1 前 言
CO2对于合成氨来说属于无效气体,它随着半水煤气中的H2、CO、N2等组分一起,经脱硫、压缩、变换直到脱碳后被除掉。按我公司的工艺设置,半水煤气先经煤气鼓风机加压后送半水煤气脱硫,再经氢氮气压缩机加压至2.35~2.45MPa送变换、变脱、PC脱碳,此时气体压力降到1.90~1.95MPa后回压缩。
间歇式固定层煤气发生炉所制造半水煤气中CO2含量一般在8%~9%,但当原料煤质量较差(如灰熔点低、灰份高、硫份高,机械强度差等)时,CO2可达到10%,此时合成氨产量、原料煤耗、电耗都将发生明显变化。
由于相当多的合成氨厂的产量受高压机控制,在一定条件下,粗略分析,若半水煤气中CO2增加1%,则合成氨产量减少1%;将3300Nm3半水煤气压缩到2.35~2.45MPa约需动力电420kW·h,若其中的CO2升高了1%,仅高压机一项将使合成氨电耗增加4.2kW·h(未计其他气体减少1%所耗的电)。因此我公司长期以来十分重视半水煤气中CO2含量的变化,并根据半水煤气中CO2含量的高低对造气岗位进行奖励或处罚。
定性的讲,造气炉温高,煤气中CO2就低,反之就高;但其定量关系如何,未曾看到详细报道。有鉴于此,本人从化学平衡角度进行了一些探讨,但在造气炉的操作条件下,空气和蒸汽接触时间均较短,产品气(煤气和吹风气)组成均远离化学平衡点,“平衡温距”高达数百摄氏度,故所得结果与实际偏差较大。
下面从不同的化学反应和平衡角度,对造气炉温对煤气中CO2和蒸汽分解率的变化作一些探讨,仅供参考。
2 煤气中CO2含量随炉温的变化关系
2.1 按CO2还原反应及平衡常数
CO2+C=2CO
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