造气岗位培训教材
一.岗位任务
以无烟块煤、煤棒等固体燃料为原料，采用间歇固定层气化法，在造气炉中交替以空气和蒸汽为气化剂，通过赤热的碳层进行反应，制得合格的半水煤气。
合格的半水煤气要求：O2≤0.5%，对于无甲醇工艺， （CO+H2）/N2=3.1-3.2
◆空气煤气、水煤气、半水煤气概念、主要成分的认识 ◆可燃气体爆炸极限：
CO 12.5-74.2 H2 4-74.2 CH4 5.3-15 H2S 4.3-45.5 ◆半水煤气成份：
? CO2 9.0% O2 0.5% CO 28% ? H2 39% N2 22% CH4 1.5% 爆炸极限：8.4-68.5%（计算值） ◆吹风气成份：
? CO2 14% O2 1.0% ? CO 7% H2 5% N2 73% 爆炸极限：60.6%-72.1%（计算值） 计算方法：
1）扣除O2和按空气中N2/O2比例扣除N2：1.0%*(79/21)=3.76% 2)调整后吹风气成份：
CO2：14/(100-1.0-3.76)=14.7% CO：7/(100-1.0-3.76)=7.35% H2：5/(100-1.0-3.76)=5.25% N2：(73-3.76)/(100-1.0-3.76)=72.7% 3)惰气和可燃气进行组合： CO+CO2=22.5% CO2/CO=2 H2+N2=77.95% N2/H2=13.8 4)查表：
CO+CO2爆炸极限为：49%-60% H2+N2爆炸极限为：65%-76.5% 5)计算吹风气爆炸极限：
下限：100/{(22.05/49)+(77.95/65)}=60.6% 上限：100/{(22.05/60)+(77.95/76.5)}=72.1%
◆可燃气体和惰气混合后其比率(惰/燃)在下列情况下不爆炸： N2/H2＞16.5 6
CO2/H2＞10.2 CO2/CO＞2.2 CO2/CH4＞3.3 ◆对氧指标控制的认识： (1)半水煤气
在爆炸极限内氧含量对应值：
N2/CO＞4.1 N2/CH4＞
下限：(100%-8.4%)*21%=19.24% 上限：(100%-68.5%)*21%=6.6%
上述仅是理论计算，生产中为确保安全，当半水煤气中氧含量上升至2%时，必须进行紧急停车。 (2)吹风气
在爆炸极限内氧含量对应值： 下限：(100%-60.6%)*21%=8.3% 上限：(100%-72.1%)*21%=5.8%
经计算：当吹风气中CO+H2＜10%，O2＜1.0%时，其惰气与可燃气比率在爆炸范围之外，为确保安全，用吹风气作惰气置换时一般控制CO+H2＜8%，O2＜0.5%。
需要指出：浓度极限的存在并不意味着达不到这个界限时，气体就不会燃烧，实际上，把浓度小于下限的可燃物加热(用外热)到高温后，将它们点着也能燃尽。在浓度极限之内和之外燃烧的根本区别，在于前者的火焰在其中能够自行传播发生爆炸，而后者不能。 二、生产原理： 1.气化过程主要反应式：
造气炉内固体燃料的气化过程，实际上主要是碳与氧的反应和碳与蒸汽的反应，这两个反应为固体燃料的气化反应。 A以空气为气化剂的反应 C+O2=CO2+401.9KJ/mol 2C+O2=2CO+118.5KJ/mol
C+CO2=2CO-164.96KJ/mol 2CO+O2=2CO2+31.5 KJ/mol
以空气为气化剂的目的是提高炉温为蒸汽转化制煤气创造条件，为抑制CO的还原反应，提高碳的利用率，可采用提高气流速度，减少接触时间。
B以蒸汽为气化剂的反应
C+H2O(g)=CO+H2-122.67KJ/mol C+2H2O(g)=CO2+2H2-80.4KJ/mol C+CO2=2CO-164.96KJ/mol
CO+H2O(g)=CO2+2H2+42.3KJ/mol C+2H2=CH4+83.3KJ/mol CO+3H2=CH4+H2O+206 KJ/mol CO2+4H2=CH4+2H2O+163.7 KJ/mol
◆以蒸汽为气化剂的主要目的是为了得到氢和一氧化碳，可采取提高反应温度，并增加反应接触时间，使二氧化碳充分还原成一氧化碳，提高有效成份。
◆由式(9)、(10)、(11)知，存在甲烷生成反应，是在煤气炉中的还原层次要层内进行。但是在高温状态下，甲烷反应受到抑制。半水煤气中的甲烷气含量主要是由于燃料中挥发物含量不同所致。 2.固定层气化对固体燃料质量的要求： A块煤气化要求：
项目 技术要求 大块50-100mm 粒度 中块25-50mm 小块13-25mm 水份 挥发份 ＜6% ≤10% 一级＜16% 灰分 二级＜16-20% 三级＜20-24% 一级＞75% 固定碳 二级70-75% 三级65-70% 一级≤0.5% 硫 二级0.51-1.0% 三级1.01-2% 灰熔融性 热稳定性 一级＞1350℃、二级1300-1350℃、三级1250-1300℃ ＞70%
PZGLI007-品质管理-造气岗位培训教材
