C + H2O H2 + O Q
3.2.2. Ưu nhược điểm của quỏ trỡnh khớ húa giỏn đoạn dựng hơ
nước
Lũ khớ húa than dựng giú hơi nước cú hiệu suất khớ húa thực tế h đạt 50 Âá 60%.
Như vậy nếu tớnh tổng số mất mỏt do than phải qua quỏ trỡnh chỏy (để cấp nhiệt cho phản ứng khử) theo xỉ và thất thoỏt ra mụi
trường xung quanh (khoảng 5%) thỡ cứ 100 kg nguyờn liệu chỉ cũn 50 Âá 60 kg than tham gia phản ứng C + H2O để sản xuất khớ than
ướt sản phẩm.
Đõy chớnh là nhược điểm lớn nhất của phương phỏp sản xuất khớ than
ướt theo phương phỏp giỏn đoạn.
Ứng dụng của sản phẩm khớ than ướt:
Khớ than ướt chủ yếu để tổng hợp húa học. Vỡ là nguyờn liệu cú nhiều H2 nờn khớ than ướt được dựng để tổng hợp NH3, hoặc làm nhiờn liệu. để tiến hành tổng hợp NH3 phải loại bỏ CO theo phương phỏp dựng nước hấp thu ở 20 atm.
Cú thể loại trừ CO theo phản ứng chuyển húa: xỳc tỏc
CO + H2O Âđ CO2 + H2 + Q Cr2O3 + Fe2O3
Ngoài ra khớ than ướt cũng là loại nhiờn liệu khớ cao cấp.
Nhược điểm của phương phỏp là làm việc giỏn đoạn là hiệu suất thấp (h = 50 Âá 60%), nhiệt độ và thành phần khớ thay đổi theo thời gian, dễ gõy hỗn hợp nổ trong lũ và đường ống.
Phương phỏp tầng cố định sản xuất khớ than ướt giỏn đoạn đũi hỏi chất lượng nguyờn liệu cao cấp như than cốc, bỏn cốc hay antraxit cú
độ bền nhiệt cao, kớch thước hạt lớn. Sở dĩ đũi hỏi nguyờn liệu cao cấp như vậy vỡ nhiệt độ trong lũ thay đổi rất đột ngột, từ pha núng sang pha lạnh và ngược lại. Vỡ vậy nếu nguyờn liệu khụng cú độ bền nhiệt cao sẽ bị vỡ vụn dưới tỏc dụng của sự thay đổi đột ngột nhiệt
độ. Ngoài ra phương phỏp sản xuất khớ than ướt giỏn đoạn cần tốc độ
giú cao nờn phải dựng than kớch thước hạt lớn. Chớnh vỡ vậy mà hạt than với kớch thước hạt nhỏ hơn 35 Âá 50 mm khụng thể dựng được.
Do nhược điểm trờn nờn giỏ thành của sản phẩm khớ than ướt sản xuất theo phương phỏp tầng cố định giỏn đoạn tương đối cao.
Tuy cú những nhược điểm trờn nhưng phương phỏp này vẫn được sử
dụng rất phổ biến trong cụng nghiệp, vỡ đõy là phương phỏp cú dõy
chuyền sản xuất đơn giản, thiết bị rẻ tiền, dễ thiết kế thi cụng và vận hành khụng phức tạp. Ở nước ta sản phẩm khớ than ướt được dựng để
sản xuất phõn bún tại Cụng ty Phõn đạm và Húa chất Hà Bắc. Thớ dụ về thành phần khớ than ướt sản xuất theo phương phỏp giỏn đoạn từ than antraxit.
Thành phần
CO2 H2S CO H2 O2 N2 Qthấp ,
kcal/m3
%V 6,5 0,3 37 50 0,2 6 2490
3.3. Sản xuất sản phẩm khớ than ướt dựng hơi nước và oxy
Đú là phương phỏp sản xuất mà giú là hỗn hợp của oxy và hơi nước. Sở dĩ trong cụng nghiệp đi đến phương phỏp sản xuất này vỡ hai lý do: - Nhiệt chỏy của sản phẩm khớ lẫn (chứa nhiều nitơ khi dựng khụng khớ để khớ húa) khụng cao, 1200 Âá 1400 kcal/m3 và khụng đỏp ứng
được trong một số trường hợp cần nhiệt độ cao. Nếu dựng khớ lẫn để đốt trong sinh hoạt thỡ khụng đạt yờu cầu kinh tế vỡ phải vận chuyển một lượng lớn nitơ theo đường ống. Trong trường hợp này dựng khớ
than ướt thỡ thể tớch khớ giảm đi nhiều.
- Nếu khớ sản phẩm để tổng hợp húa học mà khụng cần dựng nitơ thỡ khụng nờn dựng khớ lẫn vỡ việc loại bỏ nitơ ra khỏi hỗn hợp khớ là một vấn đề rất khú khăn.
Cỏc phản ứng chủ yếu xảy ra trong quỏ trỡnh khớ húa với giú gồm hơi nước và oxy là:
C + H2O = CO + H2 - 31690 kcal/k mol C
Lượng oxy cần là 0,1 m3 O2 /kg C hoặc 0,38 kg O2/kg C