任公司臨猗分公司 山西臨猗044100)
1 提高碳利用率的途徑
碳在氣化過(guò)程中，轉(zhuǎn)化到半水煤氣組成中的
碳量稱(chēng)為有效碳量(也稱(chēng)作有效消耗)。在實(shí)際
氣化生產(chǎn)過(guò)程中，還有以其他形式消耗大量的碳，
例如吹風(fēng)過(guò)程中所燃燒的炭、灰渣排出中未燃盡
的炭、隨著氣體帶走的塵粒中所含的碳等。事實(shí)
上，轉(zhuǎn)化到半水煤氣中的碳量，僅占煤氣生產(chǎn)全過(guò)
程中原料消耗的一部分，其比值即為碳的有效利
用率。在生產(chǎn)過(guò)程中，希望有效消耗所占總消耗
的比例越高越好，需要努力提高燃料的利用率，盡
量減少其他形式的碳損失。
原料煤在氣化過(guò)程中，轉(zhuǎn)入半水煤氣中的碳
是以CO和CO，兩種形式存在的，生成的甲烷則
是副反應(yīng)產(chǎn)物。假如使用的氣化原料品種和氣化
條件已確定，則半水煤氣中的CO和CO：的總量
也就相應(yīng)為一定值。根據(jù)目前的煤氣生產(chǎn)水平，
一般半水煤氣中CO體積分?jǐn)?shù)占28％ ～31％ ，
CO 體積分?jǐn)?shù)占7％ 一8％ 。若生產(chǎn)1 t氨時(shí)的半
水煤氣消耗量用 表示，半水煤氣中 (cO)和
(CO：)分別為30．0％和7．5％ ，則每產(chǎn)1 t氨轉(zhuǎn)
入半水煤氣中的碳含量為：0．375×12／22．4 =
0．200 91／．(kg)；以噸標(biāo)煤含碳0．84 t計(jì)，折標(biāo)煤
為：O．200 9 ÷0．84=0．239 (kg)。
若噸氨耗半水煤氣3 200 m。(標(biāo)態(tài))，噸氨理
論耗碳量折標(biāo)煤為：0．239×3 200=764．8(kg)。
實(shí)際生產(chǎn)中，耗碳量并不是都轉(zhuǎn)化到半水煤
氣中，若碳的有效利用率為65％ ，則噸氨耗標(biāo)煤
為1 176．6 kg；若碳的利用率提高到70％，則噸氨
耗標(biāo)煤為1 092．6 kg。若碳的有效利用率由65％
提高至70％ ，噸氨耗標(biāo)煤可下降84 kg。可見(jiàn)，努
力提高碳的利用率是降低消耗的主要途徑之一，
也是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。若要提高碳的有
效利用率，需做好以下幾方面的工作。
1．1 提高吹風(fēng)效率
吹風(fēng)的目的是提高氣化層溫度并積蓄熱量，
為制氣過(guò)程創(chuàng)造條件。吹風(fēng)效率(E吹風(fēng))是積蓄
于燃料層中的熱量和消耗燃料所具有的熱值之
比。其意義可用下式表示：
E吹風(fēng)=(Q反一Q氣)／q燃×100％
式中：q —— 吹風(fēng)階段消耗的燃料所具有的熱
值，kJ；
Q —— 吹風(fēng)時(shí)反應(yīng)放出的熱量，kJ；
q與——吹風(fēng)氣帶走的熱量，kJ。
很明顯，要提高吹風(fēng)效率(E吹 )，只有努力
增大q反，降低Q氣和Q燃。由吹風(fēng)階段化學(xué)反應(yīng)
可知：生成1 kmol CO 放出熱量為393．51 MJ，生
成1 kmol CO僅可放出熱量110．52 MJ，后者放出
的熱量為前者放出的28．1％ 。因此，氣化層溫度
控制在適宜的范圍內(nèi)，提高空氣流速(炭層不吹
翻的前提下)降低吹風(fēng)氣中CO體積分?jǐn)?shù)十分重
要。吹風(fēng)氣中CO體積分?jǐn)?shù)增加[吹風(fēng)氣中平均
(CO)<6．O％)]或吹風(fēng)升溫過(guò)高，Q旨亦相應(yīng)地
提高，吹風(fēng)效率就會(huì)降低。在實(shí)際生產(chǎn)中，隨著吹
風(fēng)時(shí)間的延續(xù)，吹風(fēng)氣中CO體積分?jǐn)?shù)逐漸升高
是不可避免的，降低氣化層溫度可以減少CO，還
原為CO的反應(yīng)。但是，爐溫低，制得的煤氣質(zhì)量
差、蒸汽分解率低、未分解的蒸汽從爐內(nèi)帶走了大
量熱量，對(duì)降低兩煤消耗及提高煤氣爐氣化強(qiáng)度
都不利。顯然，吹風(fēng)階段與制氣過(guò)程對(duì)氣化層溫
度要求是矛盾的。為了保持氣化層有較高的溫
度，又要減少吹風(fēng)氣中CO體積分?jǐn)?shù)，可采用提高
風(fēng)機(jī)風(fēng)壓、風(fēng)量，減少吹風(fēng)百分比的方法。
1．2 提高制氣效率
制氣階段的效率(E制號(hào))是指所獲得半水煤
氣熱值(Q號(hào))與氣化時(shí)消耗的燃料具有的熱值
(Q燃)、氣化劑(蒸汽)所帶入的熱量(q蒸)及吹
風(fēng)階段時(shí)積蓄于燃料層可利用熱量(Q利用)三者 </集團(tuán)>

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