上下吹风制气法制造技术

上下吹风制气法主要用于合成氨工业中制取半水煤气。该法在传统的固定层间歇制气循环六阶段（吹净，吹风，回收，上吹下吹，二次上吹）的上吹与下吹之间，插进二次下吹，下吹净，下吹风，下回收等四个阶段，在传统的循环周期中增加一次下吹风，在保证不超过燃料灰熔点及合格氢氮比的前提下，能将造气炉内平均温度提高１００℃以上，从而使吨氨标煤耗降低１０％以上，吨氨入炉蒸汽耗降低１５％以上，单炉产气量提高２０％以上。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
“上下吹风制气法”主要用于合成氨工业中制取半水煤气。该法在传统的固定层间歇制气循环六阶段（吹净，吹风，回收，上吹，下吹，二次上吹）的上吹与下吹之间，插进二次下吹，下吹净，下吹风下回收等四个循环阶段，从而提高平均炉温，提高气化层高度，改善通风条件，达到大幅度降低造气炉的消耗。大幅度提高单炉产气量的一项技术改革。本制气法只需在传统的固定层间歇造气炉的基础上，增加三个工作闸阀及相应管道，更改自动机，予计单炉改造费用6万元。本制气法比传统制气法予计：吨氨耗标煤降低10%以上，吨氨耗入炉蒸汽降低15%以上，单炉产气量提高20%以上，这将为我国中，小化肥行业节约标煤1260万吨/年。创经济效益12.6亿元/年。一、工作循环固定层间歇制气法传统的工作循环各阶段为：二次上吹-吹净-吹风放空-回收-上吹-下吹。本制气法的工作循环各阶段为：二次上吹-上吹净-上吹风放空-上回收-上吹-二次下吹-下吹净-下吹风放空-下回收-下吹。带黑点的-->字是本制法同传统制气法的根本区别，这就是说，在传统的6个循环阶段中，即上吹与下吹阶段之间，连续插进了四个阶段，使本制气法的工作循环共分十个阶段。为了实现本制气法的十个阶段动作，须在传统间歇制气法的七个阀门的基础上，再增加三个阀门，分别取名为：吹风总阀（1）下行吹风阀（8），下行烟囱阀（10），本制气法单炉工艺流程见图三。图中黑体阀门，是本制气法增加的阀门，图中省略了换热设备，目的是突出主题。为了完成安全停车。制取半水煤气，制取惰气等三项任务，自控机须设5个换向阀，分别取名为：吹风总换向阀（Ⅰ），蒸汽总换向阀（Ⅱ），制气换向阀（Ⅳ）上行烟气换向阀（Ⅵ）下行烟气换向阀（Ⅴ），5个换向阀与十个工作闸阀气缸联结线路见图四，其中制气换向阀控制6个气缸的动作，因此，制气换向阀须考虑取较大口径或采取两个制气换向阀并联，二者共同担负6个工作闸阀的控制任务。这六个工作闸阀分为两组：上行吹风阀，上行蒸汽阀上行煤气阀等三个工作闸阀为一组，这组阀门的三个气缸的控制气进口同相并联，下行吹风阀，下行蒸汽阀。下行煤气阀等三个工作闸阀为另一组，这组阀门的三个气缸的控制气进口也同相并联，这两组阀门的气缸的控制进口再反相并联。采用组内同相并联，组间反相并联，共用一个制气换向筒状的联结-->线路，其主要目的是保障生产安全。由图四可见，采用这种联结线路能够绝对保证：在上吹阶段。下行吹风阀关闭，因为上吹蒸汽阀和上行煤气阀与下行吹风阀在气缸的控制气进口上就是反相并联，所以在上吹阶段，下行吹风阀绝对开不了;在下吹阶段亦然。当然，这种联结线路也为自控机的设计简化创造了条件。与传统制气法相比，自控机的换向阀只增加了一个。洗气箱水封的阻力，被利用作减少阀门的动作，并减少了换向阀的配备个数。减少阀门的动作，能减少设备的磨损，延长使用寿命。在烟囱阀开启状态下，烟气或煤气（制惰气时须放空煤气）走阻力小的烟囱阀放空，而不会走有水封阻力的洗气箱，尽管此时上行煤气阀或下行煤气阀开着，也不必关闭它们;在烟囱阀关闭状态下，烟气或煤气被逼走洗气箱。冲破水封的阻力而进入洗气塔。当然，洗气箱水封的利用，也简化了自控机的程序设计。吹风总阀气缸与蒸气总阀气缸各占用一个换向阀是为了实现安全停车动作。由图四可见，如果将吹风总阀气缸控制气进口与蒸汽总阀气缸控制气进口反相并联，共用一个换向阀，则不能实现吹风总阀与蒸汽总阀同时关闭的安全停车动作。所以，必须将它们两个阀门气缸分开，各占用一个换向阀。本制气法工作循环分三类：1安全停车;2制半水煤气;3制惰气。三类工作循环各阶段换向阀及工作闸阀的动作列于表一。-->表一、自动机换向阀及制气闸阀动作表-->二、理论依据高强度，低消耗制取半水煤气的条件很多，例如然料的质量，气化层的温度及高度，工艺及设备，操作及管理水平……等等。上下吹风制气法着重于制气工艺的改革，通过工艺改革提高炉内气化层温度及高度，改善炉内通风条件，从而使制取煤气的“高强度、低消耗”有新的突破，或称飞跃。在其它条件下相同的情况下，气化层的温度及高度、炉内的通风条件等三项工艺指标，对传统的制气工艺来说，几乎发挥到顶点的程度：提高气化层的温度，受到了燃料灰熔点的限制;提高气化层的高度，受到了工艺的限制;改善炉内通风条件，受到了炉篦、灰渣层及氧化层的限制。燃料灰熔点是客观存在的约束条件，上下吹风制气法是怎样在不违背这一约束条件下大幅度提高气化层温度的呢？让我们先分析一下传统制气法还原层温度动态变化曲线，见图一图中纵坐标是还原层温度，横坐标是一个循环周期内的循环时间。图中上方虚线是燃料的灰熔点界线。由图可见，在吹净（A），吹风，（B），回收（C）三个阶段，还原层温度逐渐升高，这是因为在此三个阶段，炉内正在进行-->四个反应，综合热效应为强烈放热。此三个阶段，还原层处于蓄热时期，因此温度逐渐升高。当还原层的温度升高到接近燃料灰熔点界线附近时，便不能再提温了，否则有结疤的危险。此时停止送风，通蒸汽，炉内进行三个反应综合热效应是吸热。通蒸汽分三个阶段：上吹（D）、下吹（E）、二次上吹（F）。此三个阶段，还原层发生吸热反应，因此温度逐渐降低当还原层温度降低到900℃左右时，此时停止通蒸汽，开始下一个循环周期，炉内还原层的温度又重复图一所示的动态变化曲线。之所以将炉内还原层的温度动态变化曲线画出来，是因为温度是我们上下吹风制气法的核心，而改善温度在一个循环周期内的动态变化，尽可能地提高平均炉温，则是我们上下吹风制气法的精髓。无论从反应的化学平衡观点来看，还是从蒸汽与炭反应速度的观点来看，都可以认定：提高气化层的温度是煤气优质、高产、低耗的关建。关于这一结论，许多专家、许多生产实践者、许多技术刊物和资料。已经作了详尽的论述，本文勿需重复。本文只照搬其中的两个图。作为说明问题的论据，见图七和图八。-->由图八可见，当气化层温度在1300℃时，既使接触时间为1秒，蒸汽分解率也在75%左右。而气化层温度在1000℃时，既使接触时间为4秒，蒸汽分解率也只有15%左右，气化层温度对蒸汽分解率影响之大，实在可观。我们再来分析传统制气法气化层温度的动态变化曲线。传统制气法从上吹开始到二次上吹结束，这个过程所占的时间，占了整个循环周期的64%左右，在这一过程中，气化层温度由1300℃直线下降，直降到900℃左右。依据图八，我们粗略地考查一下传统制气法的蒸汽分解率。将这一过程平分成两段，分别取前后两个半段的气化层温度曲线的平均值，再由两个温度平均值查图八，可得到前后两个半段的蒸汽分解率，其结果列于表二。表二、两种制气法的还原层温度及蒸汽分解率比较类    方      别    法传统制气法上下吹风制气法平均温度蒸气分解率平均温度蒸汽分解率制气前半段1170℃57.5％1170℃57.5%制气后半段960℃140％1170℃57.5％平均1065℃35.75%1170℃57.5%由表二可知，传统制气法的制气阶段，前半段的蒸汽分解率为57.5%，后半段的蒸汽分解率为140%，两者平均蒸汽分解率为35.75%。气化层在制气阶段（通蒸汽阶段）的温度下降是间歇制气法的-->固有规律，无法改变，问题是能不能采取一定的措施，使气化层温度降到1100℃左右时，就开始吹风提温，以维持气化层较高本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术为固定层间歇式制取半水煤气的工艺方法，其特征在于在传统的固定层间歇制气循环六阶段（吹净，吹风，回收，上吹，下吹，二次上吹）的上吹与下吹之间，插入二次下吹，下吹净，下吹风下回收等四个阶段。

【技术特征摘要】
1、本发明为固定层间歇式制取半水煤气的工艺方法，其特征在于在传统的固定层间歇制气循环六阶段(吹净，吹风，回收，上吹，下吹，二次上吹)的上吹与下吹之间，插入二次下吹，下吹净，下吹风下回收等四个阶段。2、根据权利要求1所述的工艺方法，可以演变成另外两种型式其特征在于：在传统的固定层制气循环六阶段（吹净，吹风，回收，上吹，下吹，二次上吹）的上吹与下吹之间。a，只插入二次下吹...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄兆强，
申请(专利权)人：黄兆强，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]