作者/來(lái)源：曹襄宜(洛陽(yáng)駿馬化學(xué)工業(yè)有限公司，河南宜陽(yáng) 471600) 日期： 2003-07-16 點(diǎn)擊率：1860
0 前 言
傳統(tǒng)的固定床半水煤氣加氮方式一般是在上下吹蒸汽制氣過(guò)程均勻加入加氮空氣。由于下吹加氮易引起爐面高溫(特別是中氮使用二次風(fēng)情況下)，造成掛壁等工藝事故而逐漸停用。也有的廠家干脆徹底放棄上下吹加氮，完全采用回收吹風(fēng)氣來(lái)加氮。由于采用吹風(fēng)氣加氮調(diào)節(jié)氫氮比迅速，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，不需額外的執(zhí)行機(jī)構(gòu)而頗受青睞。但不同的加氮方式將影響制氣的效率。
1 上下吹加氮有利于工藝穩(wěn)定，提高制氣效率
半水煤氣生產(chǎn)過(guò)程的效率是一個(gè)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的熱量平衡問(wèn)題。根本上可歸結(jié)為C十H2O的吸熱與C＋O2的放熱之間的熱平衡。所以生產(chǎn)單位熱值半水煤氣所使用的總空氣量，反映了提供熱量的總水平和效率。消耗空氣越多，意味著用于供熱消耗的炭越多，效率越低。
固定床采用空氣和水蒸氣為氣化劑的半水煤氣生產(chǎn)中，蒸汽分解反應(yīng)屬動(dòng)力學(xué)控制的吸熱反應(yīng)，需由外界持續(xù)不斷提供熱量，以維持床層高溫，否則，制氣階段后期床層溫度低，使蒸汽分解率降低，煤氣的產(chǎn)量和質(zhì)量均大幅下降。床層溫度越高，則蒸汽分解率越高，煤氣產(chǎn)量越大，品質(zhì)越好。例如在上吹開(kāi)始時(shí)，蒸汽分解率達(dá)70％以上，而下吹階段不到40％。由于空氣中N2高達(dá)78％，為保證合成氨(CO+H2)／N2＝3:1的要求，制氣過(guò)程中加入的空氣量較少，產(chǎn)生熱量有限，使蒸汽分解的吸熱反應(yīng)難以達(dá)到自熱平衡，必須專門(mén)設(shè)置效率不高的吹風(fēng)階段，消耗部分燃料來(lái)為制氣作蓄熱準(zhǔn)備。
吹風(fēng)過(guò)程中，燃料產(chǎn)生的熱量一部分直接加熱了燃料本身，形成氧化還原層的有效蓄熱，而更多的熱則被上升氣流帶給上部干餾干燥層，形成無(wú)效蓄熱(因?yàn)檫@部分蓄熱在上吹過(guò)程被帶出而損失掉)，甚至以顯熱或化學(xué)潛熱形式直接被吹風(fēng)氣帶出。由于吹風(fēng)階段熱量不能直接利用，而提高溫度又是吹風(fēng)階段增加蓄熱的唯一手段，所以間歇制氣總效率較低。床層溫度升得越高，排放氣體中CO2還原為CO的量越多，隨吹風(fēng)氣排放造成的化學(xué)潛熱損失越大：制氣階段需熱量越大，為恢復(fù)蓄熱吹風(fēng)需要的時(shí)間越長(zhǎng)，吹風(fēng)排放氣體量越大、溫度越高，氣流帶出的顯熱越多，吹風(fēng)階段蓄熱效率越低。例如800℃時(shí)吹風(fēng)蓄熱效率為53％，而1200℃時(shí)僅有18％。所以采用過(guò)熱蒸汽制氣有利于....
