1 前 言
CO2對于合成氨來說屬于無效氣體,它隨著半水煤氣中的H2、CO、N2等組分一起,經脫硫、壓縮、變換直到脫碳后被除掉。按我公司的工藝設置,半水煤氣先經煤氣鼓風機加壓后送半水煤氣脫硫,再經氫氮氣壓縮機加壓至2.35~2.45MPa送變換、變脫、PC脫碳,此時氣體壓力降到1.90~1.95MPa后回壓縮。
間歇式固定層煤氣發(fā)生爐所制造半水煤氣中CO2含量一般在8%~9%,但當原料煤質量較差(如灰熔點低、灰份高、硫份高,機械強度差等)時,CO2可達到10%,此時合成氨產量、原料煤耗、電耗都將發(fā)生明顯變化。
由于相當多的合成氨廠的產量受高壓機控制,在一定條件下,粗略分析,若半水煤氣中CO2增加1%,則合成氨產量減少1%;將3300Nm3半水煤氣壓縮到2.35~2.45MPa約需動力電420kW·h,若其中的CO2升高了1%,僅高壓機一項將使合成氨電耗增加4.2kW·h(未計其他氣體減少1%所耗的電)。因此我公司長期以來十分重視半水煤氣中CO2含量的變化,并根據半水煤氣中CO2含量的高低對造氣崗位進行獎勵或處罰。
定性的講,造氣爐溫高,煤氣中CO2就低,反之就高;但其定量關系如何,未曾看到詳細報道。有鑒于此,本人從化學平衡角度進行了一些探討,但在造氣爐的操作條件下,空氣和蒸汽接觸時間均較短,產品氣(煤氣和吹風氣)組成均遠離化學平衡點,“平衡溫距”高達數百攝氏度,故所得結果與實際偏差較大。
下面從不同的化學反應和平衡角度,對造氣爐溫對煤氣中CO2和蒸汽分解率的變化作一些探討,僅供參考。
2 煤氣中CO2含量隨爐溫的變化關系
2.1 按CO2還原反應及平衡常數
CO2+C=2CO
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