（中职）合成氨工艺及设备项目三任务二教学课件

（中职）合成氨工艺及设备项目三任务二教学课件项目三合成氨生产原料气的制取任务二

固定层连续气化任务要求能够讲述固定层连续气化生产过程，并且能叙述和绘出工艺流程图，知道设备结构和作用。知道固定层连续气化原理，能写出主要反应方程式。能运用反应原理并结合生产实际技术经济情况对工艺条件选择进行分析；知道工艺流程设置一般原则。

知道本任务安全操作规程。知道本任务所涉的物料安全特性。会正确操作本岗位消防器材和劳动防护设备。一、固定层连续气化流程固定层连续气化生产合成氨原料气有常压和加压两种。气化剂用氧气或者富氧空气（含氧气50～60%左右）和蒸汽。气化过程基本达到自热平衡，生产能连续平稳的进行。没有吹风气外排，节能降耗和减少三废排放。固定层加压连续气化是将粒度为5～50mm的碎煤由气化炉顶加入炉内，在1.0～3.0MPa的压力、900～1200℃温度下与从炉底来的气化剂逆流气化反应的过程。所得煤气中甲烷含量高，需加工才能成为合成氨原料气。加压鲁奇炉连续制气工艺流程方框图见图3-3。加压鲁奇炉连续制气工艺流程方框图碎煤、3.7MPa的过热蒸汽与氧气混合加入气化炉内反应生成粗煤气，灰渣排入灰锁排出。煤气流程：650～700℃的粗煤气从炉顶部引出，进入文丘里洗涤冷却器被高压喷射煤气水除尘、除焦油、降温到200℃的粗煤气与煤气水一同进入废热锅炉，被壳程的冷却水冷却至180℃，煤气经气液分离后送入变换工序。洗涤煤气水流程：汇集在废热锅炉底部积水槽中的煤气冷凝液及洗涤煤气水，大部分由煤气水循环泵打至洗涤冷却器循环洗涤粗煤气，多余的煤气水排至煤气水处理工序。二、固定层连续气化设备（鲁奇炉）（1）炉体

①筒体立式双层圆管结构炉壁。

②搅拌与布煤器。炉上部有煤分布器及搅拌器，下部有转动炉箅及传动机构，均由炉外液压装置驱动。③炉箅。其作用是维持燃料层的向下移动，均匀分布气化剂，排灰入灰锁，破碎灰渣。（2）煤锁和灰锁

气化炉顶设有煤锁，进行间歇加煤。炉底设有灰锁，将灰渣定期排入灰斗（3）灰锁膨胀冷凝器灰锁膨胀冷凝器的作用是灰锁泄压时将含有的灰尘和水蒸气冷凝、洗涤下来，使泄压气量大幅减少，同时保护泄压阀门不被含有灰尘的水蒸气冲刷磨损，延长阀门的使用寿命。

图3-4鲁奇炉1、煤箱2、分布器3、水夹槽4、灰箱5、洗涤器三、固定层连续气化基本原理从气化炉顶加入的煤，被上升高温煤气加热，水分蒸发，并释出挥发分。从炉底送入的氧和蒸汽被高温灰渣预热到1000℃以上，灰渣被冷却到400℃排入灰锁。主要反应式有：C+O2=CO2+Q（3--1）CO2+C=2CO-Q（3--4）C+H2O(g)=CO+H2—Q（3--5）C+2H2O(g)=CO2+2H2—Q（3--6）副反应有：C+H2=CH4+Q（3-8）CO+3H2=CH4+H2O+Q（3-10）根据化学平衡移动原理，加压气化，有利于体积缩小的副反应（3-8）、（3-10）平衡向右移动，使得粗煤气中甲烷含量高达8%～10%。需将甲烷用蒸汽转化为合成氨原料气一氧化碳和氢气。

四、固定层连续气化条件1.温度炉温高，煤气中一氧化碳和氢气的含量增加甲烷含量下降。炉温应控制在灰熔点以下。控制炉温的主要手段是调节蒸汽/氧比，蒸汽/氧比增加，炉温下降。气化炉出口煤气温度为650～700℃，灰锁灰渣温度400～500℃。2.压力提高操作压力，气化反应速率加快，可节省动力，减少煤气的含尘量。但压力愈高，粗煤气中甲烷含量愈高，加大后序甲烷转化的负荷。一般为2.4～3.1MPa。3.蒸汽氧比蒸汽与氧的比例，影响气化温度及煤气的组成。蒸汽氧比增大，煤气中氢和一氧化碳增加。但炉温下降，使甲烷含量提高。一般控制在5～8kg/m3。气化条件五、固定层连续气化岗位安全操作及环保措施（1）.岗位特点见任务一“五”（2）.岗位物料的性质主要物料性质见任务一第五点，还有氧气，氮气。氧气为助燃剂，和氧化剂。3本岗位主要安全事故及处理方法见表3-2-1。表3-2-1事故及处理方法事故现象处理方法炉内结渣，（1）灰中渣块大（2）炉箅电机电流超高或液压驱动的液压压力高（3）CO2偏低（1）提高汽氧比，与灰熔点相适应。（2）降低炉箅转速，加大负荷。炉顶出口煤气与灰锁温度同时升高（1）出现沟流；出口煤气温度高，波动；煤气中的CO2高或者O2超标；灰渣中有未燃烧的煤(2)气化剂分布不均(1)降低负荷，增加汽氧比，短时增加炉箅转速来破坏风洞，检查气化炉夹套是否漏水，当煤气O2含量超过1%时要停车。（2）与上述相同，当处理无效时停炉处理。炉内火层倾斜炉出口煤气温度高，渣中有未烧的煤降炉负荷，短时增加炉箅转速，若无效停车处理。气化炉夹套与炉内压差高（1）出口煤气温度高；细灰，量小（2）炉内结渣严重（3）后序用气量大（4）开车过程中压差高，加煤过多（5）炉箅布气堵（1）降炉负荷，降汽氧比（2）减小供气量，维持好煤气炉的压力。（3）减少气化剂，转动炉箅。（4）气化炉停车处理。炉箅、灰锁上、下阀传动漏气润滑油供油不足检查润滑油泵，注油点压力、管线是否通畅，调整油泵出口压力。煤锁膨胀煤锁温度正常而炉内缺煤，温度高多次振动下阀，煤锁进行充、泄压，无效时气化炉停车处理。灰锁膨胀、灰挂壁灰锁下阀打不开，下灰少提高过热蒸汽温度，向灰锁通入少量蒸汽，打开下阀吹扫灰锁，将挂壁灰吹出。（3）、本岗位主要安全事故及处理方法

（4）安全操作注意事项①煤气中的CO2、O2必须在规定指标范围内。②气化炉开车时切换氧气操作须在空气运行6小时后达到规定条件才能进行。③气化炉开停车升降温度、压力的速度不能超过规定值。④煤锁上阀、灰锁下阀，泄到规定压力才允许打开。⑤防止油污、粉尘进入氧气管路。⑥夹套锅炉缺水不能立即补水，熄火或自然冷却后才能补水。⑦在一个加煤循环中，煤溜槽阀只能开一次。处理煤馏槽堵塞时，要带防毒面具处理。5、环保措施（1）废气固定层连续制气无吹风气外排，系统排放气收集到火炬燃烧后排放，减少了气体污染。（2）污水去水处理系统处理，达到排放标准。（3）煤尘，灰尘煤锁加煤过程