水煤气
水煤气是一种低热值煤气。
水煤气主要成分为氢气和一氧化碳,有毒,主要用作合成氨、合成液体燃料等的原料,有微量CO、HC和NOX。水煤气压缩或液化与氢气相近,但不用脱除CO,建站投资较低,工业上用作燃料,又是生产合成氨、甲醇、二甲醚、燃料油的原料。水煤气的制造方法大多数是采用固定床造气炉,以优质无烟块煤或焦炭为原料1。
基本信息
- 中文名
水煤气
- 外文名
Carbon monoxide and hydrogen mixtures、Water gas
- 成份
氢气、一氧化碳
- 作用
合成氨、合成液体燃料
- 安全隐患
容易爆炸、容易中毒
主要组成
向固定床煤气化炉交替通入空气和水蒸气,制得的煤气。其组成大致为:CO25%、H250%,CO40%,N25%。以空气和水蒸气的混合气,连续通入气化炉,在高温下进行煤气化反应。调节空气与水蒸气的比例,气化炉可以自热运行,制得的煤气称为发生炉煤气。其组成大致为:CO25.5%,CO29%,H210.5%,N255%。发生炉煤气氮含量很高,不适于作合成氨原料气,但可以和水煤气掺混使用。也可以直接作为低热值燃料煤气或作为城市煤气的掺混气2。
生产原理
将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气(主要成分是CO和H2),现象为火焰腾起更高,而且变为淡蓝色(氢气和CO燃烧的颜色)。化学方程式为
。这就是湿煤比干煤燃烧更旺的原因。
煤气厂常在家用水煤气中特意掺入少量难闻气味的气体,目的是当煤气泄漏时能闻到及时发现。甲烷和水也可制 水煤气化学方程式为CH4+H2O=CO+3H2
另一种低热值煤气。由蒸汽与灼热无烟煤或焦炭作用而得。主要成分为氢气与一氧化碳,也含有少量二氧化碳和氮气和甲烷等组分;各组分含量取决于所用原料及气化条件。主要用作合成氨和合成液体燃料等的原料,或作为工业燃料气的补充来源。
水煤气生产一般采用间歇周期式固定床生产技术。炉子结构采用UGI气化炉型式。在气化炉中碳与蒸汽主要发生如下水煤气反应:
以上反应均是吸热反应,因此必须向气化炉内供热。一般先送空气入炉,烧掉一部分燃料,将热量蓄存在燃料层与蓄热室里,然后将蒸汽通入灼热燃料层进行反应。由于反应吸热,燃料层及蓄热室温度下降到一定温度时,又重新送空气入炉升温,如此循环。当任务是生产燃料气时,为提高煤气热值,有时提高出炉煤气温度,借以向热煤气里喷入油类,使油类裂解,即得所谓增热水煤气。
制作方法
将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气(主要成分是CO和H2),现象为火焰腾起更高,而且变为淡蓝色(氢气和CO燃烧的颜色)。化学方程式为C+H2O(g)===(高温)CO+H2。这就是湿煤比干煤燃烧更旺的原因。
煤气厂常在家用水煤气中特意掺入少量难闻气味的气体,目的是CO和H2为无色无味气体,当煤气泄漏时能闻到及时发现。甲烷和水也可制水煤气化学方程式为CH4+H2O===CO+3H2另:
一种低热值煤气。由蒸汽与灼热无烟煤或焦炭作用而得。主要成分为氢气与一氧化碳,也含有少量二氧化碳和氮气和甲烷等组分;各组分含量取决于所用原料及气化条件。主要用作合成氨和合成液体燃料等的原料,或作为工业燃料气的补充来源。
工业上,水煤气生产一般采用间歇周期式固定床生产技术。炉子结构采用UGI气化炉型式。在气化炉中碳与蒸汽主要发生如下水煤气反应:
C+H2O(g)===(高温)CO+H2
C+2H2O(g)===(高温)CO2+2H2
以上反应均是吸热反应,因此必须向气化炉内供热。一般先送空气入炉,烧掉一部分燃料,将热量蓄存在燃料层与蓄热室里,然后将蒸汽通入灼热燃料层进行反应。由于反应吸热,燃料层及蓄热室温度下降到一定温度时,又重新送空气入炉升温,如此循环。当任务是生产燃料气时,为提高煤气热值,有时提高出炉煤气温度,借以向热煤气里喷入油类,使油类裂解,即得所谓增热水煤气。
工艺流程
在水煤气制气过程中,为了保证操作安全和充分回收排放气中的可燃成份,所以水煤气的制造过程不是简单的由鼓风和鼓蒸汽两个过程组成一个循环,一般是由5~6个过程组成一个循环。如以6个阶段的循环为例: