【应用化工系】煤化工生产技术——试卷

 
一、填空题(本大题共12小题,每空0.5分,共20分)
1、干馏按加热终温不同可分为_   _    __ __       _ __       ___
2、干馏炉供热方式可分为__          __ 和__      __  ___ 。
3、煤成焦过程的四个阶段:___     __ 、 _          、_   _   __ 和___     __ 。
4、解决焦炉高向加热均匀性的措施有____________ 、 ____________ 和____________ 。
5、构成粗苯回收的工段有____________ 、 ____________ 和____________。
6、最终冷却和焦油洗萘工艺的特点是____________ 、 ____________ 和____________。
7、间歇法制水煤气的六个阶段工作循环是吹风阶段、____________阶段、          阶段、下吹阶段、____________阶段、____________阶段、空气吹净阶段。
8、煤炭地下气化分为___________区 、__________区、__________区和__________区。
9、F-T合成可能得到的产品包括         和         ,以及          、         
10、F-T合成的固定床反应器是管壳式,类似换热器,管内填装                管间通入                    ,以便移走             。
11、IG工艺使用催化剂,糊相加氢主要采用           、           、和           ;气相加氢主要采用白土为载体的           。
12低温液相合成甲醇优点是                                        、                                  、和                                                                ;
 
五、简答题(本大题共5小题,每小题5分,共20分)
1、简述F-T合成反应需在等温条件下进行的原因?
2、德国直接液化新工艺(NewIG)的特点是什么?
3、煤加氢液化中降低气态烃产率的措施主要有那些?
4、甲醇合成中浆态床反应器(气液固三相反应器)有何特点?
六、论述题(本题共15分)
试述煤油共炼工艺的特点。
七、流程绘制及分析题(本题共10分)
绘制Synthol气流床F-T合成工艺流程图,并进行流程说明和分析流程特点。
 
一.    填空题(60分,每小题2分)
1.  根据煤化程度的不同,腐殖煤可分为__________、___________、__________和________四大类。
2. 煤的性质包括:_______________、_______________和______________。
3. 焦炭的生成过程大致可分为以下几个阶段:_______________、__________________、____________________、____________________。
4. 焦炉结构包括:____________、____________、____________、____________、____________。
5. 炼焦煤的制备工序包括:____________、____________、____________、____________、____________、____________,统称为备煤。
6. 炼焦配煤工艺有____________________和____________________。
7. 扩大炼焦配煤的基本途径:____________、____________、____________、____________。
8. 护炉设备主要包括:____________、____________、____________、____________、____________、____________及机焦侧操作台等。
9. 焦炉四大车有:____________、____________、____________、____________。
10.    焦炉煤气净化的产品有:____________、____________、___________、____________等。
11.    焦炉加热煤气有____________、____________、____________。
12.    焦炭在高炉冶炼中起三大作用:____________、____________、____________。
13.    焦炉产品主要是:____________和____________。
14.    煤气的三大危害:____________、____________和____________。
15.    煤气输送的鼓风机主要有两种:  ____________和____________。
16.    煤气脱萘的首要工序是____________________。
17.    国内普遍采用的脱硫方法有:____________________和____________________。
18.    氨回收的方法有:____________、____________、____________。
19.    氨回收原理(化学方程式):____________________。
20.    氨回收设备有:____________________。
21.    粗苯主要来源于两方面:____________________和____________________。
22.    粗苯的性质:____________________。
23.    粗苯回收主要设备有:____________、____________、____________。
24.    苯加氢三种方式:____________、____________、____________。
25.    填料应满足的要求:___________________、____________________、____________________。
26.    焦油加工前的准备:_________、_________、_________、_________、_________。
27.    萘的分子式是_________、结构式为_________、萘的主要用途____________________。
28.    煤焦油沥青根据它的软化点不同,分为_________、_________、_________。
29.    甲醇的基本性质___________________________________。
30.    目前合成甲醇的方法有_________、_________、_________。
二.问答题(40分):
1.  简述莱托法高温加氢工艺流程。(8分)
2合成甲醇的生产过程,不论采用怎样的原料和技术路线,大致可分为一下几个工序? (5分)
2.  简述煤炭气化的基础知识?(定义,用途,原理,工艺)(6分)
3.  简述煤炭液化的基本知识?(6分)
4焦炉煤气净化的概念?(5分)
6.炼焦化学产品的回收有哪些?方法是什么?一一列举出来?(10分)
三.附加题(10分)
 
画出整个煤化工行业的工艺流程图?
 
一、                   填空题
1.煤化学工业是以煤为原料经过化学加工实现煤综合利用的工业,简称(         )。
2.煤化工从煤加工过程区分,煤化工包括(         )、(         )、(         )和合成化学产品等,煤化工利用生产技术中(         )是应用最早的工艺。
3.煤在隔绝空气条件下,受热分解生成(         )、(         )、(         )和(         )的过程,称为(         )。按加热终温的不同,可分为三种:500-600摄氏度为(         );900-1100摄氏度为(         );700-900摄氏度为(         )。
4.煤在焦炉内隔绝空气加热到1000摄氏度左右,可获得(         )、(         )、(         )。此过程称为高温干馏或(         ),一般简称(         )。
5.焦炭主要用于(         )。(         )可以用来合成氨,生产化学肥料或用作加热燃料。炼焦所得的化学产品种类很多,特别是含有多种(         )化合物。
6.炼焦主要产品是(         ),是炼铁原料,所以炼焦是伴随钢铁工业发展起来的
 
 
二、                  简答题
1.煤干馏俺加热终温进行分类?
2.影响干馏产品的因素有哪些?
3.炼焦炉的发展过程?
4.炼焦的产品有哪些?
一、填空题(每空1分,共10分)
1. 从煤化工过程区分,煤化工包括        、         、        和         。
2.发生炉中的原料层可以分为灰渣层、          、          、         和干燥层。
3.焦炉主要是由        、        和燃烧室三部分构成的。
6.          被称为使煤焦油综合利用的开拓者。
00m2/g),而且只允许直径比孔径小的分子进
三、简答题(每题5分,共15分)
1.简述配煤的目的和意义?
2.简述Shell煤气化炉的结构特点。
3.简述现代水煤气发生炉的六个阶段工作循环。
四、分析题(每题20分,共60分)
1.根据炼焦化学产品回收与精制流程回答以下问题。(20分)
(1)简述整个工艺流程。(7分)
(2)其中焦油蒸馏的目的是什么?在此之前要进行哪些处理,为什么?(7分)
(3)从煤气中回收有用物质和输送利用之前,为什么要先进行脱焦油雾、除萘、脱硫和洗氨等净化处理?(6分)
2.德士古气化法(TEXACO)是一种以水煤浆为进料的加压气流床气化工艺。它是在德士古重油气化工业装置的基础上发展起来的煤气化装置。德国鲁尔化学公司和鲁尔煤炭公司取得了德士古气化专利。1977年建成日处理煤150t的示范厂,现在单炉生产能力已达到1832t/d。德士古水煤浆加压气化过程属于气流床并流反应过程。根据以上材料回答下列问题。(20分)
(1)德士古气化炉型的基本特点及气化基本原理?(5分)从
(2)简述德士古气化工艺的工艺流程。(5分)
(3)简单评价德士古气化法的优缺点。(5分)
(4)为什么褐煤在目前尚不宜作为水煤浆的原料?(5分)
 
11温克勒气化工艺的缺点主要是由什么造成的?
12什么是煤间接液化?
13费托合成原理
14 了解F-T合成催化剂
15简述煤间接液化中ICI法合成甲醇的方法  P244
16甲醇转化成汽油的原理是什么?
17 Mobil技术将甲醇转化为汽油的关键是什么?
       原理是什么?
18煤的直接液化与间接液化有什么不同?
19煤与石油的比较
20煤加氢液化原理
煤化工工艺学复习题
煤化工包含哪些内容?(范畴,page3
什么是煤的干馏?干馏的主要产品是什么?按照温度区间不同,有几种?分别是什么?(page6
什么是半焦?有什么用途?(page7
鲁奇三段炉的工作原理是什么?(page14
立式炉又叫直立炉。考伯斯(Koppers)炉和伍德炉都是立式炉。(page17)
托斯考(Toscoal)炉的主要工作原理是什么?与鲁奇鲁尔煤气化工艺有何异同?(page19
焦炭的主要用途是高炉炼铁。(page27
炼焦的主要化学产品有哪些?(page27
世界最大的焦炭生产国是中国。世界最大的焦炭出口国是中国。(page27
焦炭的成焦过程分分为煤的干燥阶段(<350℃)、胶质体…..page28
通常情况下,哪些煤可以炼焦?(page34
配煤的目的和意义。(page33
衡量焦炭质量的指标有哪些?(page36~37
Page38 3-5,铸造焦的价格最高。
 
1.       煤化工的范畴:煤的干馏(含炼焦和低温干馏)、气化、液化和合成化学品等。
2.       煤干馏定义:煤在隔绝空气条件下,受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程,称为煤干馏(或称炼焦、焦化)。
煤干馏分类:按加热终温的不同,可分为三种:500~600℃为低温干馏、700~900℃为中干馏、900~1100℃为高温干馏。
3.  低温干馏煤焦油成分:黑褐色液体,密度小于1g/cm3­­­,含酚类、有机碱、烷烃、烯烃、环烷烃、中性含氧化合物、中性含氮化合物、沥青。
4.       干馏产品影响因素:原料煤性质、加热条件、加热速度、加热终温以及压力。
5.       低温干馏主要炉型:立式炉、水平炉、斜炉和转炉。
6.       新发干馏:固体热载体法,采用此法进行煤干馏,加热速度快,载体与干馏气态产物分离容易,单元设备生产能力大,焦油产率高,煤气热值高,适合煤粉干馏。
7.       煤的成焦过程包括哪些阶段:煤的干燥预热阶段、胶质体形成阶段、半焦形成阶段和焦炭形成阶段。
8.       配煤的目的和意义:从前,炼焦只用单种焦煤,由于炼焦工业的发展,焦煤的储量开始感到不足。而且还存在着煤炼的焦饼收缩小,推焦困难;焦煤膨胀压力很大,容易胀坏炉体;焦煤挥发分少,炼焦化学产品产率小等缺点。为了克服这些缺点,采用了多种煤的配煤炼焦。  意义:配煤炼焦扩大了炼焦煤资源,降低煤料的膨胀压力,增加收缩,利于推焦,并可提高化学产品产率。配煤炼焦可以少用好焦煤,多用结焦性差的煤,使国家资源不但利用合理,而且还能获得优质产品。
9.       炼焦用煤:主要由焦煤JM、肥煤FM、气煤QM、和瘦煤SM以及过渡性牌号煤类构成。
10.   焦炭用途:炼铁
11.   炼焦新技术:增大焦炉容积。
12.   粗煤气:炼焦过程析出的挥发性产物,简称粗煤气。
13.   炼焦的焦油和氨水分离的理由:①氨水循环回到集气管进行喷洒冷却,它应不含有焦油和固体颗粒物,否则堵塞喷嘴使喷洒困难。②焦油需要精制加工,其中如果含有少量水将增大耗热量和冷却水用量。此外,有水汽存在于设备中,会增大设备容积,阻力增大。氨水中溶有盐,当加热高于250℃,将分解析出HCl和SO3,导致焦油精制车间设备腐蚀。③焦油中含有固体颗粒,是焦油灰分的主要来源,而焦油高沸点馏分即沥青的质量,主要有、由灰分含量来评价。焦油中含有焦油渣,在导管和设备中逐渐沉积,破坏正常操作。固体颗粒容易形成稳定的油与水的乳化液。
14.   炼焦产品(氨必须回收的原因):排入大气造成污染、加剧腐蚀、在燃烧时生成有毒有腐蚀性的氧化氮、在粗苯回收中妨碍油水分离
15.   炼焦产品(氨和吡啶回收原理):氨和吡啶溶于水,可以用水洗回收。氨和吡啶是碱性的,能溶于酸中。
16.   粗苯:脱氨后得焦炉煤气中含有苯系化合物,其中以苯含量为主,称之为粗苯。
17.   (吸油吸收法)粗苯回收原理:吸收煤气中的粗苯可用焦油洗油,也可用石油的轻柴油馏分。焦油有良好的吸收粗苯能力。
18.   粗苯精制目的:得到苯、甲苯、二甲苯的产品,宝贵的基本有机化工原料。
19.   粗苯组成和苯的用途:粗苯中主要成分是苯,是纯苯的主要来源,还含有不饱和化合物,硫化物,饱和烃等。  用途:是有机合成的基础原料,可制成苯乙烯、苯酚、丙酮、环己烷、硝基苯等,进一步可制合成纤维、合成橡胶、合成树脂以及燃料、洗涤剂、农药、医药等多种产品。
20.   粗苯精制流程包括:初步精馏、化学精馏、最终精馏。
21.   煤气化,气化产品:煤气化过程是一个热化学过程。它是以煤或煤焦为原料,以氧气、水蒸气或氢气等做气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。气化时所得的可燃气体称为气化煤气,其有效成分包括一氧化碳、氢气及甲烷等。
22.   煤气化类型:自热式煤的水蒸气气化、外热式煤的水蒸气气化、煤的加氢气化、煤的水蒸气气化和加氢气化相结合制造代用天然气、煤的水蒸气气化和甲烷化相结合制造代用天然气。
23.   气化基本化学反应:C+O2、C+H2O、C+CO2、C+H2、H2+O、CO+O2、CO+H2O、CO+H2
24.   煤气化气固反应器类型之床层:固定床、流化床、气流床
25.   气化效率:单位质量气化原料的化学热转化为所产生的煤气化学热的比例。
26.   容积气化强度(qm/vR):d单位气化反应器的生产能力
27.   气化用煤的性质包括:水分、挥发性、粘结性、固定碳、反应性、灰分、煤的热稳定性、煤的机械强度、粒度。
28.   煤的反应活性:第一,当制造合成天然气时,是否有利于CH4的生成:第二,反应性好的原料,借助于水蒸气在更低的温度下尚进行反应,同时还进行CH4生成的放热反应,可减少氧的消耗:第三,当使用具有相同灰熔点而反应活性较高的原料时,由于气化反应可在较低的温度下进行,使得较易避免结扎渣现象。
29.   发生炉煤气(空气煤气):以煤或焦炭为原料,以空气和水蒸气作为气化剂通入发生炉内制得的煤气成为发生炉煤气。
30.   理想气化过程的理想情况:理想的制取发生炉煤气的过程应是在气化炉内实现碳与氧气所生成的二氧化碳全部还原为一氧化碳,这事,过程所释放的热量,正好全部供给给碳与水蒸气的分解过程。
31.   水煤气:是炽热的碳与水蒸气反应所生成的煤气,燃烧时火眼呈蓝色,又称为蓝色、水煤气。  提供水蒸气分解所需热量的方法:外部加热法、热载体法、用氧和水蒸气为气化剂的连续气化法、用水蒸气和空气为气化剂的间歇气化法。后两种较普遍
32.   常压流化床气化原理:采用0-10mm的小颗粒煤作为气化原料,气化剂同时作为流化介质,通过气化炉内的气体分布板自下而上经过床层,控制气化剂流速,使床内的原料煤全部处于流化状态,煤料在剧烈的搅拌和返混中,煤粒和气化剂充分接触,进行着化学反应和热量传递。利用碳燃烧放出的热量,提供给煤粒进行干燥、干馏和气化。
33.   温克勒气化工艺流程:原料的预处理、气化、粗煤气的显热回收、煤气的除尘和冷却。
34.   气流床气化法基本原理:炉内反应基本上与流化床内的反应类似,但其对熔渣-温度特性有一定要求。
35.   气流床气化法主要特征:气化温度高、煤种适应性强、煤气中不含焦油、需设置较庞大的磨粉、余热回收、除尘的辅助装置。
36.   什么是煤间接液化:煤气化产生合成气,再以合成气为原料合成液体燃料或化学产品,此过程称为煤的间接液化。
37.   什么是费托(F-T)合成:是以合成气为原料,生产各种烃类以及含氧化合物,是煤液化的主要方法之一。   它可得到哪些产品:气体和液体燃料,以及石蜡、乙醇、丙酮和基本有机化工原料,如乙烯、丙烯、丁烯和高级烯烃等。
38.   F-T合成的化学反应:基本化学反应是由一氧化碳加氢生成饱和烃和不饱和烃,反应式:nCO+ 2nH2→(-CH2-)n+ nH2O △H=-158KJ/mol(CH2)  (250℃)
39.   F-T合成反应器:固定床反应器、气流床反应器、浆态床反应器
40.   甲醇用途:它是生产塑料、合成橡胶、合成纤维、农药和医药的原料。
41.   甲醇合成反应:CO+2H2≒CH3OH   △H=-90.84KJ/mol(25℃) 反应物中有CO2时还发生CO2+3H2≒ CH3OH+H2O   △H=--49.57KJ/mol(25℃)
42.   甲醇合成反应器:冷激式绝热反应器、管壳式等温反应器、浆态床反应器
43.   现在合成甲醇的三大缺点:①.由于受到反应温度下热力学平衡的限制,单程转化率低,在合成塔出口产物中甲醇含量极少能超过7%,因此不得不使用多次循环,这就大大增加了合成气制造工序的投资和合成气成本。②.ICI等方法要求原料中必须有5%CO2,从而产生了有害的杂质—水,为了使甲醇产品符合燃料及下游化工产品的要求,不得不进行能耗很高的甲醇-水分离。③ICI等传统方法的合成气净化成本很高。
44.   甲醇作为燃料的一些缺陷:甲醇能量密度低,溶水能力大,单位容积甲醇能量只相当于汽油的50%,故其装载、储存和运输容量都要加倍:甲醇作为燃料应用时,能从空气中吸收水分,再储存时会导致醇水互溶的液相由燃料中分出,致使发动机停止工作;此外,甲醇对金属有腐蚀作用,对橡胶有溶浸作用以及对人体有毒害作用。  甲醇用为燃料的有效方法之一是将其转化成:汽油
45.   甲醇转化汽油总反应:简化看成是甲醇脱水,反应式:n CH3OH→(CH2n+nH2O  反应机理:2 CH3OH≒CH3OCH3+ H2O≒轻质烯烃类+水≒脂肪烃+环烷烃+芳香烃
46.   甲醇转化汽油反应器:固定床式反应器、流化床式反应器
47.   甲醇利用的方法有:甲醇燃料、甲醇制烯烃
48.   煤制乙酐化学反应:C+H2O→CO+H2、CO+2H2→CH3OH、CH3OH+ CH3COOH→CH3COOCH3+H2O、CH3COOCH3+CO→(CH3CO)2O、(CH3CO)2O+纤维素→乙酸纤维+CH3COOH
三、填空题:(每空 1分,共   分)
1、烟煤在         的条件下,加热到950-1050℃,经过干燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成固体        ,这一过程叫高温      (也叫高温       )。由高温炼焦得到的        用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的         气  既是高热值的燃料,又是重要的有机合成工业原料。根据最终温度,有          (900~1100℃)、        (660~750℃)和        (500~580℃)。炼焦可以得到的四种焦炭分别是:              、             、              、                      。         
2、煤是由       、      、       、       、      等元素组成的复杂的          物。
3、在煤炭工业中, 表示WY3             。这类煤的特点是:含碳量高 、挥发分低 、灰分含量低、含硫量低 。其主要供民用以及工业上合成氨气造气的原料。
4、煤的工业分析也称技术分析,主要包括            (M)、        (A)、          (v)和               四个分析项目,利用其分析结果可初步判断煤的质量,判断煤的特征和在工业上的实用价值。
5、煤中的水通常分为           和         水。二者的总和称为煤的全水分 。
6、工业上通常用                         方法测定煤的全水分。
7. M40表示焦炭____________强度指标。 M10表示焦炭____________强度指标。
8、焦炭生成过程的几个主要阶段是(1)干燥和预热(常温-200℃);(2)生成            (3)            ;(4)胶质体固化形成半焦(450-650℃)
9、高炉焦炭的主要作用有(1)作为                 ;(2)           作用,提供矿石还原所需要的           。(3)               (4)                              。
 
 1.煤化学工业是以煤为原料经过化学加工实现煤综合利用的工业,简称煤化工。
2.煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。
从煤加工过程区分,煤化工包括煤的干馏(含炼焦和低温干馏)、气化、液化和合成化学品等。
3.煤在隔绝空气的条件下,受热分解生成煤气、焦油、粗苯和焦炭的过程,称为煤干馏(又称炼焦、焦化)。煤低温干馏产品为:半焦、煤气、焦油。按加热终温不同分为:低.中.高温干馏
煤低温干馏产物的产率和组成取决于原料煤性质、干馏炉结构和加热条件。
4. 煤低温干馏产品的产率和性质与原料煤的性质、加热条件、加热速度、加热终温以及压力有关。干馏炉的形式、加热方法和挥发物在高温区的停留时间对产品的产率和性质也有重要影响。煤加热温度场的均匀性以及气态产物二次热解深度对其也有影响。
5.一般压力增大,焦油产率减少,气态产物产率增加,半焦产率和强度增加。
6.干馏供热方式:内热式和外热式。
7. 内热式与外热式相比的优点(1)热载体向煤料直接传热,热效率高,干馏耗热量低。
(2)煤料在干馏不同阶段加热均匀,消除了部分料块过热现象。(3)内热式炉简化了干馏炉结构。
8.沸腾床干馏炉: 将粒度小于6mm的预先干燥过的粉煤连续加入沸腾炉,炉子用燃料气和空气燃烧加热,炉内形成沸腾的焦粉床层,煤料在炉内干馏。不粘结性煤用螺旋给料器加入,粘结性煤用气流吹入法。干馏的热量由焦炭、焦油蒸气以及煤气在沸腾层中部分燃烧和燃料气燃烧提供的。或者不送入燃料气和空气,则送入热烟气。干馏产物焦粉经过一满流管由炉子排出。在气体冷却系统中分出焦油、中油以及被燃烧烟气稀释了的干馏煤气。
9.鲁奇三段炉流程:
(1)煤在竖式炉中料层下行,热气流逆向通入进行加热。(2)粉状褐煤和烟煤要预先压块。(3)煤在移动过程中可分成三段:干燥段,干馏段,焦炭冷却段。在最上段循环热气流把煤干燥预热到150℃,在中段即干馏段,热气流把煤加热到500-850℃,在下段,焦炭被冷循环气流冷却到100-150℃,最后排出。
9. 托斯考法干馏非黏结性煤工艺流程 —固体热载体干馏工艺
  将粉碎好的干燥煤在预热提升管内,用来自瓷球加热器的热烟气加热。预热的煤加入干馏旋转炉中,在此,煤和热瓷球混合,煤被加热至约500℃,进行低温干馏过程。瓷球在加热器中被加热。低温干馏产生的粗煤气和半焦在旋回筛中分离,热半焦去冷却器,瓷球经提升器到加热器循环使用。
10.鲁奇鲁尔煤气工艺:

11. 煤在焦炉内隔绝空气加热到1000℃左右,可获得焦炭、化学产品和煤气。此过程称为高温干馏或高温炼焦,一般简称炼焦。炼焦炉的进展:倒焰式---废热式—蓄热式
12.成焦过程: 煤料在隔绝空气的条件下受热时,随着加热温度的逐渐升高,水分首先从煤中析出;当温度达到350~400℃时,原来分散的煤粒形成胶质体,并随温度的升高逐渐固化成半焦;在半焦阶段仍有大量气体析出,以后半焦逐渐收缩,出现裂纹、碎裂,直到1000 ℃左右时成为焦炭。
煤的成焦过程可分为煤的干燥预热阶段(< 350 ℃ )、胶质体形成阶段(350~480 ℃ )、半焦形成阶段(480~650 ℃ )和焦炭形成阶段(650~950 ℃ )。
13.成焦过程中的气体产物: (1)里行气:10%  大量的水蒸气和煤一次热解产物 (2)外行气:90% 胶质体固化和半焦热解产生的大量气态产物。
14.配煤的目的和意义
   1、配煤  就是将两种以上的单种煤料,按适当比例均匀配合,以求制得各种用途所要求的焦炭质量。
   2、焦煤炼焦的缺点(单种煤炼焦):焦煤储量不足;焦饼收缩小,推焦困难;焦煤膨胀压力大,容易胀坏炉体;焦煤挥发分少,炼焦化学产品产率小。
3、合理配煤的优势 : 提高焦炭质量,降低膨胀压力,增加收缩,利于推焦,增加炼焦化学产品产率等;扩大炼焦煤资源,少用好焦煤,多用结焦性差的煤,合理利用煤炭资源。
15. 炼焦用煤:气煤(QM)、肥煤(FM)、焦煤(JM)、瘦煤(SM)及中间过渡性牌号煤。
16. 配煤的工艺指标:(1)配煤的工业分析,水分、灰分、挥发分、硫分。(2)黏结性和膨胀压力。
(3)粉碎度。
17.配煤的工业分析
①水分。水分高的不利影响:焦炉升温慢,延长结焦时间,影响炉体寿命;影响装炉煤堆密度ρ。水分过低的不利影响:破碎和装煤时造成煤尘飞扬恶化操作条件,使焦油中游离碳增加。
②灰分。灰分的害处(配煤的灰分全部转入焦炭) a:灰分是惰性物质,灰分高则黏结性降低;灰分颗粒成为裂纹中心,配煤灰分高则焦炭强度降低。 b:炼铁用焦耗量高,高炉生产能力降低。
③挥发分。a:挥发分高:化学产品产率高,煤气产率高。b:挥发分过高:焦炭平均粒度小,抗碎强度低。c:挥发分过低:煤的黏结性差,耐磨强度降低,可导致推焦困难。
④硫分:硫分害处(配煤中有80%左右转入焦炭)冶炼中焦炭中硫分转入生铁中,使生铁呈热脆性,加速铁腐蚀。
18.焦炭强度:耐磨强度和抗碎强度,用转鼓测定。
19. 影响焦碳反应性的三大因素:a:原料煤性质   b:炼焦工艺因素  c:高炉冶炼条件
20.焦炉主要是由炭化室、蓄热室和燃烧室三个部分构成,此外附有加煤车、推焦车、导焦车和熄焦车等焦炉机械。焦炉加热系统由燃烧火道所构成的燃烧室、分配气体区段斜道区以及蓄热室三部分组成。加热系统的作用是由加热煤气与空气燃烧供热,煤气燃烧产生的热量经过炭化室墙传给炭化室内的炼焦煤料。
21. 煤捣固炼焦或煤成型是在炼焦前把煤料压实增大堆密度,可节省好的黏结性煤,并可改善焦炭质量,提高生产技术经济水平。
22.捣固煤炼焦工艺是将煤由煤塔装入推焦机的捣煤槽内,再用捣煤锤于3min内将煤捣实成饼,然后推入炭化室,关闭炉门。在装煤入炭化室时,借助装炉煤气净化车把产生的粗煤气和烟尘吸出,该车位于炉顶,通过炭化室上部孔吸出气体,该气体在车上的燃烧室内烧掉,废气经冷却和水洗除尘后送入大气,防止黄烟排入大气。
23. 煤干燥可以用立管式流化加热法、沸腾床和转筒加热法。
24. 干法熄焦装置主要由冷却槽、废热锅炉、惰性气体循环系统和环境保护系统构成。焦炭从炭化室推出,落在焦罐中,焦罐由提升机提到干熄室顶部,这时将冷却室上部的预存室打开,焦炭进入室中,在室中焦炭放出的气体进入洗涤塔,然后收集,避免有害气体排入大气。进料室为锁斗式,进料后上部关闭,下部打开,焦炭下移到冷却室。在冷却室中,赤热的焦炭被气体冷却到200 ℃左右排出。冷却气体由鼓风机送入,在冷却焦炭的同时,气体温度升高,出口气体温度可达800 ℃,进入废热锅炉,发生高压蒸汽。气体经过两级旋风除尘后,再由鼓风机循环到冷却室中。
25. 焦炉煤气主要成分是H2和CH4 高炉煤气主要可燃成分为CO。 焦炉中的煤气燃烧过程一般可分成三个阶段:煤气和空气混合;将混合物加热到着火温度;空气中的氧和煤气中的可燃成分起化学作用。
26. 焦炉热效率:焦炉除去废气带走的热量外所放出的热量,占供给总热量的百分数。
焦炉热工效率:传入炭化室的炼焦热量,占供给总热量的百分数。它们是评价焦炉热工好坏的指标。
27. 按煤料成型挤压条件可分为冷:压热压成型两大类。  按快速加热的方式热压型焦可分为气体热载体工艺和固体热载体工艺两类。
28. 热压型焦:将具有一定黏结性的单种煤或配合煤,快速加热到塑性温度后趁热压制成型,所得热压型煤进一步炭化得热压型焦。煤料在快速加热至胶质体状态,使其中部分液态产物来不及热分解和热缩聚,从而增加胶质体的停留温度范围,改善了胶质体的流动性和热稳定性,使单位时间内气体析出量增加,增大膨胀压力,由此改善变形粒子接触,提高煤的黏结性。在此条件下施以外压,进一步提高了煤粒间的黏结。
29.粗煤气:炼焦过程中析出的挥发性产物(由煤气、焦油、粗苯和水构成)。
组成:气态物质,烃类,含氧化合物,含氮化合物,含硫化合物,水蒸气。
影响粗煤气组成和产率的因素。主要是:炼焦温度二次热解作用。
30.多数焦化厂由粗煤气回收化学产品和进行煤气净化,采用冷却冷凝的方式析出焦油和水。
31. 粗煤气初步冷却工艺流程
img6-1-09初冷工艺流程
32. 流程中的氨水 循环氨水:集气管喷洒用的循环氨水。冷凝氨水:初冷器冷凝氨水。
固定氨:加热不分解,难水解的氯化铵。 挥发氨:易水解,加热时分解的碳酸氢铵、硫化铵、氰化氨。
33. 煤气脱焦油雾:1、煤气在经初冷器、鼓风机后仍含有焦油0.3—0.5g/m3。这部分焦油在后续工序中会被析出,污染溶液和设备,恶化产品质量,并形成酸性焦油。2、方法:电捕焦油器 。3、多管式电捕焦油器工作原理: 管子中心为负极,管壁则取为正极(内部产生负离子),焦油雾经过管子的电场时变成带负电荷的质点,故沉积在管壁而被捕集,并汇流到下部导出。
34. 回收氨的原理水洗回收(氨和吡啶溶于水)  NH3+H2O      NH3·H2O    NH4+ + OH-  
吡啶回收  方法:采用氨中和使吡啶分离。NH3+C5H5NH+           NH4++C5H5N-
35. 粗苯回收方法:洗油吸收法。   多段逆流吸收法。
粗苯回收工段:由煤气的最终冷却、粗笨吸收、吸收油脱出粗苯过程组成。
36.富油:洗油吸收粗苯成为富苯洗油。贫油:富油脱掉吸收的粗苯。
粗苯吸收影响因素:(1)吸收温度。(2)洗油相对分子质量及循环量。(3)贫油含苯量。(4)吸收面积。
(5)压力。
37. 粗苯精制目的是得到苯、甲苯、二甲苯等产品。 粗苯精制包括酸洗或加氢精馏分离初馏分中的环戊二烯加工及高沸点馏分中的茚与古马隆的加工利用。粗苯中主要有苯、甲苯、二甲苯。
38. 煤的气化:以煤或煤焦为原料,以氧气、水蒸气或氢气等做气化剂,在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。气化时所得的可燃气体称为气化煤气,其有效成分包括CO、H2CH4
39. 煤的气化过程是在煤气发生炉气化炉)中进行的。固定床气化时,发生炉是由炉体加料装置排灰装置等三大部分构成的。在发生炉中的原料层可分为:灰渣层、氧化层、还原层、干馏层干燥层
40. 发生炉煤气是通过水蒸气和空气混合形成气化剂后流经炽热的固定燃烧床生成的。空气中所含的氧气、水蒸气与燃料中的碳反应,生成了共含有CO、CO2、H2、CH4、N2等成分的发生炉煤气。
41. (1)以入炉煤块度分类可分为粉煤炭气化、块煤炭气化等。
(2)以燃料在炉内的状况分类移动床气化沸腾床气化气流床气化熔融床气化等。
煤炭气化的总过程有两种类型的反应,即非均相反应和均相反应
42.碳与水蒸气反应的机理:(p149)
C+H20→CO+H2     C+2H2O → C02+2H2    CO+H20 → H2+C02  C+2H2 → CH4 
43. 影响煤质对气化的因素:(1)水分(2)灰分(3)挥发分(4)固定碳(5)反应性(6)黏结性(7)热稳定性 (8)机械强度(9)粒度。  (p157)
44. 水煤气是炽热的水蒸气反应所生成的煤气。燃烧时火焰呈蓝色,又称蓝水煤气。间歇气化法
制气原理:C+H20→CO+H2     C+2H2O → C02+2H2    CO+H20 → H2+C02  C+2H2 → CH4 
45. 间歇法制造水煤气,主要是由吹空气(蓄热)、吹水蒸气(制气)两个过程组成的。
46.水煤气发生炉采用的六个阶段的工作循环:第一阶段为吹风阶段。第二阶段为水蒸气吹净阶段。第三阶段为一次上吹制气阶段。第四阶段为下吹制气阶段。第五阶段为二次上吹制气阶段。第六阶段为空气吹净阶段。
47.加压固定床气化炉炉内的料层依次为:干燥层、干馏层、甲烷层、第二反应层、第一反应层和灰渣层。
48.加压气化的原理:随着气化压力的提高,燃料中的碳将直接与氢反应生成甲烷,在这种情况下,在900~100O℃的低温下进行气化反应成为可能;同时,水煤气反应所需要的大量的热量可以由甲烷生成反应放出的热量来提供,随着压力的提高,热量的需求量和氧气的需求量大大降低。
49.加压气化的影响因素:(1)压力对煤气组成的影响。随着气化压力的增加,粗煤气中CH4和CO2含量增加,H2和CO含量减少。(2)压力对氧气耗量的影响。加压气化过程随压力的增大,甲烷的生成反应增加,由该反应提供给气化过程的热量亦增加。这样由碳燃烧提供的热量相对减少.因而氧气的消耗亦减少。(3)压力对蒸汽消耗量的影响。提高气化压力,水蒸气消耗量增加,分解率降低。(4)压力对气化炉生产能力的影响。加压气化炉的生产能力比常压气化炉的生产能力高倍。(5)压力对煤气产率的影响。随着压力的提高,粗煤气的产率是下降的,净煤气的产率下降得更快。(6)加压气化对煤气输送动力消耗的影响。加压气化可以大大节省煤气输送的动力消耗。
50.在固定床阶段,燃料是以很小的速度下移,与气化剂逆流接触。当气流速度加快到一定程度时,床层膨胀,颗粒被气流悬浮起来。当床层内的颗粒全部悬浮起来而又不被带出气化炉,这种气化方法即为流化床(沸腾床)气化工艺。
51. 常压流化床气化原理:流化床气化采用0-10mm的小颗粒作为气化原料。气化剂同时作为流化介质,通过气化炉内的气体分布板自下而上经过床层。根据原料的粒度分布和性质,控制气化剂的流速,使床层内的原料煤全部处于流化状态,在剧烈的搅动和返混中,煤粒和气化剂充分接触,同时进行着化学反应和热量传递。利用碳燃烧放出的热量,提供给煤粒进行干燥、干馏和气化。生成的煤气在离开流化床层时,夹带着大量细小颗粒由炉顶离开气化炉。部分密度较重的渣粒由炉底排灰机构排出。
52.在气化炉内,主要进行的反应有:碳的燃烧反应,二氧化碳还原反应,水蒸气分解反应及水煤气变换反应等。
温克勒气化工艺流程包括(1)煤的预处理。对原料进行破碎和筛分,制成0~l0mm的炉料(2)气化。气化预处理后的原料送入料斗中,料斗中充以氮气或二氧化碳惰性气体。气化剂送人炉内和煤反应,生成的煤气由顶部引出。(3)气化产物显热的利用。粗煤气的出炉温度一般为900℃左右。在气化炉上部设有废热锅炉,生产的蒸汽压力在1.96~2.1 6MPa,蒸汽的产量为0.5~0.8kg/m3干煤气。(4)煤气的除尘和冷却 。进人两级旋风分离器和洗涤塔,煤气中的大部分粉尘和水汽,经过净化冷却。
53. 灰团聚气化法是一种细粒煤流化床气化过程,它属于加压流化床气化工艺。所谓的灰团聚是指在一定的工艺条件下煤被气化后,含碳量很少的灰分颗粒表面软化而未熔融的状态下,团聚成球形颗粒,当颗粒足够大时即向下沉降并从床层中分离出来。 ①与固态排渣相比,降低了灰渣中的碳损失;②与液态排渣相比,降低了灰渣带走的显热损失,从而提高了气化过程的碳利用率。
54. 在气化炉的基本原理中,当气体流过固体床层时,进一步提高气体流速至超过某一数值,则床层不能再保持流态化,固体颗粒与气体质点流动类似被分散悬浮在气流中,被气流带出容器,此种形式称为气流床
所谓气流床气化,一般是将气化剂夹带着煤粉或煤浆,通过特殊喷嘴送入炉膛内。在高温辐射下,氧煤混合物瞬间着火、迅速燃烧,产生大量热量。火焰中心温度可高达2000℃左右,所有干馏产物均迅速分解,煤焦同时进行气化,生成含一氧化碳和氢气的煤气及熔渣。K-T气化法是气流床气化工艺中一种常压粉煤气化制合成气的方法。
 
 
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