溫克勒煤氣化爐

固定床氣化也稱移動床氣化。固定床一般以塊煤或煤焦為原料，煤由氣化爐頂加入，氣化劑（氧氣、蒸汽）由爐底送入。流動氣體的上升力不致使固體顆粒的相對位置發(fā)生變化，即固體顆粒處于相對固定狀態(tài)，床層高度亦基本維持不變，因而稱為固定床氣化。另外，由于煤從氣化爐頂加入，含有殘?zhí)嫉幕以誀t底排出，在氣化過程中，煤粒在氣化爐內是從上到下緩慢移動的。因而又稱為移動床氣化。

固定床的特點是簡單可靠。氣化劑與煤逆流接觸，氣化過程比較完全，熱量利用比較合理，熱效率較高 。

流化床氣化又稱為沸騰床氣化。以小顆粒為氣化原料，這些細粒煤在自下而上的氣化劑的作用下，保持著連續(xù)不斷和無秩序的沸騰和懸浮狀態(tài)運動，迅速地進行著混合和熱交換，其結果導致整個床層溫度和組成的均一。流化床技術得到了迅速發(fā)展，其原因在于：①生產強度比固定床大；②可用小顆粒煤，無需塊煤；③可用褐煤等高灰劣質煤。

溫克勒煤氣化爐，以劣質煤（褐煤）為原料制造水煤氣或半水煤氣著稱。在五十年代興建的吉林化肥廠、蘭州化肥廠合成氨及甲醇裝置，就是采用了溫克勒沸騰床氣化爐，這項技術早已被我們所熟知。近些年伍德等公司在常壓溫克勒氣化技術基礎上，開發(fā)了高溫溫克勒（HTW）工藝，是世界上加壓煤氣的一項新技術 。

溫克勒氣化工藝具有的特性是：

（1）煤氣化劑費用低蒸汽同氧；

（2）煤的制備簡單，粒度范圍寬為0-6mm；

（3）負荷變動范圍寬；

（4）氣化爐開、停車操作簡單；

（5）操作安全，可靠性高；

（6）粗氣中無焦油等副產物。

為節(jié)省能耗開發(fā)的高溫溫克勒氣化工藝更有效益，增加的優(yōu)點：

（1）在10bar壓力下氣化，增加了反應速度和氣化爐能力。增加壓力是為了改進下游獲得的合成氣；

（2）從沸騰床氣化爐氣體帶出的煤粉，經分離再回氣化爐，增加了碳轉化率；

（3）增加氣化溫度使粗煤氣中甲烷含量減少，碳轉化率增加、產氣量增多?？商岣吆铣蓺獾馁|量。

在這種條件下可以生產化學工業(yè)用合成氣，也適合生產低熱值煤氣用于聯合發(fā)電。

氣流床技術是一種并流式氣化。氣化劑將粉煤（70%以上的煤粉通過200目篩孔）夾帶入氣化爐，在1500-1900℃高溫下將煤一步轉化為CO、H₂、CO₂等氣體，殘渣以熔渣形式排除氣化爐。也可將煤粉制成水煤漿，用泵送入氣化爐。煤炭細粉粒與氣化劑經特殊噴嘴進入反應室，會在瞬間著火，直接發(fā)生火焰反應，同時處于不充分的氧化條件下。因此，其熱解、燃燒以及吸熱的氣化反應，幾乎是同時發(fā)生的。隨著氣流的運動，未反應的氣化劑、熱解揮發(fā)物、燃燒產物裹挾著煤焦粒子高速運動，運動過程中進行著煤焦顆粒的氣化反應。這種運送形態(tài)，相當與流化技術領域里對固體顆粒的“氣流輸送”，因此稱為氣流床氣化。

熔融床氣化也稱熔浴床氣化或熔融流態(tài)床氣化。它的特點是有一溫度較高（一般為1600-1700℃）且高度穩(wěn)定的熔池，粉煤和氣化劑以切線方向高速噴入熔池內，池內熔融物保持高速旋轉。此時，氣、固、液三項密切接觸，在高溫條件下完成氣化反應，生成H₂和CO為主要成分的煤氣。熔融床有三類：熔渣床、熔鹽床和熔鐵床。地下煤氣化技術也屬于熔融床氣化。沒有成熟的熔渣床氣化爐投入使用。

此外，氣化爐按壓力分可分為常壓氣化與加壓氣化。大于2MPa的氣化統稱為加壓氣化。還可按排渣方式分為固態(tài)排渣或液態(tài)排渣。氣化殘渣以固態(tài)方式排出氣化爐的稱固態(tài)排渣。氣化殘渣以液態(tài)方式排出又經急冷變成熔渣排出氣化爐外的稱為液態(tài)排渣 。

溫克勒地基假設相當于無數橫向互不聯系的彈簧或相當于一種液體的支承。由于作了

地基反應模量K值，用剛性承載板法試驗測定，通過逐級加載測定相應的總彎沉值，得到荷載-彎沉曲線。為了使所確定的地基反應模量值有代表性，通常有兩種作法：當地基較軟弱時，取L=0.127CM時相對應的壓力P計算地基反應模量；當地基較為堅硬時，取單位壓力P=0.07MPA時相對應的彎沉值L計算地基反應模量。

溫克勒地基假設認為地基表面某一點所受的壓力強度p與該點的地基沉降量w成正比（豎向位移w與該點板給地基的壓力p成正比），而與其他各點的壓力無關。

公式形式

式中：

p——某一點所受壓力（MPa）；

w——彎沉值（m）；

k——基床反力系數、也稱墊層系數或地基反應系數和路基反應模量。

廣泛使用的威氏公式便是基于這一假設，對于赫茲的浮冰問題或是對板與剛性基礎之間有一厚層淤泥的情況，是符合實際的。但是對于實際上有凝聚性的剛性路面下的地基，這種假設是粗糙的，只能得到近似的解答。因而采用彈性半空間地基假設則會更加合理。 2100433B