intTypePromotion=1
ADSENSE

Điều khiển và khống chế lò tạo khí - phần 1

Chia sẻ: Quynh Quynh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

62
lượt xem
16
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Grafcet là từ viết tắt của tiếng Pháp “Graphe fonctionnel de commande Ðtape transition”, là một đồ hình chức năng cho phép mô tả các trạng thái làm việc của hệ thống và biểu diễn quá trình điều khiển với các trạng thái chuyển biến từ trạng thái này sang trạng thái khác

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Điều khiển và khống chế lò tạo khí - phần 1

  1. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- Ch­¬ng I : t×m hiÓu qu¸ tr×nh c«ng nghÖ lß t¹o khÝ I_1: S¬ l­îc vÒ c«ng nghÖ s¶n xuÊt ph©n ®¹m . Qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ph©n ®¹m t¹i nhµ m¸y ph©n ®¹m vµ ho¸ chÊt Hµ B¾c ®­îc vÏ trªn h×nh I_1 . Tr¶i qua rÊt nhiÒu c«ng ®o¹n phøc t¹p , nh­ng cã thÓ chia ra thµnh c¸c kh©u chÝnh sau : Than , kh«ng khÝ vµ h¬i n­íc ®­îc ®­a vµo t¹o khÝ . T¹i lß t¹o khÝ cã c¸c ph¶n øng hãa häc phøc t¹p ®Ó t¹o ra khÝ than . KhÝ than khi ra khái lß t¹o khÝ cã thµnh phÇn gåm nhiÒu lo¹i khÝ kh¸c nhau nh­ : CO,CO2,N2,NH4,H2S … (thµnhphÇn cña khÝ than phô thuéc chñ yÕu vµo nhiªn liÖu s¶n xuÊt khÝ than) . KhÝ than sau khi sinh ra ë lß t¹o khÝ ®­îc ®­a vµo c¸c kh©u tinh chÕ ®Ó t¸ch ra c¸c s¶n phÈm nh­ : N2,H2,CO,CO2 …Sau ®ã N2 vµ H2 ®­îc ®­a vµo kh©u hîp thµnh ®Ó s¶n xuÊt amoniac(NH3) ,cßn CO,CO2 ®­îc ®­a vµo kh©u s¶n xuÊt CO . Cuèi cïng NH3 vµ CO sinh ra ®­îc ®­a vµo kh©u s¶n xuÊt ®¹m ®Ó t¹o ra ®¹m lµ NH2-CO-NH2 . Tõ qu¸ tr×nh tæng thÓ ®Ó s¶n xuÊt ph©n ®¹m ta thÊy lµ t¹o khÝ lµ mét kh©u rÊt quan träng trong c¶ d©y chuyÒn s¶n xuÊt ph©n ®¹m . KhÝ than sinh ra ë lß t¹o khÝ lµ nguyªn liÖu ®­a vµo c¸c kh©u tiÕp theo do ®ã thµnh phÇn khÝ than t¹o ra ë lß t¹o khÝ sÏ quyÕt ®Þnh chÊt l­îng s¶n phÈm vµ hiÖu xuÊt s¶n xuÊt cña c¶ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt ph©n ®¹m cña nhµ m¸y . I_2: Qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than vµ nh÷ng ¶nh h­ëng cña nhiªn liÖu tíi qu¸ tr×nh khÝ ho¸ . 1. qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than . qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than ®­îc tiÕn hµnh trong lß khÝ ho¸ than (gäi lµ lß t¹o khÝ) . Lß nµy lµ lß ®øng do Trung Quèc l¾p ®Æt tõ nh÷ng n¨m 70 , bao gåm c¸c bé phËn sau : 1 : Bé phËn n¹p than 2 : Chu«ng ch¾n 3 : Z«n sÊy 4 : Z«n ch­ng kh« ------------------------------------------------------------------------------------------- 3 T.g: Phan ViÖt C­êng
  2. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- 5 : Z«n khö 6 : Z«n «xy hãa 7 : Khu vùc xØ 8 : Mòi giã I : §­êng giã vµo II : §­êng khÝ ra III : §­êng nhiªn liÖu PhÝa trªn lß lµ bé phËn n¹p than vµo , phÝa d­íi cã c¸c bé phËn chøa n­íc ®Ó th¶i tro xØ vµ thùc hiÖn sù khÝ ho¸ than . T¸c nh©n khÝ ho¸ nh­ kh«ng khÝ vµ h¬i n­íc qu¸ nhiÖt cã thÓ ®i qua mòi giã ë phÝa d­íi , cßn nhiªn liÖu d¹ng khÝ t¹o thµnh lóc ®ã sÏ theo ®­êng èng phÝa trªn ®i ra ngoµi . Theo chiÒu tõ trªn xuèng : nhiªn liÖu r¾n (ë ®©y lµ than Antraxit Hßn Gai) lÇn l­ît ®­îc sÊy kh« , khö , oxy ho¸ vµ cuèi cïng t¹o thµnh xØ than . Vµ do ®ã còng theo chiÒu cao ng­êi ta ph©n lß khÝ ho¸ than thµnh c¸c z«n : sÊy , ch­ng kh« , khö , oxy ho¸ vµ xØ . Ta cã thÓ gép z«n sÊy vµ z«n ch­ng kh« gäi lµ z«n chuÈn bÞ , cßn z«n khö vµ z«n oxy ho¸ gäi lµ z«n khÝ ho¸ . Sù ph©n bè c¸c z«n ®­îc m« t¶ b»ng h×nh vÏ I_2 . 2. Nguyªn lý cña qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than . Dßng khÝ tõ d­íi lªn qua z«n chuÈn bÞ lµm cho nhiªn liÖu ®­îc ®èt nãng lªn vµ h¬i n­íc trong ®ã ®­îc t¸ch ra . Khi ®èt nãng kho¶ng 250 ¸ 350oC nhiªn liÖu ®­îc ch­ng kh« , t¹i ®©y c¸c s¶n phÈm d¹ng khÝ vµ h¬i n­íc t¹o thµnh oxit cacbon (CO) , hi®ro(H2) , cacbua hi®ro nÆng (chñ yÕu lµ ªtylen) , hi®rosunfua (H2S) , amoniac(NH3) , nhùa than . Nhiªn liÖu cµng nhiÒu chÊt bèc th× s¶n phÈm ch­ng kh« cµng nhiÒu . Thµnh phÇn cña s¶n phÈm ch­ng kh« phô thuéc vµo lo¹i nhiªn liÖu vµ dao ®éng trong kho¶ng réng . S¶n phÈm ch­ng kh« cµng nhiÒu th× chÊt liÖu khÝ than cµng t¨ng . Sau khi t¸ch chÊt bèc hoµn toµn , nhiªn liÖu ë d¹ng cèc . Than cèc nµy ®­îc nung ®á ®i vµo z«n khÝ ho¸ . T¹i z«n nµy , ph¶n øng ho¸ häc phøc t¹p x¶y ra gi÷a cèc nung ®á vµ c¸c t¸c nh©n khÝ ho¸ nh­ kh«ng khÝ vµ n­íc . VÝ dô nÕu cho t¸c nh©n khÝ ho¸ than theo ®­êng tõ d­íi lªn trªn th× kh«ng khÝ sÏ t¸c dông víi than cèc t¹o thµnh khÝ cacbonic (CO2) , ®ång thêi h¬i n­íc còng t¸c dông víi cacbon ®Ó t¹o thµnh cacbonic vµ hi®ro . Nh÷ng khÝ CO vµ H2 t¹o nªn l¹i tiÕp tôc ch¸y ®Ó t¹o ra khÝa CO2 vµ H2O v× m«i tr­êng khÝ tån t¹i ë d¹ng oxy ho¸ . Cµng lªn phÝa trªn l­îng khÝ oxy cµng ------------------------------------------------------------------------------------------- 4 T.g: Phan ViÖt C­êng
  3. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- gi¶m, m«i tr­êng cña dßng khÝ kh«ng cßn oxy . ChÝnh v× thÕ theo chiÒu cao hµm l­îng CO vµ H2O t¸c dông víi cacbon nung ®á t¹o ra CO vµ H2 . Nh­ vËy ë z«n khö hµm l­îng CO vµ H2 kh¸ cao . C¸c ph¶n øng oxy ho¸ ®Òu to¶ nhiÖt , nhiÖt nµy sÏ cung cÊp cho ph¶n øng khö vµ ®èt nãng cèc . Nhiªn liÖu cµng Èm cµng chøa nhiÒu chÊt bèc th× thêi gian nhiªn liÖu l­u l¹i ë z«n khÝ ho¸ cµng l©u . NghÜa lµ tèc ®é ph¶n øng trong z«n khö phô thuéc rÊt nhiÒu vµo møc ®é chuÈn bÞ nhiªn liÖu . ë ®©y cÇn ph¶i duy tr× nhiÖt ®é ë z«n khÝ ho¸ kho¶ng 1000oC v× ë nhiÖt ®é nµy hÇu hÕt khÝ CO2 ®Òu bÞ khö thµnh oxitcacbon (CO) . NhiÖt ®é cµng cao ph¶n øng khö tiÕn hµnh cµng thuËn lîi . Nh­ vËy khÝ than nhËn ®­îc lµ do s¶n phÈm c¸c ph¶n øng x¶y ra ë z«n khÝ ho¸ vµ c¸c khÝ nhËn ®­îc tõ z«n ch­ng kh« . Thµnh phÇn cña khÝ than khi ra khái z«n khÝ ho¸ còng cã sù thay ®æi . Mét sè khÝ CO vµ H2 cã tham ,/gia ph¶n øng t¹o ra c¸c s¶n phÈm ë d¹ng láng vµ CH4 . Trong c¸c ph¶n øng cã ph¶n øng thu nhiÖt vµ ph¶n øng to¶ nhiÖt , song nÕu yªu cÇu s¶n xuÊt NH3 th× khÝ t¹o ra ph¶i cã yªu cÇu vÒ tû lÖ nh­ sau : ( CO + H2 ) : N2 = 3 : 1 Do vËy ph¶n øng oxy ho¸ (to¶ nhiÖt) vµ ph¶n øng khö (thu nhÖt) lµ kh«ng c©n ®èi . §Ó ®¸p øng nhu cÇu trªn ng­êi ta sö dông hai gi¶i ph¸p sau ®©y : - Dïng kh«ng khÝ giµu oxy vµ h¬i n­íc ®i vµo lß khÝ ho¸ than . L­îng oxy giµu sao cho nhiÖt to¶ ra b»ng nhiÖt thu vµo cña ph¶n øng : H2O + C . - Dïng ph­¬ng ph¸p chÕ khÝ gi¸n ®o¹n theo chu khú 5 b­íc (hiÖn nay nhµ m¸y ph©n ®¹m vµ ho¸ chÊt Hµ B¾c ®ang sö dông ph­¬ng ph¸p nµy) . Trong ®ã gi÷a c¸c giai ®o¹n chÕ khÝ than Èm cã giai ®o¹n thæi giã lµm t¨ng nhiÖt ®é cho tÇng nhiªn liÖu . 3. Nh÷ng ¶nh h­ëng cña nhiªn liÖu tíi qu¸ tr×nh khÝ ho¸ . 3.1 §é Èm cña nhiªn liÖu . NÕu ®é Èm cña nhiªn liÖu cao th× ch¼ng nh÷ng tiªu tèn nhiÖt vµo qu¸ tr×nh bèc h¬i Èm vµ ®èt nãng h¬i Èm ®Õn nhiÖt ®é khÝ lµm gi¶m chÊt l­îng khÝ than . §iÒu ®ã dÉn ®Õn ph¶i tæ chøc líp nhiªn liÖu cã chiÒu cao thÝch hîp hoÆc thay ®æi chÕ ®é khÝ ho¸ . 3.2 ¶nh h­ëng cña nhùa than . ------------------------------------------------------------------------------------------- 5 T.g: Phan ViÖt C­êng
  4. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- Nhùa than tån t¹i ë d¹ng láng hoÆc h¬i vµ cã ¶nh h­ëng ®Õn chÊt l­îng khÝ than ë nh÷ng møc ®é kh¸c nhau . V× nhiÖt sinh ra cña nhùa than kh¸ cao (tíi 31400KJ/KG) , v× vËy nÕu nã n»m ë d¹ng h¬i th× chÊt l­îng khÝ than t¨ng lªn nhiÒu .NÕu cã mét ®iÒu kiÖn nµo ®ã (®é Èm hoÆc chiÒu cao líp than kh«ng ®­îc tæ chøc hîp lý) th× than t¸ch ra ë d¹ng láng . Trong tr­êng hîp nµy chÊt l­îng gi¶m xuèng vµ qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than gÆp nhiÒu khã kh¨n v× do nhùa than t¸ch ra trong lß lµ kÕt dÝnh c¸c líp nhiªn liÖu . NÕu nhùa than t¸ch ra ë ®­êng èng dÉn sÏ g©y ¸ch t¾c t¹i ®ã . §Æc biÖt víi van ba ng¶ nÕu bÞ kÑt , t¾c th× rÊt nguy hiÓm . ChÝnh v× vËy ph¶i cã thiÕt bÞ t¸ch nhùa than ra khái khÝ than . 3.3 ¶nh h­ëng cña tro xØ . ë vïng d­íi lß tro xØ cã thÓ nãng ®á v× nhiÖt ®é mµ nã tiÕp xóc kh¸ cao . NÕu nhiÖt ®é nãng ch¶y cña xØ than thÊp th× nã sÏ kÕt dÝnh thµnh m¶ng lín lµm c¶n trë qu¸ tr×nh khÝ ho¸ vµ lß bÞ bÞt kÝn mét phÇn hay hÇu hÕt . Lóc ®ã giã sÏ tËp trung ®i vµo nh÷ng vïng ch­a bÞ kÕt dÝnh xØ . §iÒu nµy dÉn ®Õn t¸c nh©n hãa v­ît qu¸ n¨ng l­îng b×nh th­êng ë vïng nµy dÉn ®Õn hµm l­îng CO2 vµ N2 cña khÝ than t¨ng lªn . NÕu qu¸ tr×nh tiÕp diÔn l©u th× nhiÖt ®é t¹i vïng ®ã sÏ t¨ng do kÕt qu¶ cña ph¶n øng to¶ nhiÖt , lµm cho nhiÖt ®é xØ tiÕp tôc t¨ng dÉn ®Õn tª liÖt qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than vµ kÐo theo lµm gi¶m nghiªm träng chÊt l­îng khÝ than . Ngoµi ra ®Ó ph¸ xØ ph¶i tèn nhiÒu n¨ng l­îng cho ghi quay ph¸ xØ . §Ó h¹n chÕ hiÖn t­îng kÕt t¶ng ta ph¶i tèi ­u ho¸ vïng khÝ ho¸ than , ®iÒu chØnh nhiÖt ®é vµ mùc n­íc vá kÐt thÝch hîp chèng l¹i sù kÕt dÝnh khi cÇn thiÕt. 3.4 ¶nh h­ëng cña s¶n phÈm ch­ng kh« . Tïy tõng lo¹i nhiªn liÖu mµ s¶n l­îng , s¶n phÈm ch­ng kh« thu ®­îc ë møc ®é kh¸c nhau . NÕu s¶n phÈm ch­ng kh« cµng cao chÊt l­îngkhÝ than cµng t¨ng . 3.5 ¶nh h­ëng cña kÝch th­íc vµ h¹t cèc . KÝch th­íc h¹t than vµ h¹t cèc ®ãng vai trß ®¸ng kÓ trong qu¸ tr×nh khÝ ho¸ than , nÕu kÝch th­íc h¹t nhá th× tæng diÖn tÝch tiÕp xóc bÒ mÆt cña chóng víi t¸c nh©n khÝ ho¸ t¨ng lªn , tèc ®é ph¶n øng t¨ng . Tuy nhiªn nÕu kÝch th­íc h¹t qu¸ nhá hoÆc ®é bÒn c¬ häc kÐm dÉn ®Õn vì vôn th× søc c¶n thuû lùc t¨ng , dÔ g©y bÝ t¾c lß c¶n trë qu¸ tr×nh khÝ ho¸ . Bëi vËy ta ph¶i chän than , tuyÓn chän kÝch th­íc hîp lý . ------------------------------------------------------------------------------------------- 6 T.g: Phan ViÖt C­êng
  5. §iÒu khiÓn vµ khèng chÕ lß t¹o khÝ ebook@free4vn.org -------------------------------------------------------------------------------------------- I_3: C«ng nghÖ s¶n xuÊt khÝ than t¹i lß t¹o khÝ cña c«ng ty ph©n ®¹m vµ ho¸ chÊt Hµ B¾c . 1. HÖ thèng thiÕt bÞ . HÖ thèng thiÕt bÞ chÝnh cña qu¸ tr×nh chÕ t¹o khÝ than cña lß t¹o khÝ ®­îc x©y dùng nh­ h×nh I_3 . Víi mét c«ng ®o¹n bao gåm : - Lß khÝ ho¸ than . - Lß ®èt . - Lß h¬i nhiÖt thõa . - èng khãi . - Mét hÖ thèng dÉn h¬i n­íc qu¸ nhiÖt (0,8at) . Kh«ng khÝ cã ¸p xuÊt P = 2000mmH2O vµ hçn hîp cña chóng còng nh­ c¸c èng dÉn khÝ than nèi gi÷a 5 bé phËn kÓ trªn víi nhau ®Õn tói röa phong råi ®Õn kÐt khÝ . Qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn chÕ khÝ thùc hiÖn qua 5 giai ®o¹n do hÖ thèng ®iÒu khiÓn (c¬ khÝ thuû lùc víi hÖ thèng dÇu cao ¸p) ®¶m nhiÖm . HÖ thèng ®iÒu khiÓn cã nhiÖm vô ®iÒu khiÓn hÖ thèng cao ¸p (hoÆc n­íc cao ¸p) ®ãng më van c«ng nghÖ theo ch­¬ng tr×nh . 2. C«ng nghÖ chÕ khÝ than Èm . KhÝ than Èm dïng lµm khÝ nguyªn liÖu tæng hîp amoniac (NH3) . Qu¸ tr×nh chÕ khÝ ®ßi hái rÊt nhiÒu yªu cÇu vÒ c©n b»ng nhiÖt gi÷a ph¶n øng thu nhiÖt vµ ph¶n øng to¶ nhiÖt (nh­ ®· nãi ë trªn) . ChÝnh v× vËy ®Ó ®¸p øng c¸c yªu cÇu ®ã qu¸ tr×nh chÕ khÝ than ®­îc chia thµnh 5 giai ®o¹n sau : - Giai ®o¹n thæi giã . - Giai ®o¹n thæi lªn chÕ khÝ lÇn 1 . - Giai ®o¹n thæi xuèng . - Giai ®o¹n thæi lªn lÇn 2 . - Giai ®o¹n thæi s¹ch . 2.1 Giai ®o¹n thæi giã . Nh­ ta ®· nãi ë trªn , theo yªu cÇu s¶n xuÊt amoniac NH3 th× khÝ t¹o ra ph¶i cã tû lÖ (CO + H2) : N2 = 3 : 1 nªn tû lÖ ph¶n øng to¶ nhiÖt vµ thu nhiÖt trong qu¸ tr×nh khÝ ho¸ kh«ng c©n b»ng . §iÒu nµy dÉn ®Õn ph¶i cã mét giai ®o¹n chÕ khÝ than kh« nh»m t¨ng nhiÖt ®é cho tÇng nhiªn liÖu . ------------------------------------------------------------------------------------------- 7 T.g: Phan ViÖt C­êng
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2