1 前 言
CO2對(duì)于合成氨來(lái)說(shuō)屬于無(wú)效氣體,它隨著半水煤氣中的H2、CO、N2等組分一起,經(jīng)脫硫、壓縮、變換直到脫碳后被除掉。按我公司的工藝設(shè)置,半水煤氣先經(jīng)煤氣鼓風(fēng)機(jī)加壓后送半水煤氣脫硫,再經(jīng)氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)加壓至2.35~2.45MPa送變換、變脫、PC脫碳,此時(shí)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(dāng)原料煤質(zhì)量較差(如灰熔點(diǎn)低、灰份高、硫份高,機(jī)械強(qiáng)度差等)時(shí),CO2可達(dá)到10%,此時(shí)合成氨產(chǎn)量、原料煤耗、電耗都將發(fā)生明顯變化。
由于相當(dāng)多的合成氨廠(chǎng)的產(chǎn)量受高壓機(jī)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(chǎn)量減少1%;將3300Nm3半水煤氣壓縮到2.35~2.45MPa約需動(dòng)力電420kW·h,若其中的CO2升高了1%,僅高壓機(jī)一項(xiàng)將使合成氨電耗增加4.2kW·h(未計(jì)其他氣體減少1%所耗的電)。因此我公司長(zhǎng)期以來(lái)十分重視半水煤氣中CO2含量的變化,并根據(jù)半水煤氣中CO2含量的高低對(duì)造氣崗位進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)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(guān)系如何,未曾看到詳細(xì)報(bào)道。有鑒于此,本人從化學(xué)平衡角度進(jìn)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(shí)間均較短,產(chǎn)品氣(煤氣和吹風(fēng)氣)組成均遠(yuǎn)離化學(xué)平衡點(diǎn),“平衡溫距”高達(dá)數(shù)百攝氏度,故所得結(jié)果與實(shí)際偏差較大。
下面從不同的化學(xué)反應(yīng)和平衡角度,對(duì)造氣爐溫對(duì)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(guān)系
2.1 按CO2還原反應(yīng)及平衡常數(shù)
CO2+C=2CO
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