1、1.1.31.1.3 碎煤加压气化过程碎煤加压气化过程河南化工技师学院河南化工技师学院2022-12-2212022-12-2221.能简要叙述碎煤加压煤气化原理及过程。能简要叙述碎煤加压煤气化原理及过程。2.能较熟练识读原料煤的加工工艺流程。能较熟练识读原料煤的加工工艺流程。3.会正确指认鲁奇炉的类型、主要结构并能说明各部件的功能。会正确指认鲁奇炉的类型、主要结构并能说明各部件的功能。4.会简要讲解一两种典型鲁奇加压工艺并说明其气化条件。会简要讲解一两种典型鲁奇加压工艺并说明其气化条件。5.能简要说明两种以上典型原料煤加工设备的操作要点及注意事项。能简要说明两种以上典型原料煤加工设备的操作要
2、点及注意事项。6.能简要介绍鲁奇加压气化炉装置的操作与管理要点。能简要介绍鲁奇加压气化炉装置的操作与管理要点。7.能与他人合作，进行有效沟通交流，共同完成学习任务。能与他人合作，进行有效沟通交流，共同完成学习任务。8.能主动获取有效信息，对学习过程进行总结和反思，并形成文字。能主动获取有效信息，对学习过程进行总结和反思，并形成文字。9.能通过查阅网络、教材、参考书，获取碎煤加压气化相关资料。能通过查阅网络、教材、参考书，获取碎煤加压气化相关资料。2022-12-223 分任务1 认识原料煤的加工工艺过程2022-12-224原煤的成分除了煤以外，原煤的成分除了煤以外，还含有矿物质、煤矸石、水分
3、等还含有矿物质、煤矸石、水分等杂质，为了制备满足气化条件的煤，我们该怎么办？杂质，为了制备满足气化条件的煤，我们该怎么办？2022-12-225图图3-1 原煤与加工后的原料煤原煤与加工后的原料煤一、煤炭洗选一、煤炭洗选 我们对原煤必须要进行一定的洗选加工，即煤炭的洗选，我们对原煤必须要进行一定的洗选加工，即煤炭的洗选，才能制备满足气化条件的煤。才能制备满足气化条件的煤。所谓的煤炭的洗选是所谓的煤炭的洗选是利用煤和杂质（矸石）的物理、化学利用煤和杂质（矸石）的物理、化学性质的差异，通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂性质的差异，通过物理、化学或微生物分选的方法使煤和杂质有效分离，并加工成质
4、量均匀、用途不同的煤炭产品的一质有效分离，并加工成质量均匀、用途不同的煤炭产品的一种加工技术种加工技术。原料煤洗选在原料煤洗选在选煤厂选煤厂完成，是现代煤矿的重要生产环节。完成，是现代煤矿的重要生产环节。图图3-2 选煤厂选煤厂二、煤炭洗选的作用二、煤炭洗选的作用89 图图3-4 运煤汽车运煤汽车图图3-5 运煤火车运煤火车11三、原料煤洗选流程原则工艺流程三、原料煤洗选流程原则工艺流程原料煤洗选流程原则工艺流程图例一，如图原料煤洗选流程原则工艺流程图例一，如图3-6所示：所示：原料煤洗选流程原则工艺流程图例二，如图3-7所示：13知识回顾知识回顾工艺流程图工艺流程图一、工艺流程图的种类一、工
5、艺流程图的种类二、不同种工艺流程图的特点二、不同种工艺流程图的特点三、各种工艺流程图的解读方法三、各种工艺流程图的解读方法2022-12-2214观察分析图观察分析图3-7，回答下列问题：，回答下列问题：1.该图属于该图属于 工艺流程图。工艺流程图。2.原料煤经过哪些加工过程可以得到精煤？原料煤经过哪些加工过程可以得到精煤？3.除了精煤以外，煤加工过程还可以得到哪些产物？除了精煤以外，煤加工过程还可以得到哪些产物？2022-12-22151.请运用网络、教材、参考书等渠道，查阅图请运用网络、教材、参考书等渠道，查阅图3-6、图、图3-7所含的煤加工工艺中的专用名称。所含的煤加工工艺中的专用名称
6、。2.讨论煤加工工艺选择的依据是什么？讨论煤加工工艺选择的依据是什么？3.到当地的一家煤加工工艺企业，了解煤加工的生产到当地的一家煤加工工艺企业，了解煤加工的生产过程。过程。分任务2 原料煤加工设备的操作2022-12-22162022-12-2217你作为选煤厂的一名员工，能按照生产流程分别你作为选煤厂的一名员工，能按照生产流程分别能正确认知生产设备的名称、作用、工作原理吗？能正确认知生产设备的名称、作用、工作原理吗？你能简要介绍典型设备的操作要点及安全操作注意事项你能简要介绍典型设备的操作要点及安全操作注意事项吗？吗？18一、破碎机的操作一、破碎机的操作图图3-8 破碎机破碎机191.1.
7、破碎的工作原理破碎的工作原理破碎是破碎是在外力作在外力作用下使物料变成小块用下使物料变成小块的过程。的过程。破碎作业在选煤破碎作业在选煤厂和选矿厂生产中都厂和选矿厂生产中都占有重要地位。占有重要地位。202 2.破碎的作用破碎的作用 满足分选机械对入选物料最大入选粒度的要求；满足分选机械对入选物料最大入选粒度的要求；满足夹矸煤或中矿物料除去煤矸石或矿物质的要求；满足夹矸煤或中矿物料除去煤矸石或矿物质的要求；满足用户对选后产品粒度的要求。满足用户对选后产品粒度的要求。破碎作业按破碎产物的粒度不同分为破碎作业按破碎产物的粒度不同分为:粗碎、中碎、粗碎、中碎、细碎细碎与与粉碎粉碎四类，见表四类，见表
8、3-2。作业名称作业名称粗碎粗碎中碎中碎细碎细碎粉碎粉碎产品粒度产品粒度(mm)50625161223.破碎设备运行操作步骤破碎设备运行操作步骤 检查破碎机前后溜槽是否堵塞和有无杂物卡住、有无检查破碎机前后溜槽是否堵塞和有无杂物卡住、有无砸坏、变形，致使煤流不畅，如发现问题及时处理；砸坏、变形，致使煤流不畅，如发现问题及时处理；检查机体内有无煤块、杂物卡塞现象，破碎机必须保检查机体内有无煤块、杂物卡塞现象，破碎机必须保证空载启动；证空载启动；按按选煤厂机电设备检查通则选煤厂机电设备检查通则要求进行设备一般性要求进行设备一般性检查。检查。（2）开车及正常操作）开车及正常操作 当集控开车时，应将转
9、换开关打至集控位置，并在当集控开车时，应将转换开关打至集控位置，并在开关附近观察启动情况。就地开车时，接到调度指令开关附近观察启动情况。就地开车时，接到调度指令后按逆煤流方向空载启动；后按逆煤流方向空载启动；启动后要等破碎机正常运转后方可给料；启动后要等破碎机正常运转后方可给料；入料量要保持均匀，并要沿齿辊开口均匀下料，防入料量要保持均匀，并要沿齿辊开口均匀下料，防止过载。止过载。（3）停车操作）停车操作 就地开车时，接到停车信号后，待设备上无物料时，就地开车时，接到停车信号后，待设备上无物料时，方可按下停车按钮进行停车；方可按下停车按钮进行停车；集控开车时，由调度集中控制停车；集控开车时，由
10、调度集中控制停车；交接班前应将工作区域卫生清理干净，各类物品码交接班前应将工作区域卫生清理干净，各类物品码放整齐。放整齐。25二、筛分设备的操作二、筛分设备的操作图图3-12 筛分设备筛分设备261.筛分的工作原理筛分的工作原理把各种粒度的混合物通过筛分机械，按筛孔大小分成不把各种粒度的混合物通过筛分机械，按筛孔大小分成不同粒度级别产品的过程同粒度级别产品的过程叫做筛分叫做筛分.如图如图3-13所示，原料煤成所示，原料煤成品要进行筛分以确定不同的品质。品要进行筛分以确定不同的品质。272.筛分的作用筛分的作用筛分是一种化工单元操作，原料煤需要根据其粒筛分是一种化工单元操作，原料煤需要根据其粒度
11、大小进行分离，如经过粉碎的原料必须达到一定度大小进行分离，如经过粉碎的原料必须达到一定的粒度，要筛分后将没有达到要求的原料继续粉碎，的粒度，要筛分后将没有达到要求的原料继续粉碎，但是粒度小的煤可以作为它用。选煤过程中筛分和但是粒度小的煤可以作为它用。选煤过程中筛分和破碎工序配合操作。破碎工序配合操作。283.3.筛分设备运行操作步骤筛分设备运行操作步骤 检查轴承的润滑情况良好，各润滑点有适量的润滑脂；检查所有紧固件是否紧固；检查传动皮带安装正确和情况良好，若发现皮带破损应及时更换，当皮带或槽轮上有油污时，应用干净布及时擦净；检查防护装置完好，若发现防护装置不安全现象时，应马上排除；检查粗网及细
12、网无破损；用手盘动飞轮或拉动皮带，确认设备转动灵活，才可空载试车。（2）开车及正常操作 同时按住启动和停止按钮，按下启动按钮，启动振动同时按住启动和停止按钮，按下启动按钮，启动振动筛，观察机体振动情况、聆听机体的运转噪音，如有不筛，观察机体振动情况、聆听机体的运转噪音，如有不正常振动和声音，立刻按下停止按钮。查明和消除不正正常振动和声音，立刻按下停止按钮。查明和消除不正常现象后，方可启动；常现象后，方可启动；启动筛分设备，观察无不正常运转，达到额定转速后，启动筛分设备，观察无不正常运转，达到额定转速后，松开停止按钮；松开停止按钮；逐渐投料，使振动筛无不正常振动和声音，平稳运转，逐渐投料，使振动
13、筛无不正常振动和声音，平稳运转，直至正常加料。直至正常加料。停止给料；停止给料；停车前要排空筛面上的物料；停车前要排空筛面上的物料；再振动一段时间，使筛网内的粗粒振出；再振动一段时间，使筛网内的粗粒振出；筛网上无物料，按停止按钮。筛网上无物料，按停止按钮。31三、重介质分选机操作三、重介质分选机操作图图3-14 重介分选机重介分选机321.介质选煤原理介质选煤原理重介质选煤按密度差异实现煤与矸石分层和分离重介质选煤按密度差异实现煤与矸石分层和分离的选煤方法，原煤中煤是密度的选煤方法，原煤中煤是密度12001600kg/m3,煤煤矸石密度矸石密度18002600kg/m3,其实质是煤重力沉降。其
14、实质是煤重力沉降。重介质选煤过程是重介质选煤过程是经预先筛分后的原煤经预先筛分后的原煤(一般粒一般粒径大于径大于13mm或或6mm)进入充满重介质悬浮液的分选进入充满重介质悬浮液的分选机后，密度小于悬浮液密度的煤上浮，密度大于悬机后，密度小于悬浮液密度的煤上浮，密度大于悬浮液密度的矸石或重煤下沉，浮液密度的矸石或重煤下沉，实现了按密度分选。实现了按密度分选。重介质选煤的关键是选择密度介于煤与矸石密度之间的重液体或重悬浮液。常见的重液为某些高密度的无机盐类的水溶液或某些高密度的有机溶液；重悬浮液是由高密度固体微粒与水配制成有一定密度且呈悬浮状态的两相流体，比如国内外普遍采用磁铁矿粉与水配制的悬浮
15、液作为选煤的分选介质。通常所用重液分选的称为重液选，所用重悬浮液分选的称为重悬浮液选。352.介质选煤的作用介质选煤的作用重介选煤是一种高效率的重力选煤方法，具有可高效率地分选难选煤和极难选煤、分选密度调节范围宽、适应性强、分选粒度范围宽、处理能力大、实现自动控制。目前，我国重介选煤设备及其工艺明显地向两个方向发展，即提高选煤的生产能力（单位时间选煤的量）和提高精细化程度（煤的粒度降低）。故将两种工艺加以综合的复选工艺及研发高效的重介选煤设备是重介选煤技术领域研究重点。重介选煤应用较广泛的设备有立轮重介质分选机、重介质旋流器、斜轮重介质分选机。363.重介质分选机运行操作步骤重介质分选机运行操
16、作步骤（1）开车前的准备 检查刮板是否缠绕杂物，底部上升流孔板是否堵塞；检查刮板是否缠绕杂物，底部上升流孔板是否堵塞；检查刮板是否松动、弯曲检查刮板是否松动、弯曲 ；检查刮板连接板固定螺栓、刮板链轴销、刮板链下导检查刮板连接板固定螺栓、刮板链轴销、刮板链下导轨、耐磨板固定螺栓是否脱落或松动；轨、耐磨板固定螺栓是否脱落或松动；刮板链的松紧程度是否合适，有无跳链现象；刮板链的松紧程度是否合适，有无跳链现象；检查减速机油位和头轮、尾轮、托轮的轴承润滑情况检查减速机油位和头轮、尾轮、托轮的轴承润滑情况是否正常；是否正常；检查传动链的松紧程度是否合适，有无磨损、检查传动链的松紧程度是否合适，有无磨损、跳
17、槽、断裂现象，否则应及时调整或更换；跳槽、断裂现象，否则应及时调整或更换；刮板欠速保护和闭锁装置必须保证齐全完好，刮板欠速保护和闭锁装置必须保证齐全完好，动作灵敏可靠动作灵敏可靠 ；检查其他各部件紧固螺栓是否松动，槽箱机尾检查其他各部件紧固螺栓是否松动，槽箱机尾的挡料板是否松动；的挡料板是否松动；检查后必须就地点动检查刮板的运转方向是否检查后必须就地点动检查刮板的运转方向是否正确；确认一切正常后，向调度发出可以开车正确；确认一切正常后，向调度发出可以开车信号。信号。就地开车时，接到调度的开车指令后，按下启动就地开车时，接到调度的开车指令后，按下启动按钮开车；按钮开车；集控开车时，由调度进行集中
18、控制开车；集控开车时，由调度进行集中控制开车；待设备运转和介质流正常后，通知集控室正常加煤待设备运转和介质流正常后，通知集控室正常加煤生产生产停止给料；停止给料；待槽内所有物料和沉淀的介质排净后，停机。待槽内所有物料和沉淀的介质排净后，停机。2022-12-2239请运用网络、教材、参考书等渠道，查阅请运用网络、教材、参考书等渠道，查阅重介分选机常见故障及排除方法。重介分选机常见故障及排除方法。40四、跳汰机的操作四、跳汰机的操作你见过图你见过图3-15中的设备吗？它的作用、生产原中的设备吗？它的作用、生产原理、操作要点及安全操作注意事项有哪些呢？理、操作要点及安全操作注意事项有哪些呢？图图3
19、-15 跳汰机跳汰机411.跳汰选煤的原理跳汰选煤的原理跳汰选煤也叫跳汰选，它跳汰选煤也叫跳汰选，它是将细煤粒混合物，在垂直升是将细煤粒混合物，在垂直升降的变速介质流中，按密度差降的变速介质流中，按密度差异进行分层和分离的重力选煤异进行分层和分离的重力选煤方法，能处理方法，能处理15 mm150 mm粒级原料煤。粒级原料煤。以水作为分选介质称为以水作为分选介质称为水水介质跳汰介质跳汰或或水力跳汰水力跳汰；以空气；以空气为分选介质称为分选介质称风力跳汰风力跳汰。图图3-16跳汰选煤的原理示意图跳汰选煤的原理示意图422.跳汰选煤的作用跳汰选煤的作用跳汰选煤主要应用于洗选中等难选到易选的煤种，跳汰
20、选煤主要应用于洗选中等难选到易选的煤种，原则上中等可选、易选的和极易选原煤应采用跳汰选原则上中等可选、易选的和极易选原煤应采用跳汰选煤方法，以求得高质量和高效益。煤方法，以求得高质量和高效益。跳汰选煤具有跳汰选煤具有工艺流程简单工艺流程简单，选煤入料粒度范围宽选煤入料粒度范围宽，设备操作维修方便设备操作维修方便，处理能力大处理能力大，有足够的分选精确有足够的分选精确度度的特点。的特点。433.跳汰机运行操作步骤跳汰机运行操作步骤（1）开车前的准备）开车前的准备 按正常生产的风、水用量把所有的分风、水阀门校对一次；按正常生产的风、水用量把所有的分风、水阀门校对一次；三联体的油雾化器的油质、油量应
21、符合要求；三联体的油雾化器的油质、油量应符合要求；三联体的空气过虑器的水位应正常；三联体的空气过虑器的水位应正常；对电控系统、电磁阀应详细检测，看工作是否正常可靠；对电控系统、电磁阀应详细检测，看工作是否正常可靠；每班开车前高压风包应先放水；每班开车前高压风包应先放水；液压站各执行元件须连接好，油管须牢固避免震动，油液液压站各执行元件须连接好，油管须牢固避免震动，油液须过虑，装油至规定高度。须过虑，装油至规定高度。443.跳汰机运行操作步骤跳汰机运行操作步骤（2）开车）开车 u启动低压风机、鼓风机、循环水泵等辅机；启动低压风机、鼓风机、循环水泵等辅机；u启动跳汰机的斗式提升机，并打开风阀及总水
22、门；启动跳汰机的斗式提升机，并打开风阀及总水门；u风水正常床层稳定后打开给煤溜槽闸门，给煤机开风水正常床层稳定后打开给煤溜槽闸门，给煤机开始给煤。始给煤。453.跳汰机运行操作步骤跳汰机运行操作步骤（3）正常操作）正常操作 u各段床层形成后，根据床层厚度、松散度和运动情况，调整各段床层形成后，根据床层厚度、松散度和运动情况，调整风、水量，使给煤量、风、水得到最佳配合；风、水量，使给煤量、风、水得到最佳配合；u顶水流量阀门的调整：从入料端起第一个阀门开启最大，顺顶水流量阀门的调整：从入料端起第一个阀门开启最大，顺物料运动方向各阀门的开启依次递减，顶水供给量视原煤煤物料运动方向各阀门的开启依次递减
23、，顶水供给量视原煤煤质和给料情况而定；质和给料情况而定；u给料须按机器规定的处理能力和分选粒级均匀连续地沿整个给料须按机器规定的处理能力和分选粒级均匀连续地沿整个入料口宽度给入；入料口宽度给入；u产品快速检查结果出来后，应对给煤量、风、水量、排料情产品快速检查结果出来后，应对给煤量、风、水量、排料情况进行一次全面检查、分析，作出判断后进行一次细致的操况进行一次全面检查、分析，作出判断后进行一次细致的操作调整；作调整；463.跳汰机运行操作步骤跳汰机运行操作步骤（4）停车操作）停车操作 u接到停车信号后，先停止给煤；接到停车信号后，先停止给煤；u关上给煤机溜槽闸门；关上给煤机溜槽闸门；u关停循环
24、水泵、鼓风机；关停循环水泵、鼓风机；u关闭总水门，最后停斗式提升机；关闭总水门，最后停斗式提升机；u关上电脑数控箱电源开关。关上电脑数控箱电源开关。47五、浮选机的操作五、浮选机的操作图图3-19 浮游选煤浮游选煤481.1.浮游选煤的原理浮游选煤的原理浮选工艺是一种应用非常广泛的选煤方法，又称浮浮选工艺是一种应用非常广泛的选煤方法，又称浮选或泡沫浮选，它是利用选或泡沫浮选，它是利用煤是一种很好的天然疏水性煤是一种很好的天然疏水性物质，而矸石呈亲水性的差异物质，而矸石呈亲水性的差异来实现分选的，是来实现分选的，是对小对小于于0.5mm的细粒煤泥的细粒煤泥最有效的分选方法。最有效的分选方法。在浮
25、选过程中，水、煤和大量气泡在浮选机中运动，在浮选过程中，水、煤和大量气泡在浮选机中运动，由于煤表面疏水，煤粒易被气泡捕获，随气泡上升，由于煤表面疏水，煤粒易被气泡捕获，随气泡上升，聚集于液面，经刮出即为浮选精煤。亲水的矸石微粒聚集于液面，经刮出即为浮选精煤。亲水的矸石微粒滞留在煤浆中作为尾矿排出。滞留在煤浆中作为尾矿排出。492.2.浮选的作用浮选的作用浮选工艺广泛用于浮选工艺广泛用于细粒嵌布的金属矿物、非细粒嵌布的金属矿物、非金属矿产、原料煤等金属矿产、原料煤等的分选。的分选。浮选在原料煤加工中用途是降低细粒煤中的浮选在原料煤加工中用途是降低细粒煤中的灰分和从煤中脱除细粒硫铁矿。全世界每年经
26、浮灰分和从煤中脱除细粒硫铁矿。全世界每年经浮选处理的矿石和原料煤有数十亿吨。浮选适于处选处理的矿石和原料煤有数十亿吨。浮选适于处理细粒及微细粒物料，用其他选矿方法难以回收理细粒及微细粒物料，用其他选矿方法难以回收小于小于10m的微细矿粒的微细矿粒,也能用浮选法处理。也能用浮选法处理。503.浮选机运行操作步骤浮选机运行操作步骤（1）开车前的检查）开车前的检查 u杂物进入浮选机槽内有无杂物；杂物进入浮选机槽内有无杂物；u检查开关是否灵活；检查开关是否灵活；u所有浮选机及刮板传动的三角皮带必须固定平稳整所有浮选机及刮板传动的三角皮带必须固定平稳整齐，松紧一致；齐，松紧一致；u箱体衬胶必须平稳整齐，
27、假底和稳流板、挡板必须箱体衬胶必须平稳整齐，假底和稳流板、挡板必须齐全，设置平稳；齐全，设置平稳；51u检查空气管路是否畅通；检查空气管路是否畅通；u检查液位自动控制系统是否灵活可靠；检查液位自动控制系统是否灵活可靠；u检查搅拌桶各注油器内是否注满了润滑脂检查搅拌桶各注油器内是否注满了润滑脂,并向轴承并向轴承注适量油脂；注适量油脂；u用手盘动搅拌桶皮带轮装置，观察竖轴转动是否灵活，用手盘动搅拌桶皮带轮装置，观察竖轴转动是否灵活，叶轮是否碰撞、摩擦导流装置现象。叶轮是否碰撞、摩擦导流装置现象。523.浮选机运行操作步骤浮选机运行操作步骤（2）开车操作）开车操作 空槽启动，首先给煤，启动搅拌桶，空
28、槽启动，首先给煤，启动搅拌桶，启动和给煤箱相连的吸浆浮选机，待煤浆完全淹没盖启动和给煤箱相连的吸浆浮选机，待煤浆完全淹没盖板后启动相邻的直流槽浮选机。板后启动相邻的直流槽浮选机。停机后满槽启动，启动顺序停机后满槽启动，启动顺序:确认吸气管调气盖打开；确认吸气管调气盖打开；启动浮选机电机；启动搅拌桶；开始给煤。启动浮选机电机；启动搅拌桶；开始给煤。按工艺流程开车，开启粗选、精按工艺流程开车，开启粗选、精，精，精浮选机，浮选机，开启浮选分煤箱煤浆。开启浮选分煤箱煤浆。533.浮选机运行操作步骤浮选机运行操作步骤（3）停车操作）停车操作 浮选机排空煤浆时停机顺序浮选机排空煤浆时停机顺序 停止给停止给
29、煤；给煤完全停止后，打开中尾箱闸门；停止搅拌桶；煤；给煤完全停止后，打开中尾箱闸门；停止搅拌桶；浮选机正常运转；可以看到盖板时，关闭浮选机电机；浮选机正常运转；可以看到盖板时，关闭浮选机电机；打开放矿阀排走槽内剩余煤浆。打开放矿阀排走槽内剩余煤浆。保持满槽煤浆停机顺序停止给煤；给煤停止后，按保持满槽煤浆停机顺序停止给煤；给煤停止后，按矿浆流动方向，停止搅拌桶，从第一槽逐次向后停浮矿浆流动方向，停止搅拌桶，从第一槽逐次向后停浮选机。选机。2022-12-22541.请运用网络、教材、参考书等渠道，查阅破碎、筛分、请运用网络、教材、参考书等渠道，查阅破碎、筛分、重介质选煤、跳汰选煤、浮游选煤相关资
30、料，并整理成设重介质选煤、跳汰选煤、浮游选煤相关资料，并整理成设备操作说明书。备操作说明书。2.选煤厂若做到绿色生产，需要采取哪些措施？选煤厂若做到绿色生产，需要采取哪些措施？3.到当地的一家煤加工工艺企业，了解各种煤加工设备操到当地的一家煤加工工艺企业，了解各种煤加工设备操作与维护。作与维护。4.在洗煤厂需要掌握哪些安全防护技能？在洗煤厂需要掌握哪些安全防护技能？分任务1 碎煤加压气化的原理2022-12-22552022-12-2256你见过鲁奇炉吗？碎煤加压气化的原理和过程你知道吗？你你见过鲁奇炉吗？碎煤加压气化的原理和过程你知道吗？你能写出碎煤加压气化的主要反应方程式吗？你能说出鲁奇炉
31、能写出碎煤加压气化的主要反应方程式吗？你能说出鲁奇炉内发生煤气化时料层分布情况内发生煤气化时料层分布情况 图图3-21 鲁奇炉鲁奇炉57一、一、碎煤加压气化一、一、碎煤加压气化煤移动床加压气化采用水蒸气与纯氧为气化剂，气化煤移动床加压气化采用水蒸气与纯氧为气化剂，气化强度大，煤的利用率高，单炉制气能力可达强度大，煤的利用率高，单炉制气能力可达35000m35000m3 3（标（标准状况）准状况）/h/h（干基（干基)以上，而且煤气的热值高，煤种适应以上，而且煤气的热值高，煤种适应性好。性好。目前世界上采用移动床煤气化技术建厂数量最多采用目前世界上采用移动床煤气化技术建厂数量最多采用的是碎煤加压
32、气化技术，主要用于生产城市煤气和合成的是碎煤加压气化技术，主要用于生产城市煤气和合成原料气。原料气。碎煤加压气化技术唯一工业化的是鲁奇法，所用加压碎煤加压气化技术唯一工业化的是鲁奇法，所用加压气化炉为鲁奇炉。我国以半无烟煤为原料的年产气化炉为鲁奇炉。我国以半无烟煤为原料的年产3030万吨万吨合成氨厂，即采用鲁奇加压气化法制取合成氨原料气。合成氨厂，即采用鲁奇加压气化法制取合成氨原料气。58二、碎煤加压气化原理二、碎煤加压气化原理图图3-22鲁奇炉内料层分布情况鲁奇炉内料层分布情况591.灰渣层灰渣层 灰渣层位于气化炉的下部，灰渣层位于气化炉的下部，燃烧层下来的煤炭气化后燃烧层下来的煤炭气化后的
33、固体残渣，温度约的固体残渣，温度约1500左右。氧和过热蒸汽混合后进左右。氧和过热蒸汽混合后进入气化炉，通过炉箅均匀分布到灰渣层中，被离开燃烧层入气化炉，通过炉箅均匀分布到灰渣层中，被离开燃烧层的高温灰渣预热到的高温灰渣预热到1000以上，而灰渣被冷却到以上，而灰渣被冷却到400500，排入灰锁。，排入灰锁。602.第一反应层（燃烧层）第一反应层（燃烧层）被灰渣预热的高温气化剂进入燃料层，首先是气化剂中被灰渣预热的高温气化剂进入燃料层，首先是气化剂中的氧与未气化的碳燃烧，为还原反应提供热量。的氧与未气化的碳燃烧，为还原反应提供热量。C+O2CO2+393.7kJ (3-1)2C+O22CO+2
34、20.9kJ (3-2)在以上两个反应中，式在以上两个反应中，式(3-1)是主要的。燃烧反应放出是主要的。燃烧反应放出大量的热，将气化剂加热到大量的热，将气化剂加热到12001500，以供气化反应，以供气化反应之需。之需。第一反应层是床层中温度最高的区域。第一反应层是床层中温度最高的区域。612.第一反应层（燃烧层）第一反应层（燃烧层）被灰渣预热的高温气化剂进入燃料层，首先是气化剂中被灰渣预热的高温气化剂进入燃料层，首先是气化剂中的氧与未气化的碳燃烧，为还原反应提供热量。的氧与未气化的碳燃烧，为还原反应提供热量。C+O2CO2+393.7kJ (3-1)2C+O22CO+220.9kJ (3-
35、2)在以上两个反应中，式在以上两个反应中，式(3-1)是主要的。燃烧反应放出是主要的。燃烧反应放出大量的热，将气化剂加热到大量的热，将气化剂加热到12001500，以供气化反应，以供气化反应之需。第一反应层是床层中温度最高的区域。之需。第一反应层是床层中温度最高的区域。622.第一反应层（燃烧层）第一反应层（燃烧层）被灰渣预热的高温气化剂进入燃料层，首先是气化剂中被灰渣预热的高温气化剂进入燃料层，首先是气化剂中的氧与未气化的碳燃烧，为还原反应提供热量。的氧与未气化的碳燃烧，为还原反应提供热量。C+O2CO2+393.7kJ (3-1)2C+O22CO+220.9kJ (3-2)在以上两个反应中
36、，式在以上两个反应中，式(3-1)是主要的。燃烧反应放出是主要的。燃烧反应放出大量的热，将气化剂加热到大量的热，将气化剂加热到12001500，以供气化反应，以供气化反应之需。第一反应层是床层中温度最高的区域。之需。第一反应层是床层中温度最高的区域。633.气化层（又称还原层）气化层（又称还原层）气化层内的温度约为气化层内的温度约为850，燃料和来自燃烧层的气，燃料和来自燃烧层的气体（主要成分是水蒸气和二氧化碳）主要发生以下反应。体（主要成分是水蒸气和二氧化碳）主要发生以下反应。C+2H2O(气气)CO2+2H2-90kJ (3-3)C+H2O(气气)CO+H2-131.4kJ (3-4)O2
37、+C2CO-172.4kJ (3-5)C+2H2 CH4+74.9kJ (3-6)CO+H2O(气气)CO2+H2+41kJ (3-7）CO+3H2CH4+H2O+394.6kJ (3-8)644.干馏层干馏层 干馏层位于还原层的上部，气体在还原层释放大量的干馏层位于还原层的上部，气体在还原层释放大量的热量，进入干馏层时温度已经不太高了，气化剂中的氧气热量，进入干馏层时温度已经不太高了，气化剂中的氧气已基本耗尽，煤在这个过程历经低温干馏，煤中的挥发分已基本耗尽，煤在这个过程历经低温干馏，煤中的挥发分发生裂解产生甲烷、烯烃和焦油等物质，它们受热成为发生裂解产生甲烷、烯烃和焦油等物质，它们受热成为
38、气态而进入干燥层。气态而进入干燥层。655.干燥层干燥层 干燥层位于干燥层位于燃料层的最上面燃料层的最上面，上升的热煤气与刚入炉的，上升的热煤气与刚入炉的燃料在这一区域相遇并进行换热，燃料中的水分受热蒸发。燃料在这一区域相遇并进行换热，燃料中的水分受热蒸发。干燥区的高度与其水分含量有关干燥区的高度与其水分含量有关，一般地，其水分含量较，一般地，其水分含量较大，该区高度较大，如果煤中水分含量较少，干燥区的高大，该区高度较大，如果煤中水分含量较少，干燥区的高度就小。干燥层加入气化炉的煤，被煤气逐渐加热到度就小。干燥层加入气化炉的煤，被煤气逐渐加热到200300，煤的表面水和吸附水分逐步被蒸发出来。
39、，煤的表面水和吸附水分逐步被蒸发出来。2022-12-22661.请运用网络、教材、参考书等渠道，查阅常压移动床技术为什么目前属于请运用网络、教材、参考书等渠道，查阅常压移动床技术为什么目前属于落后技术，被新的煤气化技术取代？落后技术，被新的煤气化技术取代？2.分组讨论气化炉内，由上而下，温度有何变化？分组讨论气化炉内，由上而下，温度有何变化？3.分组讨论温度高低和煤的转化率有何关系分组讨论温度高低和煤的转化率有何关系4.指认图指认图3-26中鲁奇炉内料层分布名称。中鲁奇炉内料层分布名称。5.小组讨论煤由鲁奇炉顶部加入炉内至变为灰渣被排出，期间发生的变化？小组讨论煤由鲁奇炉顶部加入炉内至变为灰
40、渣被排出，期间发生的变化？6.制取原料气主要在哪个区域，为什么？制取原料气主要在哪个区域，为什么？7.对比移动床常压和加压气化原理，找出其异同点，并整理成图文资料。对比移动床常压和加压气化原理，找出其异同点，并整理成图文资料。分任务2 碎煤加压气化的工艺条件选择2022-12-22672022-12-2268我们知道了碎煤加压气化的过程和原理，在我们知道了碎煤加压气化的过程和原理，在什么样的工艺条件下进行操作，才能使煤气的什么样的工艺条件下进行操作，才能使煤气的产量高、质量优呢？产量高、质量优呢？69一、气化压力一、气化压力 压力对煤气组成的影响压力对煤气组成的影响 压力对氧气消耗量的影响压力
41、对氧气消耗量的影响 压力对蒸汽消耗量的影响压力对蒸汽消耗量的影响 压力对气化炉生产能力的影响压力对气化炉生产能力的影响 压力对煤气产率的影响压力对煤气产率的影响70二、气化层的温度二、气化层的温度 温度升高，加快气化反应的速率，有利于气化反应的进行，温度升高，加快气化反应的速率，有利于气化反应的进行，降低蒸汽消耗，提高蒸汽分解率和设备的生产能力降低蒸汽消耗，提高蒸汽分解率和设备的生产能力压力对压力对氧气消耗量的影响氧气消耗量的影响 气化温度降低，有利于放热反应的进行，水蒸气的分解反气化温度降低，有利于放热反应的进行，水蒸气的分解反应，煤气中一氧化碳和氢的含量增高应，煤气中一氧化碳和氢的含量增高
42、 通常，生产城市煤气时，气化层的温度范围在通常，生产城市煤气时，气化层的温度范围在9501050左右；生产合成原料气时，可以提高到左右；生产合成原料气时，可以提高到1150左右。左右。71三、汽氧比的选择三、汽氧比的选择 汽氧比是指气化剂中水蒸气和氧气的组成比例汽氧比是指气化剂中水蒸气和氧气的组成比例 调整汽氧比实质上就是调整和控制气化过程的温度调整汽氧比实质上就是调整和控制气化过程的温度 对于同一煤种，气化过程的汽氧比有一变动范围，在这一对于同一煤种，气化过程的汽氧比有一变动范围，在这一范围内调整汽氧比可以使气化炉处于最佳的运行工况，并范围内调整汽氧比可以使气化炉处于最佳的运行工况，并可得到
43、较理想的煤气成分，有利于后续生产。可得到较理想的煤气成分，有利于后续生产。2022-12-22721.你能利用化学反应方程式分析说明压力、温你能利用化学反应方程式分析说明压力、温度对气化的影响吗？度对气化的影响吗？2.分组讨论如何根据煤气的用途来气化压力的分组讨论如何根据煤气的用途来气化压力的选择选择.分任务3 识读碎煤加压气化工艺流程2022-12-227374一一、课前预习课前预习 你能总结出碎煤加压气化的特点吗？你能总结出碎煤加压气化的特点吗？煤气化工艺过程包含哪三个基本部分？煤气化工艺过程包含哪三个基本部分？你能识读典型碎煤加压气化工艺流程吗？你能识读典型碎煤加压气化工艺流程吗？75二
44、二、生产城市煤气并联产甲醇的工艺流程生产城市煤气并联产甲醇的工艺流程低压煤气高压蒸汽高压蒸汽氧气高压蒸汽低压氮气补充水灰锁气化炉洗涤塔煤锁溜槽煤仓分离器酚水槽收集槽洗涤塔粗煤气废热蒸汽废热锅炉锅炉废水酚水去油分离工号酚水站补充水来自油分离工号洗涤器给水汽包冷凝液图图3-26 生产城市煤气并联产甲醇的工艺流程生产城市煤气并联产甲醇的工艺流程2022-12-22761.画出图画出图3-26生产城市煤气并联产甲醇的工艺流程的生产城市煤气并联产甲醇的工艺流程的方框图方框图2.流程中主要物料管线流程中主要物料管线_；3.3.该图中的主要设备有多少台该图中的主要设备有多少台_，将名称、位号填，将名称、位号
45、填写下表中写下表中：序号序号 设备名称设备名称主要作用主要作用 77三、整体煤炭气化联合循环发电工艺流程三、整体煤炭气化联合循环发电工艺流程(IGCC)图图3-27 整体煤炭气化联合循环发电工艺流程整体煤炭气化联合循环发电工艺流程(IGCC)2022-12-22781.画出图画出图3-27整体煤炭气化联合循环发电工艺流程整体煤炭气化联合循环发电工艺流程(IGCC)的方框图的方框图.2.流程中主要物料管线流程中主要物料管线_；3.3.通过网络、参考书等渠道，查找带废热回收的气化通过网络、参考书等渠道，查找带废热回收的气化装置工艺流程，并讨论。装置工艺流程，并讨论。任务任务3 认识鲁奇气化炉认识鲁
46、奇气化炉2022-12-22792022-12-2280你认识鲁奇气化炉吗？你知道鲁奇炉的结构名称及你认识鲁奇气化炉吗？你知道鲁奇炉的结构名称及作用吗？你知道鲁奇炉附属设备的名称及作用吗？作用吗？你知道鲁奇炉附属设备的名称及作用吗？图图3-28 鲁奇气化炉鲁奇气化炉81一、固体排渣鲁奇加压气化炉一、固体排渣鲁奇加压气化炉图3-29 固体排渣鲁奇加压气化炉82二、液态排渣鲁奇炉二、液态排渣鲁奇炉 图3-30 液态排渣鲁奇炉 1-煤箱；2-上部传动装置；3-喷冷器；4-布煤器；5-搅拌器；6-炉体；7-喷嘴；8-排渣口；9-熔渣急冷箱；10-灰箱83三、加压气化炉及附属设备构造三、加压气化炉及附属
47、设备构造 图图3-31 外置汽包与内置汽包外置汽包与内置汽包1.炉体汽包分离器（a）内置汽包（b）外置汽包84图图3-32 煤分布器、搅拌器和冷圈示意图煤分布器、搅拌器和冷圈示意图(2)搅拌与布煤器冷圈煤分布器搅拌器85图图3-34 宝塔形炉篦图宝塔形炉篦图(3)炉篦 导流结构稳压室炉箅1#2#3#4#气化剂入口862.鲁奇炉煤锁鲁奇炉煤锁图3-34 煤锁 煤煤煤(a)加 煤 时（b）关 闭 时煤工作示意图图3-35 圆筒阀883.灰锁灰锁图3-36 灰锁结构图894.灰锁膨胀冷凝器灰锁膨胀冷凝器图3-37 灰锁膨胀冷凝器S21500I D100S3MINS1S12365S52022-12-2
48、290说出图中和鲁奇炉相关的设备或部件的名称说出图中和鲁奇炉相关的设备或部件的名称2022-12-22912022-12-2292 作为碎煤加压气化厂的一名员工，你作为碎煤加压气化厂的一名员工，你知道如何对气化装置进行原始开车、加知道如何对气化装置进行原始开车、加压气化炉的正常操作与调整及停车操作压气化炉的正常操作与调整及停车操作吗？吗？93一、鲁奇加压气化的开车操作一、鲁奇加压气化的开车操作1.气化炉开车前系统的检查确认气化炉开车前系统的检查确认 强度和气密性检查强度和气密性检查 系统完整性检查系统完整性检查 仪表功能检查仪表功能检查 机械性检查机械性检查2.点火前的准备工作点火前的准备工作
49、建立废热锅炉底部煤气水位及洗涤循环建立废热锅炉底部煤气水位及洗涤循环打开废热锅炉低压蒸汽放空阀，向废锅的壳程充入锅炉水打开废热锅炉低压蒸汽放空阀，向废锅的壳程充入锅炉水建立液位建立液位 气化炉加煤气化炉加煤：确认煤质合格后，向气化炉内加煤：确认煤质合格后，向气化炉内加煤953.气化炉点火及火层培养气化炉点火及火层培养 蒸汽升温达到要求后即可进行点火操作。蒸汽升温达到要求后即可进行点火操作。加压气化炉一般都采用空气点火，待工况加压气化炉一般都采用空气点火，待工况稳定后再切换氧气操作。稳定后再切换氧气操作。由于空气点火较为安全，所以大多数厂采由于空气点火较为安全，所以大多数厂采用空气点火。用空气点
50、火。空气点火操作步骤空气点火操作步骤u确认点火条件，煤层加热升温约确认点火条件，煤层加热升温约3h3h；气化炉出；气化炉出口温度大于口温度大于100100。u开启开工空气截止阀，关闭蒸汽流量调节阀；开启开工空气截止阀，关闭蒸汽流量调节阀；u缓慢开启开工流量调节阀，控制入炉空气流量缓慢开启开工流量调节阀，控制入炉空气流量为为1500Nm1500Nm3/h/h。u用奥氏分析仪分析气化炉出口气体成分，用奥氏分析仪分析气化炉出口气体成分，COCO2含量逐步升高，含量逐步升高，O O2含量逐渐下降说明火已点着。含量逐渐下降说明火已点着。u当证实气化炉点火成功后，稍开启入炉蒸汽调节阀，向气当证实气化炉点火
