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1、.WD.WD.WD.个人2014河南科技学院实习报告煤气化的 基本原理和间歇式制半水煤气的工艺过程院系:化学化工学院班级:化工124姓名:马海翁学号:20110915206指导教师:范立群日期:2014/12/25心连心化肥见习报告一、实习目的 :通过安排到车间进展见习,了解产品生产工艺流程、职能部门的设置及其职能,了解企业的内部控制及其设备。通过这次实习,将氨的合成原理及合成氨的工艺步骤原料气的制备,净化,氨的合成等理论与实际联系起来,从而使自己更深入的了解合成氨工艺流程的整个过程。二、实习时间 :2014年12月22日星期一三、实习地点: 河南省心连心化肥四、实习单位和部门:心连心化肥五、
2、实习内容:1.见习培训1公司简介:河南心连心化肥地处黄河故道,受中原文化的熏陶,儒家思想的洗礼,在市场经济的今天,心连心化肥以良心连着农民的心,以诚心连着客户的心,以爱心连着职工的心,以感恩的心连着社会公众的心,以其独特的魅力,会聚了越来越多的目光,成为我国化肥行业一颗耀眼的明星。心连心化肥在企业中以仁、义、礼、智、信治理公司,管理公司,提高效益,在工厂技术人员的带着下进入心连心化肥第一件事就是培训,培训内容有文化篇,科技篇,管理篇等。心连心化肥以以德为先,务实为本,良好的团队精神,较扎实的根基知识,认同企业文化,有较好的开展潜力。心连心化肥的理念:为了明天更美好心连心公司的使命。坚持社会市场
3、导向和竞争导向的经营指导思想。至精至诚心连心公司的经营理念。产品精、质量精、服务精;对用户诚、对经销商诚、对公众诚。心连心人将坚持以一流的品质、周到的服务、良好的信用、真诚的态度、强烈的社会责任感来赢得用户、经销商和公众。笃信好学,执事敬业心连心公司的企业精神。它要求心连心员工信仰坚决而好学,不断提高自身素质,执着于本职工作,办事认真严谨,在各自的工作岗位上做出优异的成绩,讲自己不讲别人,讲主观不讲客观,讲效果不讲过程心连心公司员工的行为准那么。它要求每位心连心公司员工以主人翁的责任感,充分发挥自己的主观能动性,创造性的完成各项工作,以工作结果和实际行动作为检验自己工作好坏的标准。心连心化肥为
4、了客户的明天更美好,为了员工的明天更美好,为了社会的明天更美好,公司将坚持肥、化、电一体化的煤化工开展方向,做强做大主导产业,向上下游领域延伸,将“心连心品牌做成国内名牌,把心连心公司建成一个大型的煤化工企业集团。2安全培训生命诚可贵,安全价更高,只有安全做保障,才能生产出优质的产品。只有变“要我安全为“我要安全才能从本质上保证安全,才能“安全一个人,幸福全家人!珍惜生命、杜绝违章!2见习实习见习实习大致可按下述顺序进展:造气 - 半水煤气脱硫 - 压缩机1,2工段 - 变换 - 变换气脱硫 -压缩机3段 - 脱硫 -压缩机4,5工段 - 铜洗 - 压缩机6段 - 氨合成 - 尿素合成造粒-产
5、品1公司采用主要设备: 造气炉压缩机铜洗氨冷 合成塔锅炉 造粒塔等2见习流程:心连心化肥采用固定床间歇气化法制半水煤气,造气炉为气化炉的一种。煤气炉为直立圆筒,内衬耐火砖,炉顶有加煤装置,炉底设有转动炉箅及灰箱、制气时将块煤(无烟煤)装入炉内,升温后由炉底送入空气,烧掉一局部煤,使炉温升高,生成含氮的吹风气放空,然后切断空气,送人蒸汽,进展制气反响(C+H2O=CO+H2吸热),制得水煤气,组成大致为:CO40,H250,CO25,N25,由于制气为吸热反响,炉温会逐渐下降,降至一定程度后,停顿通入蒸汽,改通空气,再将炉温提高,如此交替通入空气和水蒸气,块煤由炉顶连续参加,灰渣经转动炉箅排出。
6、为均衡炉温,防止空气与煤气相遇发生爆炸,工业上制气分以下五个阶段:(1)吹风(送入空气);(2)蒸汽上吹;(3)蒸汽下吹;(4)蒸汽二次上吹;(5)空气吹净。以上5个阶段为一个循环,每个循环约3min。合成氨原料气除要求含有大量氢外,还需有适量氮,为此,可回收适量吹风气,与水煤气配成符合合成氨原料气要求的半水煤气,其组成大致为:CO27.4,CO30.8,H241.7,N218.8,CH40.8。也可以在入气化炉蒸汽中配入适量空气,制得半水煤气。该公司采用采用低温甲醇洗技术,煤气预处理后,大局部进入氨合成工艺,小局部作为燃气透平的燃料,带动煤气压缩机,外来脱盐水经煤气变换工序末端冷却器预热后进
7、入脱氧槽脱氧,脱氧水大局部泵往煤气化工序和氨合成工序的锅炉给水预热器和废热锅炉,产生压力为25MPa65MPa的饱和蒸汽,经过热,导入蒸汽透平,膨胀作功,背压蒸汽小局部导入脱氧槽,大局部经燃气透平的排烟道加热后导往煤气化工序,余热回收工序和煤气变换工序的装置间设有循环热水管道。利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性,脱除原料气中的酸性气体。该工艺气体净化度高,选择性好,气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进展。心连心化肥变换工序采用变换炉,合成氨原料气中均有一氧化碳,一氧化碳不是合成氨的直接原料,而且能使催化剂中毒,因此在送往合成工序之前必须脱除,一般分两步:首先进展一氧化碳的
8、变换,即用一氧化碳与水蒸气作用,生成氢气和一氧化碳。经变换大局部一氧化碳转化为以除去的二氧化碳,并获得氮气,。少量一氧化碳将在后继工序中除掉。变换反响设备采用变换炉,反映在催化剂存在下进展:CO+H2O=CO2+H2此反响是一个可逆放热反响,低温有利于转化率的提高,处理后有3-4的一氧化碳。低温变换使用活性较高的低温变换催化剂,操作温度在180-260。反响后气体中剩余的一氧化碳可降至0.2-0.4之间。脱碳工序,心连心化肥采用变压吸附脱碳塔,吸附剂采用硅胶。经变换的原料气含有大量的二氧化碳,二氧化碳是制造尿素,碳酸氢铵和纯碱的重要原料,原料气在合成氨之前,必须将二氧化碳去除干净,一般采用溶液
9、吸收法。现采用改良热钾碱法,此设备加压有利于二氧化碳的吸收,故吸收在加压下操作,减压有利于二氧化碳的解吸,再生过程是在减压和加热的条件下完成的。吸收溶液中,除碳酸钾外,还有活化剂二乙醇胺,还加有缓蚀剂偏钒酸钾,消泡剂聚醚或硅酮乳状液等。 原料气精制,经变化和脱碳原料气中尚有少量剩余的一氧化碳,二氧化碳,为防止对氨合成催化剂的毒害,原料气在送往合成工序之前,还需进一步净化。本装置采用铜氨液洗涤法,常用溶液为醋酸铜氨液,简称铜液。吸收一氧化碳反响为:Cu(NH3)2Ac+CO+NH3=Cu(NH3)3COAc吸收二氧化碳反响为:2NH3+CO2+H2O=(NH3)CO3生成碳酸铵继续吸收二氧化碳:
10、(NH3)CO3+CO2+H2O=2NH4HCO3低温加压吸收,减压加热再生。合成氨工序,合成后进入气柜,氨合成化学反响是:N2+3H2=2NH3此反响可逆放热,体积缩小的反响,反响需要催化剂才能以较快速率进展,根据平衡移动规律可知,降低温度,提高压力,有利于平衡向生成氨方向移动。氨的加工,合成尿素反响在液相中分两步进展:第一步:液氨与二氧化碳反响生成中间化合物氨基甲酸铵,此反响是一个快速,强放热反响,且平衡转化率很高。第二步:甲铵脱水生成尿素,这个反响是一个快速微吸热可逆反响,且需要在液相中进展。合成尿素的总反响方程式:2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O+Q甲胺脱水是反响的控制步骤,
11、转化率50-70,反响为吸热反响,一般在较高温度下进展,约为185-200之间,甲胺是不稳定化合物,加热易分解,生产中必须保证甲胺不分解,由于高温下甲胺离解压力很高,所以要在高压下进展反响。最后进入造粒塔进展造粒。3、煤气化原理1、发生炉煤气空气煤气以煤或焦炭为原料,以空气和水蒸气为气化剂,通入发生炉内制得的煤气为发生炉煤气。 H2 N2 1、制气原理:理想发生炉煤气理想的发生炉煤气的组成取决于这两个反响的热平衡条件,即满足放热反响与吸热反响的热效应衡等的条件 。放热反响:. N2 . N2 +.吸热反响: H2H2 -.热平衡:. H2. N2 . H2 . N2 理想发生炉煤气组成:CO:
12、40%; H2:18.2 %; N2:41.8%;实际上制取混合发生炉煤气 CO:; H2:; N2: ; 实际上制取混合发生炉煤气,不可防止有许多热损失,水蒸气分解和CO2复原进展不完全,使实际的煤气组成、气化效率与理论计算值有显著差异。沿料层高度煤气组成的变化灰渣层:气化剂 ,H2被预热,气体组成不变;氧化层:C+O2CO2+Q, , CO2 C+CO22CO -Q 耗尽,出现CO,CO2 复原层:C+CO22CO-QC+H2OCO+H2-QCO,CO2 H2复原层以上:CO+H2OCO2+H2+Q CO 稍 , CO2和H2稍 2.气化过程的控制目的:高的气化效率气化炉的选择:弱黏结性需
13、破黏选择带搅拌装置的气化炉;机械强度和热稳定性差不宜搅拌;原料筛分粒度小的,要求煤气热输送的选择干法出灰。合理气化强度:温度、原料、气化炉有关气化强度超过合理的范围,就可能使灰渣中含碳量增加和出口煤气中带出物增多,从而增加了原料的损失,因而降低了煤气产率,并且影响到煤气的质量,其综合效果是气化效率降低,炉温:保持均匀和不结渣水蒸气耗量与原料性质关系:水蒸气的单位消耗量的差异主要由于原料煤的理化性质不同,但为防止结渣要提高水蒸气的量。水蒸汽的单位消耗量对水蒸气分解率和气化指标的影响提高水蒸气量,但水蒸气分解率却下降,煤气热值降低4.煤气发生站工艺流程有焦油回收的冷煤气工艺流程:这种焦油不能作为重
14、要产品,但必须从煤气中除去,防冷凝下来堵塞煤气管路和设备。煤气由发生炉出来,进入竖管直接水冷却器,初步除去重质焦油和粉尘,煤气被冷到8595,经半净煤气管道进入电捕焦油器,除去焦油雾滴后进入洗涤塔,煤气被冷却到35以下,含尘量下降到100mg/m3以下,进入净煤气管,再经排送机送到用户。二、水煤气水煤气是由炽热的碳和水蒸气反响所生成的煤气。燃烧时呈蓝色,所以又称为蓝水煤气。需提供水蒸气分解所需的热量,一般采用二种方法:a.交替用空气和水蒸气为气化剂的间歇气化法;b.用氧和水蒸气为气化剂的连续气化法。 1.制气原理.N2 . N2 +394.1kJ/molH2 2 - 394.1kJ/mol两段
15、:吹空阶段吹风阶段;吹蒸阶段制气阶段。理想水煤气生成理想水煤气的方程式:. N2 H2 . N2 2理想水煤气组成:50%与50%2气化效率:100%实际水煤气2含量高于 OH2 22常含有2、N2、H2S和4等气化效率:60%65%2.间歇法制造水煤气工作循环的构成间歇法制水煤气,主要由吹空气蓄热、吹水蒸气制气两个阶段组成,但为了节约原料,保证水煤气质量,正常安全生产,还需要一些辅助阶段,实际共有六个阶段:吹风阶段、水蒸气吹净阶段、一次上吹阶段、下吹制气阶段、二次上吹阶段、空气吹净阶段。 六阶段工作循环 :a吹风阶段吹入空气,使局部燃料燃烧,将热能积蓄在料层中,废气经回收热量后排入大气;b.
16、 蒸气吹净阶段由炉底吹入蒸气,把炉上部及管道中残存的吹风废气排出,防止影响水煤气的质量;c. 一次上吹制气阶段由炉底吹入蒸气,利用床内蓄积的能量制取水煤气,煤气送气柜;d. 下吹制气阶段上吹制气后,床层下部温度降低,气化层上移,为了充分利用料层上部的蓄热,用蒸气由炉上方往下吹使气化过程在一个稳定,温度均匀的区域进展,制取水煤气,煤气送气柜;e. 二次上吹制气阶段 下吹制气后炉底部残留下水煤气,为安全起见,先吹入水蒸气,所得煤气仍送贮气柜;f. 空气吹净阶段由炉底吹入空气,把残留在炉上部及管道中的水煤气送往贮气柜而得以回收,以免随吹风气逸出而损失。以上各阶段的时间分配列于下表:34分钟循环各阶段
17、时间分配表:其缺点是生产必须间歇阀门频繁切换,生产效率低3.富氧连续气化制造水煤气和半水煤气特点:取消六阶段循环,采用富氧气纯氧气和水蒸气为气化剂,延长有效制气时间,使生产能力提高。气化原料要求:高挥发份不黏煤、弱黏煤、低挥发份无烟煤、焦炭等4.水煤气发生炉及水煤气站流程水煤气发生炉UGI煤气化炉 是一种常压固定床煤气化设备。原料:通常采用无烟煤或焦炭,发生炉由上锥体、水夹套、炉篦传动装置,出灰机械及炉底壳等五个主要局部组成。其特点:是连续式操作生产发生炉煤气即空气煤气外,或间歇式操作生产半水煤或水煤气。炉子为直立圆筒形构造。炉体用钢板制成,下部设有水夹套以回收热量、副产蒸汽,上部内衬耐火材料
18、,炉底设转动炉篦排灰。优点是 设备构造简单,易于操作,一般不需用氧气作气化剂,热效率较高。缺点是 生产强度低,对煤种要求比较严格,采用间歇操作时工艺管道比较复杂。3.两段式完全气化炉特点:使用高挥发份的弱黏结性烟煤及褐煤;干镏气化分段进展;两段炉具有比一般发生炉较长的干馏段,煤加热速度变慢,干馏温度低,获得的焦油质量比较轻。两段式煤气发生炉上段:干馏段下段:气化段下段煤气温度500600,上段煤气温度100150,只含轻质焦油。两段式水煤气发生炉现有水煤气炉上部增设干馏段,原料煤在干馏段进展低温干馏,产生半焦落入气化段,再用空气、水蒸气间歇制水煤气。化炉构造与两段煤气发生炉相似,包括加料装置、
19、干馏段、气化段、回转炉箅及排灰装置。原料不黏结或弱黏结性的烟煤或热稳定性好的褐煤。4.加压气化原理与工艺加压固定床气化炉生产工况与常压气化炉类似,原料自上而下,气化剂自下而上,逆流接触,煤碳由固态向气态转化。炉内料层:枯燥层、干馏层、甲烷层、第二反响层复原、第一反响层氧化和灰渣层。过程原理及其影响因素过程原理以及影响因素压力对煤气组成影响甲烷和二氧化碳含量增加;氢气和一氧化碳含量减少在加压下为甲烷生成反响制造了条件 压力对氧气耗量的影响减少氧气的消耗为常压的1323压力对蒸汽耗量的影响蒸汽耗量增加为防止结渣和利于甲烷化的反响,为常压的2.53倍压力对气化炉生产能力的影响提高生产能力气化强度提高
20、,反响速率加快,碳的转化率较高对煤气产率的影响降低气体体积减小,煤气中二氧化碳含量高加压气化对煤气输送动力的影响节省煤气动力消耗固定床加压气化炉及工艺流程加压气化炉最成熟炉型是鲁奇炉Lurgi。它和常压移动床一样,也是自热式逆流反响器,所不同的是采用氧气-水蒸气或空气-水蒸气为气化剂,在2.03.0MPa的压力和9001100温度条件下进展的连续气化法。双层壳体内外两层厚刚筒间形成水夹套,可引出供气化炉使用;设有煤分布器和搅拌器破黏;塔节型炉箅且设有破渣装置气化剂均匀分布;工艺流程煤气带出有废热回收的制气工艺流程5.加压液态排渣气化炉 基本原理 仅向炉内通入适当的水蒸气量,控制炉温度在灰熔点之上,使灰渣以熔融态自气化炉内排出消除了结渣对炉温的影响气化炉概况及其构造液态排渣气化炉主要特点:灰渣呈熔融液态排出;特殊的排灰机构英国煤气公司把工业鲁奇炉炉篦局部去掉,装上氧蒸气下倾斜嘴,气化剂喷入使温度为1500,使灰渣形成流动的熔渣。熔渣通过位于中央的排渣口排入急激室的水中淬冷成渣粒。;炉体为钢制外壳内砌耐火砖,再衬碳化硅;喷嘴外部设水夹套;排渣口材质为硝基
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