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发生炉煤气的工艺流程

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。
工具/原料
1

(1) 煤气发生炉整个工艺流程无冷却装置,煤气发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。


2

化学反应

1)氧化层主要气化反应:

C+O₂→CO₂    +394.1MJ/mol

2C+ O₂→2CO    +220.8MJ/mol

在此层中,差不多所有的氧(O₂)都已消耗,而且只有二氧化炭(CO₂)形成,由于放出大量的热温度最高,通常约为1100~1200℃

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+ H₂O→CO+ H₂    -135.0MJ/mol

C+ H₂O→CO₂ + H₂    -96.6MJ/mol

C+CO₂⇋2CO   -173.3MJ/mol

在第一还原层中水蒸气(H₂O)被还原分解,而二氧化炭(CO₂)也绝大部分被还原分解,但该层较薄约为(100~200mm),由于反应过程为吸热,所以该层温度有所下降温度约为(800~1100℃)。

3)第二还原层:

在这层中进行以下反应:

C+ CO₂→2CO  -173.3MJ/mol

CO + H₂O⇋CO₂+ H₂  +38.4MJ/mol

此时没有H₂O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。

2CO→CO₂+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。


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