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《炉火映照的化学：发生炉煤气生产的理论与实践》 本书旨在为煤气生产领域的中级技术人员提供一套全面而深入的理论与实践指南。我们将一同探索发生炉煤气生产这一复杂而迷人的过程，揭示其背后的科学原理，并聚焦于实际操作中的关键技术和注意事项。 第一部分：煤气生产的基础认知 煤的化学组成与特性： 深入分析煤作为气化原料的化学结构，包括碳、氢、氧、硫、氮等元素在其中的含量与分布。探讨不同煤种（如烟煤、无烟煤、褐煤）在气化过程中的反应活性、挥发分含量、灰分和硫分对气化过程的影响，以及这些特性如何决定气化炉的设计和操作参数。我们将详细介绍煤的热稳定性、热分解行为，以及在不同温度下发生的各种化学反应，为理解后续的气化过程打下坚实的基础。 气化反应机理详解： 本章将剖析发生炉煤气生产的核心化学反应。重点阐述煤在高温下与气化剂（蒸汽、氧气、二氧化碳）发生的一系列复杂反应，如： 碳的氧化反应： C + 1/2 O₂ → CO (放热)； C + O₂ → CO₂ (放热) 碳与蒸汽的反应： C + H₂O → CO + H₂ (吸热，水煤气反应) 碳与二氧化碳的反应： C + CO₂ → 2CO (吸热，布丰反应) 甲烷的裂解与重整： CH₄ + H₂O → CO + 3H₂ (吸热)； CH₄ + CO₂ → 2CO + 2H₂ (吸热) 水煤气变换反应： CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂ (放热) 我们将深入探讨这些反应的动力学和热力学过程，分析反应温度、压力、气化剂配比等因素对产气组成和效率的影响。 气化炉的结构与类型： 详细介绍固定床发生炉的主要结构组成，包括进料系统、气化区（干燥区、炭化区、氧化还原区）、炉膛、炉箅、排渣系统等。对比分析不同类型的发生炉，例如单段式与双段式发生炉的优缺点，以及它们在煤种适应性、产气质量和操作灵活性方面的差异。重点阐述各部件的功能及其在整个气化过程中的作用。 第二部分：发生炉煤气的生产过程与控制 煤的准备与投料： 介绍煤炭在进入气化炉之前所需的准备工作，包括破碎、筛分、储存以及必要的除尘和去杂。详细说明不同类型的投料装置（如双阀组、单阀组、螺旋送料器）的工作原理、结构特点以及在防止漏风、保持炉内压力稳定方面的作用。 气化过程的操作控制： 这是本书的核心内容之一。我们将详细阐述在实际生产中如何有效地控制发生炉的运行。 气化剂的供应与配比： 探讨蒸汽和氧气（或空气）的比例对煤气质量（CO+H₂含量、热值）、反应温度和炉内状况的影响。分析如何根据煤种和操作负荷调整气化剂的用量。 炉内温度分布与控制： 强调炉内温度分布的均匀性对于提高气化效率和延长炉子寿命的重要性。介绍监测和调控炉内温度的常用方法，例如通过调整风量、调整蒸汽量、优化布风方式等。 炉渣的排出与处理： 讲解不同炉渣（如干渣、湿渣、熔融渣）的形成机理，以及如何通过调整操作参数来控制炉渣的性质，确保其能顺利排出。介绍常用的排渣设备及其操作要点，以及炉渣的处理与利用。 煤气成分的监测与分析： 讲解如何利用在线分析仪器（如气体色谱仪、红外气体分析仪）实时监测煤气的主要成分（CO、H₂、CO₂、CH₄、N₂、CO等），并根据监测结果调整操作参数，以达到预期的煤气质量。 煤气净化技术： 生产出的原始发生炉煤气含有大量的灰尘、焦油、硫化物、氨等杂质，必须经过净化才能满足后续的使用要求。本章将详细介绍： 煤气冷却： 阐述煤气冷却的重要性，介绍常用的冷却设备（如蛇管冷却器、喷淋冷却器）的工作原理和操作注意事项。 除尘： 讲解旋风除尘器、湿式除尘器（如文丘里洗涤器、冲击式洗涤器）的结构与除尘机理，以及如何选择合适的除尘方式。 脱硫： 介绍常用的干法脱硫（如氧化铁法）和湿法脱硫（如氨水洗涤法、炭酸钠溶液法）的化学原理、工艺流程和技术要点。 脱氨： 讲解氨在煤气中的危害以及脱氨方法，如水洗法。 脱焦油： 重点介绍机械式脱焦油（如碰碰式洗涤器、离心式油洗器）和电捕焦油器的工作原理及操作要领。 第三部分：发生炉煤气的应用与安全管理 发生炉煤气的典型用途： 介绍发生炉煤气在工业生产中的广泛应用，例如作为合成氨、甲醇、炼钢、玻璃制造等行业的重要原料或燃料。分析不同应用领域对煤气质量（热值、杂质含量）的具体要求。 生产过程中的安全操作与故障排除： 安全是煤气生产的生命线。本章将深入探讨： 易燃易爆气体的安全知识： 讲解发生炉煤气的易燃性、爆炸极限、点燃源识别以及防爆措施。 有毒气体的防护： 重点介绍煤气中一氧化碳、硫化氢等有毒气体的危害性，以及个体防护装备（如防毒面具）的使用方法和注意事项。 常见设备故障分析与排除： 针对进料不畅、炉温失控、排渣困难、管道堵塞等常见故障，提供详细的分析思路和排除方法，指导操作人员如何快速有效地解决问题，确保生产的连续性和安全性。 应急预案与处理： 制定和演练各种事故应急预案，例如煤气泄漏、火灾爆炸、人员中毒等，明确应急响应流程、人员职责和联络方式。 经济效益分析与节能降耗： 探讨如何通过优化操作参数、提高气化效率、减少物料损耗、加强设备维护等方式，降低生产成本，提高经济效益。介绍节能降耗的常用措施，如提高煤气热值、减少蒸汽消耗、回收余热等。 通过对以上内容的系统学习，读者将能够全面掌握发生炉煤气生产的原理和技术，提升实际操作能力，解决生产中遇到的各种问题，为煤气生产行业的健康发展贡献力量。
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