固體燃料制水煤氣

1、教學(xué)設(shè)計(jì)教師姓名授課班級授課形式授課日期年月日第周授課時數(shù)2授課內(nèi)容第二章 甲醇原料氣的制造 第一節(jié)甲醇原料氣的要求 第二節(jié)以天然氣為原料制甲醇原料氣教 學(xué) 目 標(biāo)知識目標(biāo)1了解甲醇原料氣的來源2掌握甲醇原料氣的要求3 理解以天然氣為原料制備甲醇原料氣的生產(chǎn)過程4 掌握天然氣轉(zhuǎn)化制氣的基本原理及影響轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡的因素能力 目標(biāo)1、會分析天然氣制氣的過程2、能夠提出反應(yīng)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行的合理建議3、能夠分析原料氣的雜質(zhì)對生產(chǎn)工藝、設(shè)備、產(chǎn)品質(zhì)量的影響思想 目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力 注重學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的培養(yǎng)教學(xué)重點(diǎn)1 天然氣轉(zhuǎn)化制氣的基本原理2 影響轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡的因素3 甲醇原料氣的

2、要求教學(xué)難點(diǎn)1、甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)的特點(diǎn)2、轉(zhuǎn)化過程的分段1、轉(zhuǎn)化過程的析炭和除炭更新、補(bǔ) 充、刪節(jié) 內(nèi)容學(xué)生自學(xué)以石腦油、重油為原料制甲醇原料氣使用教具多媒體課外作業(yè)參考資料甲醇生產(chǎn)技術(shù)張子峰主編化工出版社課后總結(jié)教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計(jì)教學(xué) 方法 與手 段 組織 教學(xué) 引入主要內(nèi)容師生動價 教學(xué)活評時間 分配提問 合成 甲醇 的反 應(yīng)講授概述 多媒 體展 示生 產(chǎn)圖 片復(fù)習(xí)提問：目前工業(yè)上生產(chǎn)甲醇都包括哪幾個工序？ 答：原料氣制造、原料氣凈化、甲醇合成、粗甲醇精餾等工序。 原料氣從哪里來？第二章甲醇原料氣的制造簡單介紹我們國家的情況：煤、油、氣并存的局面第一節(jié)甲醇原料氣的要求CO +2H 2 CH3O

3、HCO2 +3H 2 CH 3OH +H 2O存在兩個反應(yīng)，原料氣應(yīng)該怎么調(diào)節(jié)？一、合理調(diào)配氫碳比例M =n(H2)/ n(CO 1.5CO2)=2 2.05以天然氣為原料或以重油或煤為原料都需要進(jìn)行一些調(diào)節(jié)，才 能符合M值。生產(chǎn)中合理的氫碳比例比化學(xué)計(jì)量比稍高一些。二、合理控制二氧化碳與一氧化碳的比例甲醇合成原料氣中應(yīng)保持一定量的二氧化碳，能提高催化 劑的活性，加快甲醇合成反應(yīng)的速率，熱效應(yīng)比僅有一氧化碳 合成甲醇時小，催化床層溫度易于控制。但是二氧化碳含量過 高，又會造成粗甲醇中含水量增加，增加氣體壓縮，降低壓縮 機(jī)生產(chǎn)能力，同時增加精餾粗甲醇的動力消耗和蒸汽消耗。三、原料氣對氮?dú)夂康囊?/p>

4、求固體原料低壓間歇?dú)饣^程中的必然產(chǎn)物是氮?dú)?，是惰?氣體，不參與反應(yīng)，造氣工段要設(shè)法降低氮?dú)夂?，以降低?體輸送和壓縮做功，同時減少放空造成的氣體損失。四、原料氣對毒物與雜質(zhì)的要求原料氣必須經(jīng)過凈化工序，其中最重要的是清除硫化物。原料 氣中硫化物可使催化劑中毒；原料氣中硫化物含量長期高，會 造成管道、設(shè)備等發(fā)生腐蝕；硫化物在甲醇合成過程中會生成 許多副產(chǎn)品，影響粗甲醇質(zhì)量。第二節(jié)以天然氣為原料制甲醇原料氣簡單介紹以天然氣為原料合成甲醇的發(fā)展歷史，早在1913年,德國BASF公司就提出了蒸汽轉(zhuǎn)化的催化專利， 一、甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化制氣基本原理1、甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)特點(diǎn)：轉(zhuǎn)化過程主要包括蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng)

5、和一氧化碳的變換反應(yīng)。CH4 +H2OCO +3H2CH4 +2H2OCO2 +4H2CO+H2O CO2 +H2生答學(xué)可生與論源題 學(xué)參討能問發(fā)生考啟學(xué)思導(dǎo)生考引學(xué)思5min10min5min10min10min5min10min提問講授圖片 展示 工藝 流程歸納 總結(jié)總結(jié)反應(yīng)特點(diǎn)？答：是可逆反應(yīng)；是體積增大的反應(yīng)；是吸熱反應(yīng)。根據(jù)2、轉(zhuǎn)化反應(yīng)的化學(xué)平衡和反應(yīng)速率方程復(fù)習(xí)：化學(xué)平衡常數(shù)該怎么表示？式討（1）化學(xué)平衡常數(shù)：能夠分析化學(xué)平衡常數(shù)隨溫度的變化情論況（2）平衡組分的計(jì)算：通過一個具體的例子，講解轉(zhuǎn)化氣的點(diǎn)評平衡組成的計(jì)算。（3）影響甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)平衡的因素： 水碳比：水碳比越高，甲烷平

6、衡含量越低 溫度：溫度升高，反應(yīng)向右移動，甲烷平衡含量下降 壓力：增大壓力，甲烷平衡含量增大。10mi n（4）影響甲烷轉(zhuǎn)化反應(yīng)速率的因素學(xué)生催化劑及催化劑的粒度大?。环磻?yīng)溫度；氫氣含量3、轉(zhuǎn)化過程的分段和二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)的反應(yīng) 工業(yè)上普遍米用兩段轉(zhuǎn)化法。二段轉(zhuǎn)化爐內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)如下：2H2+O2 2出0CH4+2O2 CO2+2H2O*2CO+O 2 2CO2討論10mi nCH4+CO22CO+2H 2CH4+H2O CO+3H 24、轉(zhuǎn)化過程的析炭和除炭CH4 C+2H 22CO C(S)+CQH2+CO C+H2O影響析炭的主要因素：轉(zhuǎn)化反應(yīng)溫度；氧化劑用量；烴類碳數(shù)；啟發(fā)催化劑活性學(xué)生5、

7、二段轉(zhuǎn)化反應(yīng)二段轉(zhuǎn)化的目的：一是將一段轉(zhuǎn)化氣中的甲烷進(jìn)一步轉(zhuǎn)化；二 是加入氧氣，燃燒一部分轉(zhuǎn)化氣，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部供熱。二、天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的工藝流程各公司開發(fā)的蒸汽轉(zhuǎn)化法流程，除一段轉(zhuǎn)化爐爐型、燒嘴結(jié)構(gòu)，思考是否與燃?xì)廨啓C(jī)匹配等方面各具特點(diǎn)外，在工藝流程上均大同 小異，都包括有一、二段轉(zhuǎn)化爐，原料氣預(yù)熱，余熱回收與利 用。學(xué)生10mi n檢查教學(xué)效果：分析 流程 圖布置課后任務(wù)：自學(xué)以石腦油、重油為原料制甲醇原料氣學(xué)生參與5mi n教學(xué)設(shè)計(jì)教師姓名授課班級授課形式授課日期年月日第周授課時數(shù)2授課內(nèi)容第五節(jié) 以固體燃料為原料制甲醇原料氣教 學(xué) 目 標(biāo)知識目標(biāo)1了解各種煤氣發(fā)生爐的比較2 .了解流化床技術(shù)

8、的發(fā)展3 掌握固體燃料性能的要求（一些常見的術(shù)語）4 掌握固定床間歇法制水煤氣的過程5.掌握氧氣一水蒸氣連續(xù)氣化法能力 目標(biāo)1、能夠分析固體燃料應(yīng)該具有的性能2、對固定床間歇法制水煤氣，能夠分析節(jié)能降耗的措施3、對固定床間歇法制水煤氣工藝中的常見事故，會分析處理思想 目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力 培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神教學(xué)重點(diǎn)1 .對固體燃料性能的要求2 .固定床間歇法制水煤氣的原理3 .固定床間歇法制水煤氣的工藝流程、正常操作要點(diǎn)、常見事故及分析處理、 節(jié)能降耗的措施等4 .魯奇爐的特點(diǎn)及5 .恩德爐的工藝路線及特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)固定床間歇法制水煤氣的工藝流程、正常操作要點(diǎn)、常見事故及分析處理

9、、節(jié)能 降耗的措施等更新、補(bǔ) 充、刪節(jié) 內(nèi)容更新固定床間歇法制水煤氣的工藝改進(jìn)使用教具多媒體課外作業(yè)參考資料甲醇生產(chǎn)技術(shù)張子峰主編化工出版社課后總結(jié)教學(xué)內(nèi)容與設(shè)計(jì)教學(xué) 方法 與手 段主要內(nèi)容教師 學(xué)生 活動 評價時間 分配組織提問：1甲醇原料氣有哪些要求？:點(diǎn)評5mi n教學(xué)2、甲醇原料氣的來源？學(xué)生引入在我們國家，一個重要的方面就是使用煤、焦炭等為原料。（消回答耗煤大國）情況第五節(jié) 以固體燃料為原料制甲醇原料氣一、對固體燃料性能的要求1水分：游離水，吸附水，結(jié)合水10mi n概念2、揮發(fā)份：（定義及影響）啟發(fā)理解3、灰分：定義及影響學(xué)生4、硫含量：1%5、固定碳：定義6、灰熔點(diǎn)：熔化范圍7、

10、粒度：大小和均勻性的影響8機(jī)械強(qiáng)度9、熱穩(wěn)定性10、化學(xué)活性思考舉例二、固定床間歇法制水煤氣的原理說明1、化學(xué)平衡：以空氣為氣化劑讓學(xué) 生參10mi n與,板提問以水蒸氣為氣化劑書方 程式，點(diǎn)評CO+H 20 CO2+2H 2C+H 2CH 4了解2、反應(yīng)速率：氣固相系統(tǒng)的多相反應(yīng)；三、固定床間歇法（常壓）制水煤氣的方法1、水煤氣生產(chǎn)的特點(diǎn)展示2、煤氣爐內(nèi)燃料層的分區(qū)生產(chǎn)3、水煤氣生產(chǎn)的工作循環(huán)：循環(huán)周期引導(dǎo)20mi n圖片吹風(fēng)階段；蒸汽吹凈階段；一次上吹制氣階段；下吹制氣階段；二次上學(xué)生吹制氣階段；空氣吹凈階段。2、吹空氣和吹水蒸氣過程的操作條件：氣流速度的選擇與控制；氣化思考原料的選擇3、

11、工藝流程及流程圖4、正常操作要點(diǎn)：提咼產(chǎn)氣能力，保證有效氣體含量； 氫碳比的調(diào)節(jié)；氮?dú)獾目刂?；?yán)格控制水煤氣中的氧含量；防止跑氣和漏氣；保證 良好潤滑；巡回檢查制度。理論帶領(lǐng)5、常見事故及處理1聯(lián)系10mi n學(xué)生 分析成本分析講授分析比較歸納 總結(jié)(1) 水煤氣中氧含量高的原因(2) 判斷煤氣發(fā)生爐結(jié)疤、原因及處理(3) 爐口爆炸的原因、預(yù)防及處理(4) 爐底爆炸的原因(5) 爐算燒壞的原因及預(yù)防(6) 停爐時爐口大量噴火的原因及處理(7) 氣柜猛升猛降的原因及處理6、節(jié)能降耗的具體措施(1) 提高吹風(fēng)強(qiáng)度(2) 合理控制爐上、爐下溫度(3) 降低系統(tǒng)阻力(4) 適當(dāng)提咼炭層咼度(5) 采用新技術(shù)、新設(shè)備(6) 嚴(yán)把入爐煤質(zhì)量關(guān)(7) 嚴(yán)格控制半水煤氣中的氧含量(8) 制定嚴(yán)格的管理、考核辦法，并堅(jiān)決實(shí)施四、吹風(fēng)氣余熱回收裝置1、任務(wù):2、工藝原理：2H2+O2 H 2O2CO+O2 2CO2CH4+O2 CO2+2H2O3、