無機(jī)化工工藝教案

1、化工工藝學(xué)教案無機(jī)局部學(xué)院、系：化學(xué)與制藥工程學(xué)院任課教師：趙風(fēng)云授課專業(yè)：化學(xué)工程與工藝課程學(xué)分：4.5課程總學(xué)時：32課程周學(xué)時：62021年 8 月 2 日合成氨教學(xué)進(jìn)程周次上課方式學(xué)時章節(jié)及主要內(nèi)容備注1講授2第一章緒論一、化學(xué)工程與化學(xué)工藝二、氨的發(fā)現(xiàn)與制取三、合成氨的原料四、氨的生產(chǎn)工藝分類五、氨生產(chǎn)技術(shù)的開展六、氨合成工業(yè)的開展方向七、氨的性質(zhì)和用途多媒體1、2講授6第二章原料氣的制取第一節(jié)煤氣化制取氨合成氣的根本原理第二節(jié)煤氣化的工業(yè)方法第三節(jié)間歇制氣過程及工藝條件第四節(jié) 煤氣化工藝流程及存在的問題 第五節(jié)水煤漿加壓氣化制氣技術(shù) 第六節(jié)灰熔聚流化床制氣技術(shù)第七節(jié)烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法7

2、講授4第三章硫化物的脫除第一節(jié)脫硫概述第二節(jié)濕式氧化法脫硫第三節(jié)對苯二酚氨水液相催化法第四節(jié)栲膠法脫硫第五節(jié)脫硫主要設(shè)備第六節(jié)干法脫硫7講授4第四章一氧化碳變換第一節(jié)一氧化碳變換的根本原理第二節(jié)變換催化劑第三節(jié)工藝流程第四節(jié)主要設(shè)備第五節(jié)多段變換爐溫度曲線第六節(jié) 變換系統(tǒng)的熱能回收8講授4第五章二氧化碳的脫碳第一節(jié)二氧化碳的脫除概述第二節(jié) 氨水中和法脫除二氧化碳第三節(jié)熱碳酸鉀法脫除二氧化碳 第四節(jié)主要設(shè)備第五節(jié) NHD脫碳8講授4第六章原料氣的精制第一節(jié)銅氨液洗滌法第二節(jié)甲烷化法第三節(jié)深冷別離法9講授4第七章：氨合成第一節(jié)氨合成原理及熱力學(xué)根底第二節(jié)氨合成催化劑第三節(jié)氨合成工藝條件第四節(jié) 氨的

3、別離及氨合成流程第五節(jié)主要設(shè)備10講授2復(fù)習(xí)上次課復(fù)習(xí)：本次課題或教材章節(jié)題目：第一章 緒論教學(xué)要求：了解氨的生產(chǎn)開展歷程和氨的性質(zhì)及用途，掌握氣態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合成氨原料氣的原理、工藝條件的制定原那么。重點：1、氨的性質(zhì)，氨合成工業(yè)的開展：單系列、大型化、生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)能力、勞動強(qiáng)度。2、氣態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化法的原理、工藝條件、主要設(shè)備。難點：1、氨與空氣或氧的混合物在一定濃度范圍能夠發(fā)生爆炸，有飽和水蒸氣存在時，氨-空氣混合物的爆炸界限較窄。2、氣態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化法的原理和工藝條件的制定。教學(xué)手段及教具：多媒體講授內(nèi)容及時間分配：學(xué)習(xí)本課程的意義及要求3 分#一、氨的發(fā)現(xiàn)與制取4分鐘二、合成氨的原

4、料2分鐘三、氨的生產(chǎn)工藝分類4分鐘四、合成氨生產(chǎn)的進(jìn)展4分鐘五、我國氨合成工業(yè)開展4分鐘六、 氨的性質(zhì)和用途5分鐘七、健康危害和導(dǎo)致后果3分鐘課后作業(yè)1對本課程的學(xué)習(xí)有哪些意見和建議？參考資料?合成氨?河北化工學(xué)校程桂花?合成氨與甲醇?趙育祥?合成氨工藝與節(jié)能?張成芳?無機(jī)化工工藝學(xué)一合成氨?陳五平?合成氨工學(xué)第一第三卷?姜圣階?甲醇生產(chǎn)工藝與操作?楊福升齊淑芳?甲醇的生產(chǎn)?孟廣銓 黃裕培?尿素生產(chǎn)工藝與操作中級本?陳觀平趙元凱0000緒論氨的發(fā)現(xiàn)與制取氨是在1754年由普里斯特利Priestey發(fā)現(xiàn)的，1910年建成了 80g。H1的合成氨試驗裝置；1911 年，米塔希M心asch研究成功了

5、以鐵為活性組分的氨合成催化劑至今，但直到1913年在德國奧保OPPau建成世界上第一座合成氨廠。1909年，哈伯用俄催化劑，在和500-600溫度下獲得6%的氨；提出氨生產(chǎn)工藝為1采用循環(huán)方法；2采用成品液氨蒸發(fā)實現(xiàn)離開反響器氣體中氨的冷凝別離，3用離開反響器的熱氣體預(yù)熱進(jìn)入反響器的氣體，以到達(dá)反響溫度。合成氨方法的研究成功，不僅為獲取化合態(tài)氮開辟了廣 闊的道路，而且也促進(jìn)了許多科技領(lǐng)域例如高壓技術(shù)、低溫技術(shù)、催化、特殊金屬材料、固體燃料氣化、烴類燃料的合理利用等 的開展。二、合成氨的原料 空氣：氮氣的來源 水：氫氣的來源。燃料：天然氣、煤、焦炭、石油煉廠氣、焦?fàn)t氣、石腦油等是氫氣來源的原料。

6、三、合成氨的主要生產(chǎn)過程和生產(chǎn)工藝分類合成氨的生產(chǎn)過程包括三個主要步驟：第一步是原料氣的制備：氮氣制備有兩種方法：1、 化學(xué)法：在高溫下，以固體燃料煤、焦炭液體烴和氣體烴與空氣作用，以燃燒除去空氣中的氧，剩下的氮即可作為氮氫混合氣中的氮。2、 物理法：空分法【將空氣冷卻至低溫一 170 一一 190C 使之液化，再利用氮氣和氧氣沸點的不同進(jìn)行別離，可得到純度較高的氫氣和氧氣?！繗錃鈦碓从谒秃刑?xì)浠衔锏母鞣N燃料：九、以煤為原料的合成氨流程我國以煤為原料的中型合成氨廠多數(shù)采用60年代開發(fā)的三催化劑凈化流程，即采用脫琉、低溫變換和甲烷化三種催化劑來凈化氣體。而以煤為原料的小型合成氨廠那么采用碳

7、化工藝流程。用濃氨水脫除二氧化碳，生成的碳孩氫銨經(jīng)結(jié)晶、別離后即為產(chǎn)品。二以天然氣為原料的合成氨流程天然氣、煉廠氣等氣體原料制氨的工藝流程。使用了七、八種催化劑，需要有高凈化度的氣體凈化 技術(shù)配合。例如，使用鈷鉬加氫催化劑和氧化鋅脫硫劑，可以把天然氣中的硫的含量體積分?jǐn)?shù)脫除到ppm以下，不僅保護(hù)了轉(zhuǎn)化催化劑，而且也為使用耐硫性能較差的低變催化劑創(chuàng)造了條件。再通過高凈化度的脫碳方法，可使氣體中一氧化碳和二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)總和小于0. 7%。這樣就能采用甲烷化法將氣體中剩余的一氧化碳和二氧化碳體積分?jǐn)?shù)之和降到5 10 X 10-6。三以重油為原料制氨流程以重油為原料制氨時，采用局部氧化法制氣。從氣

8、化爐出來的原料氣先去除炭黑，經(jīng)一氧化碳耐硫 變換、低溫甲醇洗和液氮洗，再壓縮、合成得到氨。該流程中需設(shè)置空分裝置提供氧氣供油氣化，氮氣用于液氮洗滌脫除剩余一氧化碳等組分。 第二步是原料氣的凈化：將制備的原料氣中影響氨合成的其他組分脫除。 第三步是氨的合成與別離：將氫氣和氮氣在一定條件下合成為氨。四、合成氨生產(chǎn)的進(jìn)展20 世紀(jì) 50年代，由于天然氣、石油資源大量開采，為合成氨提供了豐富的原料促進(jìn)了世界合 成氨工業(yè)的迅速開展。以廉價的天然氣、石腦油和重油來代替固體原料生產(chǎn)合成氨，從工程投資、能量 消耗和生產(chǎn)本錢來看具有顯著的優(yōu)越性。 隨著石腦油蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑的試制成功， 缺乏天然氣的國家開 發(fā)了以

9、石腦油為原料的生產(chǎn)方法。20 世記 60年代以后，開發(fā)了多種活性好的新型催化劑，能量的回收與利用更趨合理。大型化工 程技術(shù)等方面的進(jìn)展，促進(jìn)了合成氨工業(yè)的高速度開展，引起合成氨裝置的重大變革，其主要有幾個方 面：九、 單系列大型化受高壓設(shè)備制做的約束，30世紀(jì)50年代以前，氨合成塔單塔最大生產(chǎn)能力為200t。D-1, 60年代初期為400t. D-1。規(guī)模大的氨廠，需要假設(shè)干個平行的系列裝置。1966年，美國凱洛格Kell088公司建成 1000 tD-1 單系列合成氨裝置。 從 20 世紀(jì) 60年代中期開始， 世界上新建的以氣態(tài)和液態(tài)烴類為原料 的大型氨廠，大都采用單系列的大型裝置。目前世界

10、上最大的合成氨裝置能力為1800 tD-1。二熱能綜合利用合成氨為高能耗過程， 20 世紀(jì) 60 年代以前，以天然氣為原料的合成氨廠，每噸氨耗電1000kwH左右。 隨著裝置的大型化和蒸汽透平驅(qū)動的高壓離心式壓縮機(jī)研制成功，在工藝設(shè)計中把生產(chǎn)產(chǎn)品和生產(chǎn)動力結(jié)合起來，利用系統(tǒng)余熱生產(chǎn)高壓蒸汽，經(jīng)汽輪機(jī)驅(qū)動離心式壓縮機(jī)泵，乏汽作為工藝蒸汽相加 熱介質(zhì)，使能耗大大下降，每噸氨耗電僅6kw H 左右。 三 高度自動化大型合成氨廠為單系列裝置，設(shè)備都是單臺，尺寸較大。20世紀(jì) 60年代，將全流程控制點的二次儀表全部集中于主控室顯示并監(jiān)視控制。進(jìn)入70年代后，計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于合成氨生產(chǎn)過程，操作控制上產(chǎn)生

11、了飛躍。大型合成氨廠根本都采用集散控制系統(tǒng)簡稱Des。五、我國氨合成工業(yè)的開展：我國合成氨工業(yè)的開展是從建設(shè)中型氨廠開始的。50 年代初，在恢復(fù)、擴(kuò)建老廠的同時，從前蘇聯(lián)引進(jìn)三套以煤為原料的年產(chǎn) 50kt 的合成氨裝置，后又試制成功了高壓往復(fù)式壓縮機(jī)和氨合成塔。70 年代后，小氮肥廠經(jīng)歷了原料、擴(kuò)大生產(chǎn)能力、節(jié)能降耗、以節(jié)能為中心的設(shè)備定型化、技術(shù) 上臺階等五個階段的改造， 局部企業(yè)到達(dá)噸氨能耗 41.87GJ 的水平。 現(xiàn)在，全國有一百多家氮肥廠， 1995 年氨產(chǎn)量 l 619Mt ，占全國總產(chǎn)量的 58. 64。我國大型合成氨廠是在 70 年代中期開始建設(shè)的。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對化肥需求量的日

12、益增長和我國石 油、天然氣資源的大規(guī)模開發(fā)，1973年開始，從美國、荷蘭、日本、法國引進(jìn)了13套年產(chǎn)300kt合成氨的成套裝置。其中以天然氣為原料的 10套，以石腦油為原料的 3套。 1978年又引進(jìn)了 3套以重油為 原料、 1 套以煤為原料的年產(chǎn) 300kt 合成氨的裝置。除已建成的二十多套大型合成氨裝置外， 考慮到我國是農(nóng)業(yè)大國， 化肥需求量逐年增長， 在“九五 期間將充分利用我國的天然氣和煤炭資源， 再建成一批大型合成氨裝置， 并在一些資源豐富的地區(qū)形成 合成氨生產(chǎn)基地。新建的大、中型合成氨裝置要到達(dá)經(jīng)濟(jì)規(guī)模，最小規(guī)模為：以天然氣為原料合成氨年 產(chǎn)量為200 一 300kt，以煤為原料合

13、成氨年產(chǎn)量為80kt。新建裝置原那么上國內(nèi)自行設(shè)計制造，立足于國產(chǎn)化。六、氨的性質(zhì)和用途氨是一種可燃性氣體，自燃點為630 C,故一般較難點燃。氨與空氣或氧的混合物在一定濃度范圍能夠發(fā)生爆炸，爆炸下限 15.7 ，上限 27. 4 。有飽和水蒸氣存在時，氨 -空氣混合物的爆炸界限 較窄。用途： 用于制造化學(xué)肥料如尿素、硝酸銨、硫酸銨、碳酸氫銨、磷酸銨等。 作為生產(chǎn)其他化工產(chǎn)品的原料如硝酸、硝酸鹽、銨鹽、氰化物等無機(jī)物。 用來制造胺、磺胺、腈等有機(jī)物。用于高科技原料如生產(chǎn)甘油等。用于制冷劑。七、健康危害和導(dǎo)致后果氨對上呼吸道有刺激和腐蝕作用， 高濃度時可危及中樞神經(jīng)系統(tǒng)， 還可通三叉神經(jīng)末梢的反

14、射作用 而引起心臟停博和呼吸停止。急性中毒者出現(xiàn)流淚、咽痛、聲音嘶啞、咳嗽等，眼結(jié)膜、鼻粘膜、咽部 充血、水腫，胸部 x 線征象符合支氣管炎或支氣管炎。中度中毒，出現(xiàn)呼吸困難；嚴(yán)重者可發(fā)生中毒性肺水腫，或有呼吸窘迫綜合癥，劇烈咳嗽、咯大量血、 休克等。液氨或高濃度氨可致眼灼傷； 液氨可致皮膚灼傷。 人對氨的嗅覺閾為 0.51mg/m3 ，濃度 50 mg/m3 以上鼻咽部有刺激感和眼部灼痛感， 500 mg/m3 以上短時內(nèi)即出現(xiàn)強(qiáng)烈刺激病癥，1500 mg/m3 以上可危及生命， 3500 mg/m3 以上可即時死亡。國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為 30 mg/m 3 。急救處理原那么：迅速將患者移至空氣新

15、鮮處，合理吸氧，解除支氣管痙攣，維持呼吸、循環(huán)功能，立即用2%硼酸液或清水徹底沖洗污染的眼或皮膚；為防治肺水腫應(yīng)臥床休息，保持安靜，根據(jù)病情及早、足量、 短期應(yīng)用糖皮質(zhì)激素，在病程中應(yīng)嚴(yán)密觀察以防病情反復(fù)，注意窒息或氣胸發(fā)生，預(yù)防繼發(fā)感染， 有嚴(yán)重喉頭水腫及窒息預(yù)兆者宜及早施行氣管切開，對危重病員應(yīng)進(jìn)行血氣監(jiān)護(hù)。注意眼、皮膚灼 傷的治療。河北科技 大學(xué)教案用紙上次課復(fù)習(xí)： 氨的性質(zhì)和用途本次課題或教材章節(jié)題目:第二章 原料氣的制取第一節(jié)烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法教學(xué)要求：掌握 氣態(tài)烴甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化法制取合成氨原料氣的原理。 熟悉：熟悉流程的根本組成；工藝條件的分析；主要設(shè)備。了解：兩段轉(zhuǎn)化的工藝目的。重點：

16、1、烴類甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化制氣方法。2、氣態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化法的原理、平衡組成、工藝條件、主要設(shè)備。難點：1、氨與空氣或氧的混合物在一定濃度范圍能夠發(fā)生爆炸，有飽和水蒸氣存在時，氨-空氣混合物的爆炸界限較窄。2、氣態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化法的原理和工藝條件的制定。教學(xué)手段及教具：多媒體講授內(nèi)容及時間分配：一、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化的原料二、合成氨對原料氣的要求三、化學(xué)反響及化學(xué)平衡四、影響甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反響平衡組成的因素五、反響機(jī)理反響的微觀步驟 催化劑七、工藝條件八、工藝流程九、主要設(shè)備課后作業(yè)1簡述氨的性質(zhì)和用途？2以氣態(tài)烴為原料制取合成氨原料氣的方法有哪幾種？每種方法的原理和特點是什么 ？3鎳催化劑在使用之前為什么要進(jìn)行復(fù)

17、原？已復(fù)原的鎳催化劑假設(shè)與空氣接觸為何要進(jìn)行鈍化？4什么是析炭現(xiàn)象？有何危害？如何防止析炭？發(fā)生析炭后應(yīng)如何處理 ？5甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化為什么要分兩段轉(zhuǎn)化？二段轉(zhuǎn)化爐所發(fā)生的主要化學(xué)反響有哪些？6在甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化過程中，確定操作壓力、溫度、水碳比和空速的依據(jù)分別是什么？參考資料?合成氨與甲醇?趙育祥?合成氨工藝與節(jié)能?張成芳?無機(jī)化工工藝學(xué)一合成氨?陳五平?合成氨工學(xué)?第一-第三卷姜圣階?尿素生產(chǎn)工藝與操作中級本?陳觀平趙元凱河 北科技 大學(xué)教 案用紙第二章原料氣的制取第一節(jié)烴類蒸汽轉(zhuǎn)化法一、烴類蒸汽轉(zhuǎn)化的原料氣態(tài)烴包括天然氣、油田氣、煉廠氣、焦?fàn)t氣及裂化氣等；液態(tài)烴包括原油、輕油和重油。其中 除原油

18、、天然氣和油田氣是地下藥藏的天然礦外，其余皆為石油煉制工業(yè)、煉焦工業(yè)和根本有機(jī)合成 工業(yè)的產(chǎn)品。二、合成氨對原料氣的要求氫氮比3: 1甲烷含量小于0.5% 有害物質(zhì)少三、化學(xué)反響及化學(xué)平衡在蒸汽轉(zhuǎn)化過程中，各種烴類主要進(jìn)行如下反響:一Q+電瓦烯煙UH細(xì)+評Q 半亠甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化反響：HaO =-CO+3HtCFT4 +ZHaO O;-F 4H,CH,SCO + H. + H：CH( + 3COf 5=404-21 f.OCH +HIO(g)«C4)+3H； 3吒=20& 29 kJ mol"1(2*1)；。十耳0仗：0嚴(yán)旦小兇 kJ2-S>兩反響均為可逆反響，反

19、響的平妬常數(shù)分別為PlgPd、 yri.,yHK嚴(yán)=十=二一Pm A».n叫其平衡常數(shù)與溢度的關(guān)系可用以下經(jīng)隸式衷示lgKz亠逬?436陰皿廠一 2 08X5 于十8737X10 77"-13-0821 號尺阿=弩竺一6 093e：lgT+C. 632X10 97*1. 0SX10 rT*- -2. 298弍中7轉(zhuǎn)化溫度.Ko四、工藝條件(1) 水碳比：表示轉(zhuǎn)化操作所用的工藝蒸汽量。在約定條件下，水碳比愈高，甲烷平衡含量愈低。(2) 溫度：烴類蒸汽轉(zhuǎn)化是吸熱、可逆反響，溫度增加，甲烷平衡含量下降。反響溫度每降低10C,甲烷平衡含量約增加 1-1.3 %(3) 壓力：烴類蒸汽

20、轉(zhuǎn)化為體積增大的可逆反響，增加壓力，甲烷平衡含量也隨之增大。(4) 二段轉(zhuǎn)化的空氣量：參加空氣量的多少，可從二段爐出口溫度上反映出來，但不能用它來控制爐溫 和出口甲烷含量的手段。因為空氣量參加多少有合成反響的氫氮比決定。(5) 二段出口甲烷含量：二段爐出口剩余甲烷每降低0.1%，合成氨產(chǎn)量可增加1.1-1.4 %。一般控制在 %。五、反響機(jī)理(反響的微觀步驟)在催化劑的外表，甲烷轉(zhuǎn)化的速度比甲烷分解的速度快的多，中間產(chǎn)物中不會有碳生成。其機(jī)理 為在催化劑外表甲烷和水蒸氣解離次甲基成和原子態(tài)氧，在催化劑外表被吸附并互相作用，最后生成 co c(2 和 h2o 六催化劑甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化是吸熱、可逆反響

21、，提高溫度對化學(xué)平衡和反響速度均有利。但無催化劑存在時， 溫度1000 C反響速度還很低。因此，需要采用催化劑以加快反響速度。由于烴類蒸汽轉(zhuǎn)化是在高溫下進(jìn)行的，并存在著析炭問題，因此，除了要求催化劑有高活性和高 強(qiáng)度外，還要求有較好的耐熱性和抗析炭性。1 催化劑的組成(1) 活性組分和促進(jìn)劑在元素周期表上第忸族的過渡元素對烴類蒸汽轉(zhuǎn)化部有活性，但從性能和經(jīng)濟(jì)上考慮，以鎳為最正確。在鎳催化劑中，鎳以氧化鎳形式存在，含量約為4% 30% :使用時還原成金屬鎳。金屬鎳是轉(zhuǎn)化反響的活性組分，一般而言，鎳含量高，催化劑的活性高。一段轉(zhuǎn)化催化劑要求有較高的活性，良好的抗忻炭性，必要的耐熱性能和機(jī)械強(qiáng)度。為

22、了增加催化劑的活性，一段 轉(zhuǎn)化催化劑中鎳含量較高。二段轉(zhuǎn)化催化劑要求有更高的耐熱性和耐磨性，因此，鎳含量較低。為增 加抗析炭能力參加促進(jìn)劑，鎳催化劑的促進(jìn)劑有氧化鋁、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈣、氧化鉻、氧化鋇 和氧化鈦等。(2) 鎳催化劑的載體鎳催化劑中的載體應(yīng)具有分散和穩(wěn)定活性組分微晶的作用。對蒸汽轉(zhuǎn)化催化劑，由于操作溫度很高，鎳微晶易于熔解而長大。金屬鎳的熔點為1445C,烴類蒸汽轉(zhuǎn)化溫度都在熔點溫度的一半以上，分散的鎳微晶在這樣高的溫度下很容易互相靠近而熔結(jié)。這就要求載體能耐高 溫，并且有較高的機(jī)械強(qiáng)度。所以，轉(zhuǎn)化催化劑的裁體都是熔點在2000 C以上的難熔的金屬氧化物或耐火材料。2. 催化

23、劑的復(fù)原轉(zhuǎn)化催化劑大都是以氧化鎳形式提供的，使用前必須復(fù)原成為具有活性的金屑鎳，反響為丄Ni-f(X)(g>- I. 26 kJ * n：rj| 1工業(yè)生產(chǎn)中，一般都不采用純氫氣復(fù)原，而是通入水蒸氣和天然氣的混合物，只要催化劑局部地 方有微弱活性并產(chǎn)生極少量的氫，就可進(jìn)行復(fù)原反響，復(fù)原的鎳立即具有催化能力而產(chǎn)生更多的氫。 為使頂部催化劑得到充分復(fù)原，也可以在天然氣中配入一些氫氣。復(fù)原了的催化劑不能與氧氣接觸，否那么會產(chǎn)生強(qiáng)烈的氧化反響，即Ni-F -yOj _Ni(.)240 kJ mol 1如果水蒸氣中含有1 %的氧氣，就可產(chǎn)生 130C的溫升，氮氣中含1 %的氧氣那么會造成165 C

24、的 溫升。所以在停車催化劑需氧化時，應(yīng)嚴(yán)格控制載氣中氧的含量，復(fù)原態(tài)的鎳在高于200 C時不得與空氣接觸。3 催化劑的中毒與再生當(dāng)原料氣中含有硫化物、砷化物、氯化物等雜質(zhì)時，都會使催化劑中毒而失去活性。催化劑中毒 分為暫時性中毒和永久性中毒。鎳催化劑對硫化物十分敏感，不管是無機(jī)硫還是有機(jī)硫化物都能使催 化劑中毒。硫化氫能與金屬鎳作用生成硫化鎳而使催化劑失去活性。原料氣中的有機(jī)硫能與氫氣或水蒸氣作用生成硫化氫，而使鎳催化劑中毒。中毒后的催化劑可以 用過量蒸汽處理，并使硫化氫含量降到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)以下，催化劑的活性就可以逐漸恢復(fù)。為了確保催化 劑的活性和使用壽命，要求原料氣中總硫含量的體積分?jǐn)?shù)小于o 5

25、X 10-6。氯及其化合物對鎳催化劑的毒害和琉相似，也是暫時性中毒。砷中毒是不可逆的永久性中毒，微量的砷都會在催化劑上積累而 使催化劑逐漸失去活性。七、工藝條件1、溫度：一段爐溫 11001200 C；二段爐溫：800-850 C2、壓力：24Mpa3、水碳比：354、空氣參加量防止析碳的原那么：第一，應(yīng)使轉(zhuǎn)化過程不在熱力學(xué)析碳的條件下進(jìn)行，這就是用量提高到大于理論最小水碳比，是保證 不會使炭黑生成的前提。第二，選用適宜的催化劑并保持活性良好以防止進(jìn)入動力學(xué)可能析碳區(qū)。對于含有易折碳組分烯烴的 煉廠氣以及石腦油的蒸汽轉(zhuǎn)化操作，要求催化劑應(yīng)具有更高的抗析碳能力。第三，選擇適宜的操作條件，例如：含

26、烴原料的預(yù)熱溫度不要太高，當(dāng)催化劑活性下降時可適當(dāng)加大水碳比或減少原料的流量。第四，檢查轉(zhuǎn)化管內(nèi)是否有積碳，可通過觀察管壁顏色，如出現(xiàn)“熱斑、熱帶、轉(zhuǎn)化管內(nèi)阻力增加， 可幫助判斷。第五，當(dāng)洗碳較輕時，可采用降壓、減量，提高水碳比的方法除碳。八、工藝流程九、主要設(shè)備管式反響器結(jié)構(gòu)、特點、用途：可燃?xì)怏w、反響原料都是天然氣；設(shè)備設(shè)置時考慮熱脹冷縮的問題；預(yù)熱氣體回收熱量; 輻射段和對流段的作用：段轉(zhuǎn)化爐:'ln vt<WlM二段轉(zhuǎn)化爐:I : rwqm=j時 皿汽入11QEOlil空代甘*iHX-畀轉(zhuǎn)tAn訊氏;tiifi狀餵址制:少削戎爲(wèi)札 料甘地河北科技大學(xué)教案用紙上次課復(fù)習(xí)：烴

27、類蒸汽轉(zhuǎn)化法制取原料氣的原理及其特點本次課題:第二節(jié)固體燃料氣化法教學(xué)要求：掌握 固體燃料氣化法生產(chǎn)煤氣的方法、原理，工藝指標(biāo)確實定原那么；間歇 制氣的工藝循環(huán)和工藝特點，知道間歇法制半水煤氣為什么要把一個制氣循環(huán)分成假設(shè)干步驟；了解提高制氣效率，減低煤耗的措施。重點：半水煤氣的制取難點：半水煤氣生產(chǎn)的特點及其制備過程、平安考前須知教學(xué)手段及教具：講授內(nèi)容及時間分配：第二節(jié)：固體燃料氣化一、概述二、根本概念三、造氣對煤質(zhì)的根本要求四、煤氣化的根本原理一、煤的氣化過程二、煤氣化的工業(yè)方法五、氣化爐類型及特點第三節(jié)半水煤氣的制取一、化學(xué)反響二、燃料層的分區(qū)三、半水煤氣生產(chǎn)的特點四、制氣過程五、氣化

28、效率六、工藝條件七、工藝流程八、間歇、連續(xù)法造氣比照九、節(jié)能措施課后作業(yè)1 .工業(yè)煤氣有哪幾種？組成如何？2 固體燃料氣化制取合成氨原料氣的方法有那幾種？各有什么特點？3 間歇法制半水煤氣為什么要把一個制氣循環(huán)分成假設(shè)干步驟？4 .什么是吹風(fēng)效率？如何提高吹風(fēng)效率？5.什么是制氣效率？如何提高制氣效率？6 簡述評價間歇式制半水煤氣工藝條件優(yōu)劣的原那么。對爐溫、料層高度、循環(huán)時間的分配等幾個工藝條件的選擇進(jìn)行分析。7 間歇式制半水煤氣工藝流程的設(shè)置原那么有哪幾點？對中型廠的UGI流程與小型廠的節(jié)能型流程的異同點進(jìn)行比擬。8.煤氣發(fā)生爐的結(jié)構(gòu)如何？參考資料同上河 北科技 大學(xué)教案用紙第二節(jié)固體燃料

29、氣化法一、概述固體燃料煤、焦炭或水煤漿氣化：用氧或含氧氣化劑對固體燃料進(jìn)行熱加工，使碳轉(zhuǎn)變?yōu)?可燃性氣體的過程。氣化所得的可燃?xì)怏w稱為煤氣，進(jìn)行氣化的設(shè)備稱為煤氣發(fā)生爐，用來使煤氣 化的氣體稱為氣化劑。二、根本概念1、煤的固定碳；固體燃料煤除去灰分、揮發(fā)分、硫分和水分以外，其余的可燃物質(zhì)稱為固定碳。2、煤的發(fā)熱值：指1公斤煤在完全燃燒時所放出的熱量。3、 標(biāo)煤：低位發(fā)熱值為 7000kcal/kg的燃料4、空氣煤氣：以空氣作為氣化劑生成的煤氣，其中含有 大量的氮50%以上及一定量的一氧化碳和少量的二氧化碳和氫氣。5、混合煤氣發(fā)生爐煤氣：以空氣和適量的蒸汽的混合物為氣化劑生成的煤氣，其發(fā)熱量比空

30、氣煤氣 為高。在工業(yè)上這種煤氣一般作燃料用。6、 水煤氣：以蒸汽作為氣化劑而生成的煤氣，其中氫及一氧化碳的含量高在85%以上，而氮含量較 低。7、半水煤氣：以蒸汽加適量的空氣或富氧空氣同時作為氣化劑所創(chuàng)得的煤氣或適當(dāng)加有發(fā)生爐煤氣的 水煤氣，其含氮量為 21 22%。$ I-1-P害科工業(yè)輝氣的S3成偉 組 嵐 懷衆(zhòng)圧Ihct) !.閔CH «12*空生鎮(zhèn)上計OH他4o.eIM .-no.o37.3=*60*2佩合tK11.027,5a.o0.2&7,0詛3組4叭3fl*2三、氣化對煤質(zhì)的根本要求1保持高溫和高氣化劑流速2使燃料層各處同一截面的氣流速度和溫度分布均勻。 1水分

31、： 5%2揮發(fā)份：6%氣化揮發(fā)分較高的燃料所制得的煤氣中甲烷含量也高。如果制得的煤氣作燃料用，那么增高甲烷含 量能提高煤氣熱值；制得的煤氣作合成氨原料氣，那么甲烷為惰性氣它不僅增加動力和燃料消耗，而且 降低爐子的制氣能力。所以在固定層煤氣發(fā)生爐中，用于制取合成氨原料氣的燃料，要求其揮發(fā)分以 不超過6%為宜。3 灰份：15-20 %灰分主要組分為二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁、氧化鈣和氧化鎂等無機(jī)物質(zhì)。這些物質(zhì)的含量對灰 熔點有決定性影響。各種煤的灰分含量，低的約為5%,高的可達(dá)30%以上。焦炭中的灰分含量隨原煤中灰分含量而定?；曳指叩娜剂希粌H增加運輸費用，而且使氣化條件變得復(fù)雜化。當(dāng)灰分過高時，在

32、氣化過程中 由于局部碳外表為灰分所覆蓋特別是塊狀燃料，減小氣化劑與碳外表的接觸面積，因而降低了燃料 的反響活性。隨灰渣排出的碳量增加，使熱效率降低。4 硫分：1.5g/m3煤中的硫分在氣化過程中，轉(zhuǎn)化為含硫的氣體，不僅對金屬有腐蝕作用，而且會使催化劑中毒。5灰熔點：1250 C 6機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性機(jī)械強(qiáng)度是指它的抗破碎力。煤的機(jī)械強(qiáng)度決定于煤的巖相組成、礦物質(zhì)的含量、分布及碳化的 程度。機(jī)械強(qiáng)度很差的燃料，在運輸、破碎過程中甚至在進(jìn)入固定層煤氣發(fā)生爐后，易于破裂而生成很多不能用于氣化的煤屑，這不僅增大原煤的消耗和造氣本錢，增加處理煤屑的困難，而且還會影響 氣化過程的正常進(jìn)行。燃料的熱穩(wěn)定性是

33、指燃料在受高溫后粉碎的程度。不同氣化方法，對燃料熱穩(wěn)定性有不同的要求。熱穩(wěn)定性差的燃料，在氣化過程中易于碎裂，產(chǎn)生的大量粉塵及微粒，將被氣流諾走或堵塞爐膛管這 使燃料層阻力增大，過多消耗動力，甚至影響制氣產(chǎn)量。7燃料的成渣性能燃料的成渣性能是指燃料在氣化時是否易于燒結(jié)成渣。易于成波的燃料在用于燃燒和氣化而受到 高溫時，容易軟化熔融而生成镕渣塊，使排灰和氣化劑的均勻分布發(fā)生困難，以致不得不降溫操作， 從而導(dǎo)致氣體質(zhì)量和產(chǎn)量下降。一般認(rèn)為，在灰分中的氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂和氧化亞鐵的含量越 多，越易結(jié)渣；合氧化鋁和二氧化硅越多，那么熔點較高不易結(jié)渣。8粘結(jié)性粘結(jié)性是煤在高溫下干餾粘結(jié)的性能。對煉焦

34、來說，煤具有粘結(jié)性是十分需要的；但是對制造煤 氣來說，不宜采用黏結(jié)性的煤。因為在氣化過程中煤粒相互粘結(jié)后，生成焦拱，破壞燃料層的透氣性， 阻礙氣化劑的均勻分機(jī)傻氣化操作難以正常進(jìn)行。9燃料粒度 25 100mm入爐燃料粒度大小和粒度范圍，影晌氣化時的質(zhì)交換和熱交換條件。粒度小的燃料，反響外表大，有利于氣化反響，但是會使氣化劑通過燃料層時的阻力增大，并限 制氣化劑的最大流速因為氣化劑流速應(yīng)在帶出燃料量的允許范圍以內(nèi)。粒度范圍大，易產(chǎn)生小粒填充大粒間隙的現(xiàn)象，使燃料層阻力增大。同時還會使加料入爐時大粒偏布爐壁，小粒集中中央，產(chǎn)生 所謂“偏析現(xiàn)象，影響氣流分布。一般在制取水煤氣或半水煤氣的固定層煤氣

35、發(fā)生爐中所用的燃料采取分級過篩，粒度分為25 100mm和 10 一 40mn兩種，可較粒度大小混燒的提高制氣能力。發(fā)生爐煤氣爐中用的燃料可在525mm四、煤氣化的根本原理C+ O2+3.76N2=CO2 +3.76N2+QC+ H2O=CO+H 2 Q煤氣化的工業(yè)方法：蓄熱法：中小氮肥使用的方法 富氧法：較節(jié)約和有開展前途的方法 蓄熱法：假設(shè)能充分利用太陽能最理想化區(qū)域區(qū)域名稱用途及進(jìn)行過程化學(xué)反響I灰渣層分配氣化劑，防止?fàn)t篦超溫。 借灰渣的顯熱預(yù)熱氣化劑n氧化區(qū) 燃燒區(qū)碳被氣化劑中的氧氧化成CO、CO2，并放出熱量C+O2 = CO2 2C+O2 = 2CO出復(fù)原區(qū)CO2復(fù)原成CO,或烝汽

36、分解 為氫；原料被氣體預(yù)熱C+CO2 = 2COC+H2O =CO+H2C+2H2O = CO2+2H2CO+H2O = CO2+H2IV干餾區(qū)原料依靠氣體換熱進(jìn)行熱分 解，并析出以下物質(zhì)：水分、 揮發(fā)分、焦油V枯燥區(qū)依靠氣體的顯熱，來蒸發(fā)原料 中的水分空間起積聚煤氣的作用Hess犁*區(qū)五、氣化爐結(jié)構(gòu)和燃料層的分區(qū)第三節(jié)半水煤氣的制取一、化學(xué)反響 固體燃料的氣化主要是碳與氧的反響和碳與蒸汽的反響，這兩個反響稱為固體燃料的氣 化反響。C+02 = COaH)r=-393.770KJ /mol2C+1 / 2O2= COaH°r= -110.595KJ /molC+CO2 = 2COaH

37、°r=170.284KJ /molCO+1 / 2O2= CO2aHr=-283.183KJ /mol以蒸汽為氣化劑的反響C+H 2。(g)= CO+H 2 H)r= 131.39KJ /molC+2H2O (g )= CO2+2H 2AI0r= 90.202KJ /molCO+H 2。= CO?+H 2 -74.9KJ /mol CO+1 / 2O2=CO2AI0r= -41.19KJ/mol C+2H 2 = CH4以空氣為氣化劑的反響:二、燃料層的分區(qū)aHr=無論從那一種理論出發(fā)，在固定層煤氣發(fā)生爐中，我們都可以認(rèn)為在氧化區(qū)中存在著大量的二氧 比碳與一氧化碳。為了制取發(fā)生爐煤氣

38、那就必須將這些二氧化碳復(fù)原為一氧化碳，并且就在復(fù)原區(qū)中 進(jìn)行。所以復(fù)原區(qū)是煤氣發(fā)生爐中燃料層的最重要的區(qū)域，而反響C+C02 = 2C0那么為空氣煤氣生成過程中的根本反響。該反響根本上決定了所制出氣體質(zhì)量和氣化強(qiáng)度。此反響在高溫800以上以顯著的速度進(jìn)行；在低溫下反響速度不大，幾乎等于零。絕大多數(shù)研究者得出結(jié)論，C+CO2= 2CO的反響是復(fù)雜的多相過程，并且是通過以下四步過程進(jìn)行的：第一階段COr + G AC 珀-r哌附第二階段第三階段(GOriCO+p (C)也可能是由于氣柑中二氧化磁的作用，(CQJ +CO2 mCO+早(C)第四階段一中間化合物分解成的CO (吸附)目CO (C) +

39、 CO三、半水煤氣的特點分別以空氣和蒸汽為氣化劑制得空氣煤氣和水煤氣混 合，得到半水煤氣，其中一氧化碳含量大于30%，二氧化碳含量應(yīng)小于 8%,氧含量小于0.5%。四制氣過程工作循環(huán)：間歇式氣化時，自上一次開始送入空氣至下一次再送入空氣止，稱為一個工作循環(huán)。1 吹風(fēng)：吹入空氣，提高燃料層溫度，回收顯熱和潛熱后吹風(fēng)氣放空。2. 蒸汽一次上吹制氣：自下而上送入水恭汽進(jìn)行氣化反響，燃料層上部溫度升高，下部降低。3. 蒸汽下吹：水蒸汽自上而下進(jìn)行氣化反響，使燃料層溫度趨于均衡。4. 二次上吹制氣：將爐底部下吹煤氣排凈，為吹入空氣作準(zhǔn)備。5. 空氣吹凈：回收此局部吹風(fēng)氣，作為半水煤氣中氮的主要來源。間歇

40、式制氣工作循環(huán)中各階段氣體 的流向如圖五 氣化效率間歇式制造半水煤氣的過程中，吹風(fēng)階段的效率稱為吹風(fēng)效率，制氣階段的效率稱為制氣效率，吹風(fēng)效率與制氣效率綜合起來稱為氣化過程的總效率。1. 吹風(fēng)效率吹風(fēng)效率是指積蓄于燃料層中的熱量與吹風(fēng)階段消耗燃料煤的熱值之比。假設(shè)不考慮煤氣發(fā)生爐的熱損失，積蓄于燃料層中的熱雖應(yīng)等于吹風(fēng)階段反響放出的熱量與吹風(fēng)氣的烙值之差，因此吹風(fēng)效率 可用下式表示田口曲辭a怎，翎&謀禮烘17佃*踽加2-誹螂犧，卜陳*騎由隔4S 齢2. 制氣效率制氣效率是指制氣階段所產(chǎn)煤氣的熱值與制氣階段消耗燃料煤的熱值、入爐蒸汽的焓值及吹風(fēng)時 積蓄于燃料層中可以利用的熱量三者之和之比

41、，可用下式表示3. 氣化總效率氣化總效率是指氣化過程制得半水煤氣的熱值與氣化過程所消耗燃料煤的熱值和入爐蒸汽焓值的 和之比隨著燃料層溫度上升，吹風(fēng)氣溫度上升.二氧化碳含量下降,吹風(fēng)效率下降，但制氣效率上升。所以溫度對吹風(fēng)效率和制氣效 率有著不同的影響。在 800-850 C時總效率最高。六工藝條件1、燃料層的溫度一般發(fā)生爐內(nèi)燃料層的最高溫度根據(jù)燃料性質(zhì)不 同而控制在1000 一 1200C。如果影響發(fā)生爐燃料層溫度的各因素 燃料層高度、燃料質(zhì)量、粒度、蒸汽一氧比、氣化強(qiáng)度等為 一定時，爐子出口氣體溫度對以穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。但在爐內(nèi)發(fā) 生變化時，爐子出口溫度即會產(chǎn)生被動。這時，伴隨著出口氣體 成

42、分的變化.氣體產(chǎn)率和質(zhì)量也會有所變化。觀察燃料層溫度的 分布相沿爐膛截面的溫度均勻與否，除了用儀表測量爐上爐下的 溫度叭往往還采用試火棍的方法，觀察燃料層沿爐膛縱向及橫向的分布，并繪成所謂火層圖來了解爐 內(nèi)火層的分布情況。2、蒸汽用量入爐氣化劑中參加蒸汽不僅是降低燃料層溫度，不使過熱結(jié)渣，同時也能把蒸汽分解而生成氫。但是，參加蒸汽過多，除了會降低氣體質(zhì)量即發(fā)生爐煤氣中無效的二氧化碳增加外，還會使氣化區(qū)溫度降低，降低蒸汽分解率、熱效率和氣化強(qiáng)度。為了使入爐氣化劑混合均勻，一般在入爐前即將蒸汽 與空氣混合。由于在一定溫度下空氣已經(jīng)飽和了蒸汽，故一般都根據(jù)混合氣的飽和溫度來調(diào)節(jié)參加爐 的蒸汽量。隨著

43、蒸汽消耗量的增加，被分解的蒸汽絕對量也在上升但蒸汽分解率及氣體熱值卻不斷下降，一 氧化碳也在下降，氫卻有所上升。這說明：1隨著蒸汽單位消耗量的增大，燃料層溫度和蒸汽分解率均下降；2隨著蒸汽單位消耗量的增大，減少了水煤氣向生成一氧化碳方向的反響，因而降低了氣體 熱值，稍稍增高了氫的含量。從圖中可以看出，在蒸汽單位消耗量大于0. 6公斤/公斤碳后，氣體熱值和分解率曲線下降坡度轉(zhuǎn)快。因此，在這種氣化強(qiáng)度下，用這種燃料制取發(fā)生爐煤氣時，除非為了 防止結(jié)渣，否那么不希望超過此值。對進(jìn)入氣化層的有效碳來說，適宜的蒸汽單位消耗量與燃料特性、氣化強(qiáng)度和爐篦結(jié)構(gòu)形式有關(guān)?；胰埸c高，操作溫度和蒸汽分解率可以相應(yīng)提

44、高，因而蒸汽單位消耗量可以降低?；瘜W(xué)活性高，在同 樣溫度下蒸汽分解率高反響吸熱多，因而蒸汽單位消耗量也可以降低一些。3吹風(fēng)速度：提高吹風(fēng)速度，氧化層反響加速，且使二氧化碳在復(fù)原層停留時間減少，吹風(fēng)氣中CO含量降低，從而減少了熱損失。但風(fēng)量過大將導(dǎo)致飛灰增加，燃料損失加大，甚至燃料層出現(xiàn)風(fēng)洞以致 被吹翻，造成氣化條件嚴(yán)重惡化。4碳層高度：制氣階段，碳層高度的增加，蒸汽分解率增加，吹風(fēng)階段，隨碳層高度的增加停留時間 延長，二氧化碳增加。5系統(tǒng)阻力：阻力來自碳層高度和系統(tǒng)管徑及彎頭數(shù)量、洗氣塔液位。阻力大，電耗高，制氣強(qiáng)度差。 6氣體組成：氧含量小于 0.5 %,甲烷含量小于0.5-1.0 %,H2

45、+CO/N2=3.1-3.2 硫化氫越低越好。七工業(yè)方法和工藝流程*羥回忸田t -a-iE>a 醴魚宅爐茱比顯櫻丄一HtY忖*謝丄a«airM sy*i iij応一醮軸出*lfrvA ry rTr u *t«ttxMwn戶圧護(hù) W*W?-Fttki了軒整.i 3-x«mt»itAMWf9a»h uMtt八間歇、連續(xù)法造氣比照間歇連續(xù)備注造氣炭層溫 度大小煤種窄寬熱損高低設(shè)備利用率高低維修工作量大小對環(huán)境污染大小噪聲大小九 節(jié)能措施1 降低造氣過程的熱量損失 一、降低吹風(fēng)氣中可燃性氣體含量，減少吹風(fēng)熱損失，二、提高蒸汽分解率減少制氣顯熱損失

46、，三、控制較低的爐頂溫度，減少吹風(fēng)熱損失和制氣顯熱損失，四、降低爐渣中殘?zhí)亢亢惋w屑量，減少其小完全燃燒損失，五、減少散熱損失。2 造氣系統(tǒng)降低原料煤單耗的措施一、堅持高爐溫操作二加大吹風(fēng)過程的空氣流速三、及時處理爐況，保證氣流分布均勻四、提高入爐煤質(zhì)量，做到配煤入爐五、加強(qiáng)回收利用，減少跑冒滴漏3 降低蒸汽消耗的措施一合理調(diào)節(jié)入護(hù)蒸汽流量，二、采用過熱蒸汽制氣，防止蒸汽帶水入爐三、原料煤的性質(zhì)和碳層厚度上次課復(fù)習(xí)：煤氣化反響原理固定床反響制氣的特點能量回收本次課題:第三章硫化物的脫除教學(xué)要求：了解脫硫的目的和意義；脫硫方法的選擇；濕法脫硫的原理。重點：脫硫方法的選擇與比照難點：堿法脫硫的原理

47、及工藝指標(biāo)確實定教學(xué)手段及教具：講授內(nèi)容及時間分配：第一節(jié)粉塵的去除及脫除方法 第二節(jié)原料氣的脫硫一、硫化物的來源及存在形式二、脫硫的目的三、濕式氧化法脫硫的根本原理第三節(jié)氨水液相催化法 第四節(jié)栲膠脫硫一、栲膠液的制備二、栲膠脫硫脫硫機(jī)理三、栲膠法脫硫主要指標(biāo)第五節(jié) NHD脫硫第六節(jié)干法脫硫課后作業(yè)1合成氨原料氣為何要脫硫 ？脫硫方法有幾類？3 氧化鋅法脫硫的原理是什么？其硫容的大小受到哪些因素的影響？4 鈷鉬加氫能獨立脫硫嗎？什么場合使用鈷鉬加氫脫硫？5 活性炭法脫硫的原理是怎樣的 ？脫硫后的活性炭如何再生？6 .什么是濕式氧化法？與中和法相比有何不冋 ？7 如何選那么濕式氧化法的氧化催化劑

48、？&簡述氨水催化法脫硫及再生的原理。9 氨水催化法脫硫的正常生產(chǎn)控制指標(biāo)是怎樣的？它們對脫硫效率或再生效率有什么影響？參考資料同上第三章硫化物的脫除第一節(jié)粉塵的去除及脫除方法固體燃料氣化所制得的原料氣中的粉塵主要是飛灰和固體燃料的微粒。這些粉塵隨著氣體而被帶 出爐外。被帶出的粉塵數(shù)量和顆粒大小隨燃料的種類和燃料的氣化方法而異。不同固體燃料氣化過程 中所災(zāi)帶的粉塵含量的數(shù)據(jù)，列下表：因侔燃料的種類發(fā)生爐類型煤弐中粉塵陽含 址，克/棟準(zhǔn)米*鏗啦対廂旳爲(wèi)來的焦炭固定澀煤冗發(fā)生爐粒匪為25-75的無煙煤同定層煤弋發(fā)生爐76粒鹿為亳米的褐煤申勲怫昭層煤發(fā)生爐粒摩対啦微米的粉煤柯拍貯先切克粉煤氣化

49、爐90150粉塵的危害：弓I起設(shè)備和管道的堵塞、系統(tǒng)阻力的增加和造成鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等機(jī)械過早地磨損； 粉塵在氣體流過的設(shè)備中沉降，會把設(shè)備中的催化劑、拉西環(huán)或其它類型的填料堵塞。常用設(shè)備：旋風(fēng)別離器。工作原理是分散于氣體中的固體微粒在離心力的作用下有較大的離心力， 該力足以克服氣體阻力飛向器壁，微粒碰到器壁而下落，并聚集于旋風(fēng)別離據(jù)的錐形底內(nèi)，然后間歇 地排出器外。濕法脫硫?qū)怏w中含塵的要求是20毫克/標(biāo)準(zhǔn)米3,干法脫硫那么為5毫克/標(biāo)準(zhǔn)米3以下。除塵方法：1、噴水除塵2、濕式電除塵器3、液滴的別離第二節(jié)硫化物的脫除硫化物的來源及存在形式：原料煤中以有機(jī)硫和無機(jī)硫的方式存在：硫化亞鐵、硫酸鐵鹽

50、等在還原氣氛中被氫復(fù)原為無機(jī)硫 H2s和有機(jī)硫cs2, cOs、硫醇、噻吩、硫醚等 。原料氣中硫化物的含量 與原料含硫量以及加工方法有關(guān)。以煤為原料時，每立方米原料氣中含硫化氫一般為幾克；用高硫煤 為原料時，硫化氫可高達(dá) 20 一 30g/m3，有機(jī)硫為1 2g/m3 ;天然氣、石腦油、重油中的硫化物含量 因產(chǎn)地不同而有很大差異。脫硫的目的：硫化物是各種催化劑的毒物，對甲烷轉(zhuǎn)化和甲烷化催化劑、中溫變換催化劑、低溫 變換催化劑、甲醇合成催化劑、氨合成催化劑的活性有顯著影響。硫化物還會腐蝕設(shè)備和管道，給后 面工段的生產(chǎn)帶來許多危害。因此，對原料氣中硫化物進(jìn)行去除是十分必要的。一、脫硫方法的選擇原那

51、么濕法：1、滿足工藝需要2、硫容大3、活性好，易再生4、不堵塞5、無毒，無污染6、本錢低干法:1、滿足工藝需要2、硫容大3、有一的定機(jī)械強(qiáng)度4、預(yù)水不焚化，阻力小5、流程短，使用周期長6、本錢低兩者特點：濕法脫硫：脫硫劑為液體，便于輸送；脫硫劑較易再生并能回收高附加值的化工原料硫磺，從而 構(gòu)成一個脫硫循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)連續(xù)操作。當(dāng)氣體凈化度要求較高時，可在濕法之后串聯(lián)干法精脫，使脫 硫在工藝和經(jīng)濟(jì)上都更合理。干法：脫硫凈化度高，并能脫除各種有機(jī)硫。但干法脫硫劑或者不能再生或者再生非常困難，并 且只能周期性操作，設(shè)備龐大，勞動強(qiáng)度高，因此，干法脫硫僅適用于氣體硫含量較低和凈化度要求 高的場合。脫硫方法

52、選擇原那么：1 .原料氣的硫化氫含量中等，如硫化氫含量為2 3%左右的粗天然氣凈化，當(dāng)前應(yīng)用最廣泛 的是烷基醇胺法，如一乙醇胺法、二乙醇胺法、二甘醇胺法、二異丙醇胺法等。2.原料氣的硫化氫、二氧化碳等酸性氣體含量較高時，只物理溶劑或物理一化學(xué)混合溶劑吸 收，再生放出的硫化氫氣體用克勞斯法回收硫磺。這類方法的共同特點是蒸汽與熱的消耗小，在高酸 性氣體分壓時溶劑的吸收能力強(qiáng)，如環(huán)丁硯法聚乙二醇二甲醚法，冷甲醇法等。3.原料氣的硫化氫含量低，但二氧化碳含量較高時，用直接氧化法脫硫。如蒽醌二磺酸鈉法、 氨水催化法等。這類方法的共同特點是直接從溶液中回收硫磺，沒打臺硫尾氣放空造成公害的間肥。 但溶液的硫

53、容量低。4.氣體中有機(jī)硫的脫除以固體于法為主，同時干法脫硫廣泛用作精細(xì)脫硫的手段。如近代以 天然氣、輕油等為原料的大型合成氨中，廣泛應(yīng)用活性炭、氧化鋅、鈷一鉬催化劑等于法脫硫，使原 料氣中總硫含量降至 1ppm以下。用于天然氣的干法脫硫，尚需要根據(jù)天然氣的含硫量、硫的形態(tài)和是否有重質(zhì)烴C3以上來選用適宜的方案。如果天然氣中重質(zhì)烴的含量很低，總的含硫量在10ppm左右，而且所含硫分系以硫化氫和硫醇形態(tài)出現(xiàn)，那么采用活性炭即可滿足脫硫要求。如果天然氣中除硫化氫和硫醇外，還含有重質(zhì)烴 時，那么采用氧化鋅脫硫較好，氧化鋅也能脫除少量的硫氧化碳。如天然氣中有機(jī)硫含量較高，或有噻 酚等難于脫除的硫分時，

54、一般采用鈷-鉬或鎳一鉬催化劑，在400°C左右將有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化成硫化氫，然后再用氧化鋅脫除硫化氫。二、濕式氧化法脫硫的根本原理濕式氧化法脫硫包含兩個過程：一是脫硫液中的吸收劑將原料氣中的硫化氫吸收；二是吸收劑溶 液中的硫化氫的氧化以及吸收劑的再生。一吸收的根本原理與吸收劑的選擇HF HS-OH l堿fl吸收劑JrH?O吸收劑應(yīng)為堿性物質(zhì)，使硫化氫的吸收平衡向右移動用碳酸鈉水溶液或氨水等作吸收劑。二再生的根本原理與催化劑的選擇堿性吸收劑只能將原料氣中的硫化氫吸收到溶液中，不能使硫化氫氧化為單質(zhì)硫。因此，需借助 其他物質(zhì)來實現(xiàn)。通常是在溶液中添加催化劑作為載氧體，氧化態(tài)的催化劑將硫化氫氧化成為單質(zhì)硫，