有关物料衡算碳平衡计算培训.ppt

1、造气炉碳平衡计算与分析,利用质量守恒定律，对生产过程的各股物料进行分析和定量计算，以确定它们的数量、组成和相互比例关系，并确定它们在物理变化或化学变化过程中相互转移或转化的定量关系。,碳平衡计算的目的,质量守恒定律。 即在一个孤立的系统中，不论物质发生任何变化，其质量始终不变。,碳平衡计算的理论依据,造气炉物料流向,造气炉,型煤（块煤）,半水煤气,炉渣,干灰,泥煤,吹风气,气化剂,煤在气化过程中，转化到半水煤气中的碳量，称为有效消耗。在实际气化生产中还要消耗在：吹风过程中所燃烧的碳、灰渣中末燃尽的碳、随着气体带走的尘粒中含碳等。事实上转化为半水煤气中的碳量，仅是整个煤气生产过程中原料消耗的一部

2、分，其比值即为碳的有效利用率。在生产中，希望有效消耗所占总消耗的比例越高越好，这就需要努力提高燃料的利用率，尽量减少其它形式的碳损失。 C入炉煤C半水煤气+ C吹风气+ C炉渣+ C干灰+ C泥煤,碳平衡计算式,1、已知条件,测定时间：08年12月6-16日共10天，扣除停炉检修时间10小时，实际运行时间为230小时（不考虑下灰时间） 。 煤种：70%型球 + 30%小块 制气模式：高氧加氮 测定数据如下：,（以5#炉为例）,一、物料衡算,2、碳平衡计算,计算基准：1天的入炉煤量。 入炉煤含碳量： C入 =70.1(1-2.0%)71.67%= 49.2 t 炉渣含碳量 C渣=20.27617

3、.34%(1-16.11%)= 2.9 t 带出物及泥煤中含碳量 日3.869吨，按除尘效率65%计，实际约5.95吨/日 C带出物=5.9566.25%(1-2.67%)=3.8 t,吹风气耗碳 小时入炉一次风量： 2480018/120=3637Nm3 小时吹风气耗碳： 36371.0656（0.148+0.076+0.016）12/22.4= 498kg 日吹风气耗碳 49823/1000=11.454 t 半水煤气含碳 49.2-2.9-3.8-11.454=31.0 t,3、产气量计算,半水煤气产量 V半= = 22.4/12 = 6060 Nm3 即5#炉平均台时产气量为6060

4、Nm3; 折有效气CO+H2 =6060(29.17+44.26)% = 4449Nm3 单炉气化强度计算 式中：,单炉气化强度，m3(m2h) G产气量，m3h d造气炉直径，m 6060/(3.14/43.23.2)=754 m3(m2h),4、煤耗计算,平均台时产氨 4449 /2250 =1.97t（吨氨耗有效气2250m3) 小时耗煤量 70.1/23=3.05 t (1)吨氨煤耗 3.05/1.97=1.54 t (2)吨氨耗固定碳 1.54 (1-2.0%)71.67%= 1.082 t (3)制气吨氨用固定碳: 31/23/1.97=0.6814 t 占总耗固定碳比例 0.68

5、14/1.082=62.95%（碳的有效利用率） (4)吹风吨氨用固定碳 11.454/23/1.97=0.2518 t 占总耗固定碳比例 0.2518/1.082=23.26% (5)带出物吨氨带固定碳 3.8/23/1.97=0.08434 t 占总耗固定碳比例 0.08434/1.082=7.79% (6)灰渣吨氨带固定碳 2.9/23/1.97=0.06484 t 占总耗固定碳比例 0.06484/1.082=5.99%,5、蒸汽耗,蒸汽耗 小时入炉蒸汽量： = 6.0 t/h 吨氨蒸汽耗 6.0/1.97= 3.035吨 蒸汽分解率( 以1小时为计算基准,氢平衡计算): 半水煤气中的

6、氢的量 （606044.26/22.4）2 +（60601.5/22.4）4 253.90 kg 制气时分解的蒸汽 = 氢的量18/2 = 253.9018/2 = 2285 kg 蒸汽分解率 2285/6000 = 38.3%,碳平衡计算（结果表）,固定碳流向图,测定时间：2008年9月12日- 15日,注：以上数据来自碳平衡测定及理论计算，由于测定过程可能存在误差，结果不一 定准确，仅供参考。,二、其它炉的测定情况,1、减少带出物。在生产中，可以采用以下措施： 选择合适的风机。象烧型煤这样的劣质煤，风机的配置最大不要超过D700；根据原料特性，掌握适当的风量。 控制与风机相适应的炭层高度。

7、 燃料的机械强度、热稳定性要高；严格把握入炉煤的加工质量，减少粉末入炉；型煤水份指标应控制在1%以内。 力求料层阻力均匀。 选择适宜的气化强度。煤气炉负荷重，气化剂流速快，带出物就多 。,三、提高碳利用率的途径,附：我厂干灰的测定,（1）测定时间：09年2月16日-23日 （2）目的：测定型煤质量、蒸汽温度、上气道温度对带出物的影响。 （3）结论： 型煤质量（好球率）对带出物的影响较明显：好球率提高，带出物降低。 蒸汽温度对带出物的影响并不明显。 上气道温度及风量由于变化幅度小，对带出物的影响有待进一步验证。,6#炉干灰测定情况,型煤好球率提高，带出物降低。18日起，这种变化趋势更明显。19日

8、、21日型煤的好球率高，带出物同步减少。,型煤的水分对带出物影响较大，水分的控制非常重要。宜化和当阳厂家从实践中摸索出：型煤的水份最好控制在0.5%以内，超过1%，带出物将大幅增加（所以型煤水份指标应控制在1%以内）。,2、降低灰渣残碳,残碳高的原因大致有以下几个方面： 炉箅选择安装不当或在使用中损坏，造成排灰不均匀或发生漏炭、塌炭； 炭层四周与中间高低分布不符合要求，使气化剂分布不均匀，炉内局部过热结疤、结块、灰渣层厚度失衡，两侧排灰不均匀； 上、下吹百分比或上、下吹蒸汽用量选配不当； 原料粒度过大，气化层温度低，燃烧不完全； 炉条机排灰速度与燃料气化后所生成灰渣的速度不相适应，排灰量过大；

9、 炉温控制不当，造成结疤、结块，导致气化剂分布不匀，气化不良或炉温控制过低，蒸汽用量过大，燃料反应不完全即排出。 造成残碳高的原因是多方面的，在操作中，须针对实际情况，采取相应的改进措施。,3、提高吹风效率,吹风的目的：提高气化层温度并积蓄热量，为制气过程创造条件。 气化层温度控制在适宜的范围内。（降低气化层温度可以减少二氧化碳还原为一氧化碳的反应，但是，炉温低对制气不利。） 提高空气流速(炭层不吹翻的前提下)，降低吹风气中的一氧化碳含量 。,为了保持气化层有较高的温度，又要减少吹风气中一氧化碳含量，可采用提高风机风压、风量，减少吹风百分比的办法。但是风压、风量过大，一是吹风阶段带出物明显增多，二是炉内炭层容易吹翻。而风压、风量过小，由于空气流速慢，利于二氧化碳还原为一氧化碳，增加了吹风阶段碳的消耗量，降低了碳的利用率。所以，根据所用燃料的特