甲醇驰放气波动对焦炉加热的影响

甲醇驰放气波动对焦炉加热的影响严加才(唐山开滦中润煤化工有限公司炼焦分厂)我公司自创建之日起就本着走循环经济,深加工产业链的高起点路线,达到废渣不落地,废水不外排,废气不放空,得到同行业的一致赞同。随着经济的发展和市场的需要,如何提高原料的循环利用率生产更多的产品显得日益重要。甲醇弛放气回掺焦炉煤气加热焦炉的量越多,就有更多的焦炉煤气被替代用于生产甲醇。目前,关于甲醇驰放气回掺焦炉煤气加热焦炉的文献鲜有报道,本文结合生产实际和各种文献资料,浅谈甲醇弛放气参入量的波动对焦炉加热的影响。1.焦炉煤气和甲醇弛放气的性质煤气热值煤气热值是指单位体积的煤气完全燃烧所放出的热量,燃烧产物为水蒸气状态时的热值称之低热值,实际燃烧时,水都以气态形式存在于燃烧废气中。气体燃料的热值可由组成加和性计算。煤气(标态)中可燃成分的低热值(KJ/m3)为:CO——12730;H2——10840;CH4——35840;CmHn——71170则煤气的低热值为:Q低=(12730CO+10840H2+35840CH4+71170CmHn)/100,KJ/m3式中CO,H2,CH4,CmHn为煤气中相应成分的体积,%表1两种气体的组成组成H2COCO2CH4N2CmHnO2焦炉煤气59.56.02.425.54.02.20.4甲醇弛放气752.02.34.313.6--依据公式计算可得焦炉煤气的Q低为17918.5KJ/m3;甲醇驰放气的Q低为9922.1KJ/m3焦炉煤气可燃成分浓度大,热值高,提供一定热量需要的煤气量少,产生废气量也少,理论燃烧温度高。由于H2占1/2以上,故燃烧速度速度快、火焰短,煤气和废气的密度低。因CH4占1/4以上,而且含有CmHn,故火焰明亮,辐射能力强。用焦炉煤气加热时,加热系统阻力小,炼焦耗热量低,增减煤气流量对焦炉燃烧室温度变化影响较大。甲醇驰放气中氢气含量虽有3/4,但氮气含量也较高,接近15%,所以总体热值不高。目前我公司稳定时驰放气的掺入量是25000m3/h左右,总回炉气为60000m3/h左右,也就是说,回炉煤气中驰放气占40%左右,纯的净煤气占60%左右。2.煤气热值计算2.1空气系数α空气系数的选择对焦炉加热十分重要,α太小,煤气燃烧不完全,可燃成分随废气排出。α过大,废气量大,废气带走的热量也增多。用焦炉煤气加热时,根据焦炉结构不同,α在1.2—1.25之间。α值通过废气分析,按下式计算:α=1+式中(O2)、(CO)、(CO2)指废气中各成分的体积,%;K=;,——燃烧1m3煤气所产生的理论CO2和理论所需的O2量,m32.2燃烧的物料衡算根据煤气中各可燃成分的燃烧化学反应式可以计算煤气完全燃烧需要的理论空气量和燃烧产物量,再按空气过剩系数可得实际空气量和废气组成。表2为纯干煤气燃烧计算表。表2100m3纯干焦炉煤气燃烧计算表组成含量/%体积反应式理论耗氧量m3/m3煤气m3CO22.42.40O20.4-0.4CO6.0CO+0.5O2=CO20.53.06.00CH425.5CH4+2O2=CO2+2H2O25125.5051.0CmHn2.2C2H4+3O2=2CO2+2H2O35.33.523.52C6H6+7.5O2=6CO2+3H2O7.53.32.641.32H259.5H2+0.5O2+=H2O0.529.859.5N24.04.0H2O2.35煤气燃烧所需理论氧量和燃烧产物量91.9340.06117.694.0实际空气量和带入的水气、氧、氮L实(干)=αL理=αO理1.2591.93=547.3547.3×0.0235×0.6=7.72547.3×0.79=432.37547.3×0.21-91.93=23.0废气中各成分量,m340.06125.41436.3723.0624.84废气组成,%,体积6.4120.0669.853.68100.0注:CmHn以80%C2H4和20%C6H6计算,饱和煤气温度为50℃,入炉空气温度为20℃,相对湿度0.6,空气系数α为1.25,下同下表为含40%驰放气的100m3干煤气燃烧计算表表3100m3含40%驰放气煤气燃烧计算表组成含量/%体积反应式理论耗氧量m3/m3煤气m3CO22.362.36O20.24-0.24CO4.4CO+0.5O2=CO20.52.24.4CH417.02CH4+2O2=CO2+2H2O234.0417.0234.04CmHn1.32C2H4+3O2=2CO2+2H2O33.172.112.11C6H6+7.5O2=6CO2+3H2O7.51.981.580.79H265.7H2+0.5O2+=H2O0.532.965.7N27.847.84H2O02.35煤气燃烧所需理论氧量和燃烧产物量74.0527.47104.997.84实际空气量和带入的水气、氧、氮L实(干)=αL理=αO理1.2574.05=440.77440.77×0.0235×0.6=6.21440.77×0.79=348.21440.77×0.21-74.05=18.51废气中各成分量,m327.47111.2356.0518.51513.23废气组成,%,体积5.3521.6769.373.61100.03.燃烧的...

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