加压气化问题解答已打印文档格式.docx
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此方法为提高气化层的温度,灰以熔渣形式排出,从而可降低汽氧比使蒸汽分解率提高,热效率增加,同时气化强度可由2.4T/M2h提高到3-5T/M2h,煤气中的甲烷可下降到7%以下。
2提高气化压力。
依据Ruhr-100型炉的试验结果,压力有25巴提高到100巴,煤的转化率及气化强度将成倍增加,氧与蒸汽烧耗均减小。
煤气中甲烷量增加到15.8%很适用于代用天然气的制造。
3:
填空:
1煤是由古生代植物经过成煤作用而形成的。
由于成煤条件与生成年代大致可分为:
泥煤,褐煤,烟煤,无烟煤等。
2鲁奇四型气化炉采用了移动床加压连续气化固态排渣的气化方法
3煤进入气化炉后依次经过干燥层、干馏层、气化层、燃烧层、灰层。
4气化用煤粒度范围是5-50mm,其中50-100mm的不应该大于5%,0-50mm的不应大于5%。
5煤质的工业分析测定结果是:
水分0.3%,灰分20.8%;
挥发份14.4%;
固定碳64.5%
6煤的高热值是8432Kcal/kg,低热值是8193Kcal/kg
4:
什么叫气化强度和气化能力?
答;
气化强度是指单位时间面积所能气化的燃料的数量气化能力,是指单位时间内燃料煤气化的数量。
5:
什么叫煤的发热值?
高热值和低热值有何区别
单位重量的煤完全燃烧所放出的热量称为煤的发热值。
若煤在燃烧后煤中的水分是以水汽形式存在的,则测得的热量为低发热值,若水蒸汽已冷却为水,则所测得热量为高热值。
6:
何谓灰熔点?
它是如何测定的?
把灰渣加热到某一温度后,灰渣发生软化熔融现象,我们把该温度叫做灰熔点。
测定方法:
把灰分做成圆锥形的试样然后加热,当温度升到一定值后,灰分发生变形,锥形为圆形,这个温度称为变形温T1。
当再加热到灰渣的锥尖倒下,高度为初始高度的1/2,此时温度叫软化温度T2。
当灰渣完全溶化发生流动,此时温度为T3,我们通常称T3为灰熔点,加压气化一般操作温度应在T2下操作,因为该温度气化效率最佳。
其测定过程如图
7:
煤的粒度对加压气化有何影响?
通常加压气化对煤的粒度有一定的要求,我公司气化用煤粒度为6-50mm。
粒度越小,比表面积越大,有利于气化反应。
但会增加灰床阻力,同时气体带出物增多,同时易产生沟流现象。
粒度范围大,小粒子会填充到大粒子的间隙,使灰床层的空隙率减小,阻力显著增加,同时也容易产生架桥现象,影响气流分布均匀。
8:
试解释沟流现象和架桥现象?
沟流现象:
在气化过程中若原料煤的粒度过小,气体带出的粉煤增多,使得某一区域内出现空洞,气化剂或其它气体未来得及与燃料反应就由空洞直接通过,即发生短路现象,这种现象叫沟流现象。
架桥现象是指原料快度过大,在设备的进口或出口架住,而使原料不能以重力下移,这种现象称为架桥现象,此现象最容易在煤锁给料溜槽,煤锁下阀口,炉篦刮刀上。
9:
何谓机械强度?
机械强度对气化有何影响?
机械强度指煤的抗破碎能力,机械强度小,意味着煤易破碎,故在气化炉中易于产生许多粉煤,在床层的阻力增加,也易气化炉产生沟流现象,影响气流分布均匀,还会使出口气体带出物增多。
因此,气化使用煤时对机械强度有一定的要求。
10:
炉内发生有甲烷化反应,为什么说甲烷的生成可以减少氧耗?
由于甲烷的生成反应是一剧烈的放热反应,这些热量可以供给吸热反应,从而减少氧耗。
11;
气化温度,压力及汽氧比是如何控制的?
气化温度是指炉内的最高温度。
气化温度一般来说是越高越好,但是炉内温度受灰熔点的限制以及设备材质的限制,所以气化温度的确定一般主要由灰熔点来定。
气化压力主要是由下列几点来确定的:
1从制气的目的,用途来确定压力。
2从节省能源方向考虑,即考虑与气化相联系的空分装置,以及后续工号所需压力的高低来确定。
3设备材质也是确定的一个方面,它只是限制压力的选择,并不是确定压力的主要因素,即选择高压气化需要耐高压材质,所需的投资就大。
另外,现有的材质限制了气化压力的过大提高。
汽氧比的确定:
控制汽氧比也就是控制气化炉的温度,一般来说气化温度控制在接近灰熔点温度条件下操作为最佳,这与炉内吸热反应的速度有关,因此汽氧比也与煤种有关,因此,汽氧比的确定一般应由灰熔点及煤种的活性来确定。
12:
解释火层偏移现象和结疤现象?
火层偏移:
主要是由于原料煤块度不均,煤分布器布料不均,气化剂布气不均,炉子点火不均等原因造成的。
由于上述原因导致炉内反应不稳定,各处的反应速度不同,炉内火层不在同一高度上。
结疤:
是炉内的最高温度超过了灰熔点的温度,而使灰渣发生熔融,当熔融的灰渣移动到灰层时,由于气化剂的冷却,使得熔融在一起的灰渣冷却为固体,从而产生了大小不匀的渣块。
13:
什么叫碳氧比?
为什么碳氧比大,灰中残碳量会增大?
每公斤分子的氧所能气化的碳的公斤分子数。
气化炉中碳氧比增大,碳的分子数也就增大,但所能被氧化的碳分子数是一定的,所以未被氧化的碳分子数就相对增加,所以灰中的残碳量就会增大。
14:
在正常生产中,我们经常通过改变汽氧比来调节气化炉的生产工艺,请说明汽氧比的大小对气化反应有何影响?
汽氧比的改变,实际是调整气化炉内的最高温度,在固态排渣气化炉中,首先应保证在燃烧过程中灰不熔融成渣,在这基础上维持足够高的温度,以保证煤完全气化。
对同一种煤,汽氧比越高,炉内所能达到的最高温度也就越低,蒸汽的消耗量相对增大,水蒸气分解率也相对降低,出炉煤气中的二氧化碳与甲烷含量增加,一氧化碳和氢气含量下降,燃料的利用率降低。
但汽氧比小则会使燃烧反应加剧,气化温度增高。
出口煤气中的一氧化碳和氢气含量增加,二氧化碳和甲烷含量将降低。
蒸汽分解率增加,蒸汽消耗量相应减少,但氧气的耗量将增加。
综合上述,汽氧比的控制应使炉内的气化温度最高,而又不至于使灰熔融为最佳。
15;
对第三代MARK—Ⅳ型鲁奇气化炉加压气化有哪些特点?
①操作稳定。
冷煤自上而下经过各层,稳定的进行操作,汽化剂自下而上与煤逆流接触,在正常情况下,能充分燃烧,操作指标稳定,灰中含碳率不大于5%,气化效率90-95,②炉内设置贮煤筒,能贮存一定量的煤,一旦加煤装置故障,或许输煤系统波动时,能提供一定的维修时间而不需停炉,保证了生产的连续性。
3节约能耗
(1)采用加压气化,相对与常压而言,由于压缩,煤气的动力耗损失大大降低。
(2)采用碎煤气化,不需要专门的破碎机械,相对于粉煤气化而言,大大降低了原料制备的能耗。
(3)气化炉内加压且低温干馏,产生一定的甲烷化反应,放出相应的热量,减少热耗。
(4)操作安全,出口煤气经冷煤层,利用余热加热冷煤,因此煤气出口温度低,?
不会发生故障,气化炉采用水夹套,且压力与炉压相通,一般不会产生超压及过热现象,以保证设备安全运转。
(5)设备紧凑,采用加压操作,在同样的生产能力下,较常压设备体积小,重量轻。
(6)出口甲烷含量高,加压气化操作出口煤气中甲烷含量可达10%-15%,如作为城市煤气使用,可提高煤气热值,但作为合成原料气,则必须增加转化工段,复杂了流程,增加了设备,提高了投资。
(7)蒸汽分解率低约40%,致使蒸汽耗量增加。
(8)由于低温干馏出口煤气中含有一定量的焦油及酚需要处理,故增加了三废处理的投资和费用。
16:
名词解释
外在水分内在水分灰分挥发份固定碳
外在水分是指煤在开采运输,储存,洗选时润湿在煤表面以及大毛细孔的水分,它以机械方式与煤连接着,较易蒸发,其蒸发压力与纯水的蒸汽相等。
在空气中放置时,外在水分就不断蒸发,直至煤中水分蒸汽压与空气的相对湿度达到平衡为止,此时失去的水分就是外在水分。
内在水分;
吸附或凝聚在煤粒内部的毛细孔中的水分,称为内在水分。
它主要以物理化学方式与煤相连接着,较难蒸发,故蒸汽压小于纯水的蒸汽压,失去内在水分的煤称为绝对干燥煤或干煤。
灰分:
煤中灰分的测定是将1克煤样在815℃温度下完全燃烧,剩下残渣的重量百分率即为该样的灰分,文明一般说的煤的灰分实际是煤灰产率。
挥发份:
煤在限定条件下隔绝空气加热后挥发性有机物质的产率称为挥发分,其测定方法为:
称取1克煤样,放入带盖的瓷坩埚中,在900℃的温度下,隔绝空气加热7分钟所失去的重量占煤样重量的百分率,减去煤样的水分作为挥发份,残留下来的固体残渣称为焦渣,从焦渣的百分率减去灰分则得出固定碳的百分率。
二:
煤锁、灰锁部分
1:
填空
1煤锁的设计温度343/250℃压力3.6MPa容积12.1M3
2灰锁的设计温度470℃压力3.5Mpa容积10.1M3
3煤锁操作处于零位时,除下阀外,其余阀门均处于关闭位置。
4灰锁操作处于零位时,除上阀外,其余阀门均处于关闭位置。
5煤锁与灰锁的操作有四种方式:
全自动,半自动,手动遥控,手动,正常生产时使用全自动,半自动。
手动遥控,在正常生产期间也可以使用,但主要用于试车或全自动,半自动出现故障时。
手轮操作则用于系统停电自动失灵或液压元件的自控部分故障的情况下。
6煤锁程控分33步,遥控和手轮操作分9步,灰锁程控分37步,遥控和手轮操作分13步。
其关键步骤是上、下阀的泄露试验。
煤锁上、下阀是怎样的密封,操作时应注意什么?
煤锁上阀采用两道密封,即里面一层氟橡胶圈,外面是硬质合金;
煤锁下阀是一道密封即硬质合金,在操作时,应尽量减少阀门开关次数,防止磨损。
煤锁充压为何分两步?
原因:
1如果单独采用煤气冷却工号来的粗煤气充压,由于2.65Mpa的压力充不到最终压力。
2如果单独采用炉内粗煤气充压,一方面由于粗煤气温度高达650-700℃,远超过设计温度,这是工艺不允许的,另一方面会造成炉压波动,甚至造成夹套与煤气炉压差高,导致系统停车。
在预定的时间内煤锁不能充至设定的压力是何原因?
如何处理?
1上阀漏或未关严。
2充压阀不畅通。
3卸压阀漏或未关严。
处理:
1若是阀门泄露,应更换垫圈。
2疏通充压阀。
以上措施无效,汇报工长。
在预定的时间内灰锁不能泄至最终压力是何原因?
原因
1下阀未关严或漏气太大。
2平衡阀?
漏或未关严。
3泄压阀或管线堵塞。
4充压阀漏或未关严。
处理
1重复关下阀,平衡阀?
,充压阀。
2疏通泄压阀和管道。
煤锁温度高是何原因?
怎样处理?
1炉顶温度高。
2煤锁内煤料架桥。
3煤锁空。
1加快炉篦转速。
2振动下阀。
3迅速加煤。
煤锁各阀是怎么联锁的?
为保证气化系统安全可靠运行,煤锁各阀联锁关系如下;
①下阀开上阀,卸压阀,充压1阀必须关闭
②上阀开下阀,充压1、2阀必须关闭
③卸压阀开下阀,充压1、2阀,上阀必须关闭
④充压1阀开上阀,卸压阀,下阀,充压2阀必须关闭
⑤充压2阀开上阀,卸压,充压1阀必须关闭
突然断煤,如何处理?
煤是气化反应的主要原料,在工艺条件一定的情况下,在气化炉内,煤与一定比例的气化剂反应生成粗煤气。
如果煤长时间中断,将会使炉内反应无法进行,所以生产中若煤中断,操作工根据所停时间的长短,及时与中控联系,作减量或停车处理。
9:
煤锁的充压阀为什么采用角阀?
因为角阀有如下特点:
1角阀的阀芯成圆锥体,与阀座的接触面小。
2由于其接触面积小,所以开关灵活,适用于压力悬殊较大和介质不纯净的地方。
设置煤尘分离系统的目的是什么?
为何用一烟囱代之是不可用的?
目的是:
1清除煤锁内的残余煤气
2清除加煤过程中的粉煤。
想用一烟囱代之是不可用的,原因有二
1效果差,不能将煤锁内残余煤气清除干净。
2粉尘排入大气污染环境。
设置煤尘分离的关键在于喷射空气抽负压,效果比较理想。
11:
手轮操作时,你如何判断煤锁空?
手轮操作时根据关闭下阀的声响来判断,阀门发出“铿锵”声表示煤锁已空。
12:
在试车过程中,煤锁应测得那些数据?
在试车过程中,应测得下列数据:
1煤溜槽下煤时间;
2每次加煤时间;
如何更换煤锁下阀的软密封?
应该注意什么?
更换时应先卸掉压力,关死上下阀及卸压阀,然后打开软密封压盖,取出旧橡胶圈,清理密封面,装入备用橡胶圈,压盖螺丝拧紧到位,使压盖平整,上好护罩,待周围无人时方可充压,试漏以保证安全。
灰锁的充压蒸汽为什么接在总管而不是在支管处?
(PI图上充压蒸汽与汽化剂同管。
?
)
支管蒸汽是供气化炉气化剂所用的,炉子的汽氧比是按比例混合的。
煤质一定,汽氧比也就确定了,汽氧比的波动都会引起炉子不正常反应或事故。
而灰锁充压阀门的开关过程,会引起入炉汽量的波动。
15:
灰锁卸压时,压力卸不掉或卸不完是何原因,如何处理?
1灰锁卸压阀或管道堵塞;
2灰锁上阀未关严或漏气;
3灰锁充压阀未关严或漏气;
4卸压阀阀芯脱落;
1开充压蒸汽,反复开关泄压阀使之吹净;
2继续关严充压阀,如漏气时更换阀门;
3反复关上阀
4更换阀芯
当灰锁上阀关闭后,为什么还要开动炉篦?
灰锁上阀关闭后,还启动炉篦的目的是;
1维持燃料床的移动
2使灰覆盖在灰锁上阀处,以加强其密封
17:
采用全自动或半自动操作时,出现故障应如何处理操作?
采用全自动或半自动操作时,出现故障时应立即切换到手轮遥控操作,将程序进行完毕。
如果故障排除,则应在(操作处于零位时?
)再切换到全自动或半自动进行操作。
18:
煤锁程控设置了几个计时器,他们的作用是什么?
煤锁程控共设置了七个计时器:
T-1设定时间3秒(什么作用)
T-25秒作用;
进行下阀的泄露试验
T-35秒作用同上
T-450秒检查煤溜槽是否堵塞或煤斗空
T-55秒为了进行上阀的泄露试验
T-65秒作用同上
T-710秒监测在10秒内煤锁下阀是否开启
19:
卸压时,灰锁卸压阀1堵塞怎样继续操作?
当卸压1阀堵塞,应手动打开卸压1旁路阀进行卸压。
卸压时应缓慢打开,但不能全开,应采用稍开的方法卸压,待泄至一定压力后再全开卸压阀。
20:
如果灰锁膨胀冷却器液位计失灵,应如何操作?
如果灰锁膨胀冷却器液位计失灵,操作工可以打开卸压1阀,通过窥视孔观察卸压管线是否有水流过,另外还可以根据冷料试车过程中,测得的充水时间来判断膨胀冷却器是否充满。
21:
在试车时,灰锁应测得那些数据?
在试车时,灰锁应测得下列数据:
1炉篦转动一圈的排灰量
2排灰所需要的时间
3水充满膨胀冷却器需要多长时间
4灰锁上下阀动作几次能关严
22:
气密时,如何检验灰锁上下阀是否严密?
打开灰锁上阀系统充至一定压力后,打开灰锁下部套筒,浇上肥皂水,检查下阀是否漏气。
当灰锁有关阀门不漏时,把气化炉与灰锁充至一定压力3.0Mpa,然后打开泄压1阀,在预定时间5秒内,观察气化炉与灰锁的压差,若压差小于0.2Mpa证明上阀泄露,若压差大于0.2Mpa说明上阀不漏,继续卸压。
当灰锁压力降至2.0Mpa时,观察压力是否有回升,如果回升0.1Mpa证明上阀也漏,如无回升,则说明上阀不漏。
二次检查?
23:
灰锁温度高低是何原因?
怎么处理?
温度高:
①灰层下移,灰层薄应降低炉篦转速
②灰中残碳多,反应不完全应调节汽氧比控制炉温
温度低
1灰层上移,灰层厚应加快炉篦转速
2夹套漏水,灰潮湿应立即停车处理
3充水阀漏检修阀门
24:
灰锁各阀是如何联锁的?
打开时必须关闭
上阀下阀,充压阀、卸压1阀、卸压2阀、充水阀
下阀上阀、充压阀
充压阀下阀,上阀、卸压1阀、卸压2阀、充水阀
卸压1阀上阀、下阀、充压阀
卸压2阀上阀、下阀、充压阀
充水阀上阀、充压阀
25:
灰锁程控设置了几个计时器,其作用如何?
灰锁共设计了8个计时器,其作用是:
T-160秒操作工不在,炉篦自动停
T-245秒使转速计数器复位
T-33秒进行上阀泄露试验
T-450秒做浮动试验观察上阀是否泄露
T-55秒冲洗膨胀冷却器
T-65秒进行下阀泄露试验
T-75秒做浮动试验观察下阀是否泄露
T-810秒观察上阀是否全部打开
三、气化炉操作部分
在空气+汽化剂的阶段,火层培养好的标志是什么?
①出口粗煤气中CO2为18%,O2<0.4%
②炉顶温度为150℃~300℃
③灰锁温度为250~300℃且?
颜色正常(灰)
如上述三点具备则说明火层培养好了。
如何根据灰的颜色、粒度、数量等判断气化炉的生产工况?
灰细说明蒸汽太多,灰层厚
粒度大说明炉温高
颜色灰黑,说明燃烧不完全,火层下移,残碳量增加。
数量可判断炉内膨料及炉内是否有结疤
气化炉系统升降压速度如何控制?
气化炉系统升降压速度靠炉压力控制阀来控制,速度0.5bar/min,在紧急停车时,还可以通过热火炬旁路来控制降压速度。
切氧前为什么要在切掉蒸汽5分钟后,才切掉空气?
防止炉内熄火
在原始开车过程中,空气+蒸汽阶段及氧气+蒸汽阶段分别可分为那几个升压阶段?
空气+蒸汽阶段:
①常压↗2bar②2bar↗5bar
氧气+蒸汽阶段:
③5bar↗10bar④10bar↗20bar
⑤20bar↗30bar(低于总管0.5bar)
空气+蒸汽阶段入炉空气流量初始为多少?
大致可分为几个阶梯调节,最大为多少?
初始气量1500NM3/h大致可分为两个阶梯:
①1500NM3/h
33000~4000NM3/h
最大为5000NM3/h
在空气+蒸汽的气化过程中,气化剂的混合温度是多少?
炉出口煤气温度及CO2含量各保持何值?
灰锁温度最大值是多少?
气化剂185℃;
炉出口温度150~300℃;
CO218%,灰锁温度250~300℃
写出下列介质在正常生产时的温度指标:
过热蒸汽、氧气、气化剂混合态、炉出口粗煤气、洗涤器出口、粗煤气、锅炉水。
过热蒸汽436°
C;
氧气30°
气化剂320~350℃
炉顶温度大约450℃;
洗涤器出口201℃锅炉水150℃
我公司气化系统正常生产时,下列介质的单系列消耗指标是多少?
入炉蒸汽32179Kg/h
入炉氧气6507Nm3/h
喷淋煤气水23286Kg/h
夹套给水9357Kg/h
废锅给水39428.6Kg/h
原料煤12.7T/h
10:
我公司气化系统出口粗煤气组成含量是多少?
成分CO2COH2CH4H2SN2
百分比29-3515-2535-408-120.5
送往煤气水分离的煤气水何时由开工管线切换到含尘管线?
答;
气化开车期间产生的煤气水通过管线送到煤气水分离进行处理。
从常压到5巴产生的煤气水通过煤气水TPD606B07-50管线送到煤气水分离焦油污水槽。
5巴到20巴产生的煤气水通过煤气水TPD606B42-200管线送到含尘煤气水膨胀器,因为在此阶段产生的煤气水容易闪蒸,解吸,堵塞换热器,所以直接送到含尘煤气水膨胀器。
20巴以后产生的煤气水通过TPD606B43/44-250管线去煤气水分离换热器前面,此时的煤气水压力通过压力控制阀PICA623A06来控制。
12;
简述夹套液位建立的全过程?
①打开夹套安全阀旁路阀
②通过夹套液位调节阀旁路向夹套充水,
③反复冲洗,排放数次,最后充压至50%液位
④关闭排放阀,关闭调节阀旁路
13:
简述废热锅炉液位建立的全过程
①打开低压蒸汽管线上的排放阀
②通过废锅液位调节阀旁路向废锅上水
③充水,排放数次后,最终充到50%液位后,停止充水
④关旁路阀,排液阀,并开低压蒸汽出口截止阀
气化开车,循环洗涤泵何时启动?
是在开车前系统建立煤气水循环时即投入运行
15;
写出单炉向总管导入粗煤气的步骤?
当炉压升到低于总管压力0.5巴时,由压力控制阀控制,开始关闭火炬阀,将压力升到与总管压力相平衡后,开粗煤气阀向总管导气,压力平衡后,炉压控制阀设定在正常操作指标。
保持自调,然后切入主控器。
16:
在生产中,粗煤气洗涤冷却器温度高报警应如何操作?
当粗煤气温度高于H1时,报警灯亮。
当粗煤气温度高于H2时,手操器阀全部开启。
当温度回复正常后,可由手操器调节阀位开度。
气化装置在生产过程中,全系统及单系列的生产负荷如何调节?
全系统通过主控器进行调节
单系列由手操器进行调节
写出主控器与蒸汽,氧气串级比值调节系统的投运步骤
①首先单炉投双比环调节系统
A:
将蒸汽,氧气置于软手动,调节蒸汽,氧气流量到预定值。
B:
在蒸汽上使手动输出等于测量值后,切为自动。
C:
在蒸汽,氧气流量计稳定状态下,算出比例系数,按比值调节给定值等于测量值,氧气切为自动,双闭环比值调节系统投入运行。
②串级调节系统的投运
A:
按工艺要求手动给定蒸汽总管压力,氧气总管压力的给定值。
通过手操器设定煤气总管压力的给定值等于其测量值。
按下复位按扭
D:
单系列偏差比例设定器投入运行。
当系统负荷需要增减负荷时,则需根据煤气总管压力预定值,用手操器调节粗煤气压力的给定值,以增减气化剂的用量,改变