中文名 | 燃料层 | 温度范围 | 2~3mm厚 |
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处理的方式与铀燃料相似,先以机械方式切断燃料棒,再以浓硝酸溶解,惟金属钍在硝酸中呈“怠惰性”,故须添加小量HF,使之易于溶解,但氟离子易与铀及钍形成错化合物,影响萃取效果,且又引起强烈的腐蚀问题,解决...
钍燃料是指能制造可以能取代铀-235的核燃料铀-233的钍-232。钍资源中产量最多的矿物为独居石(monazite),一般钍含量为1~15%。首先将独居石以或氢氧化钠溶解,加以过滤、沉淀,再以硝酸溶...
核能发电目前是以铀-235为主要原料,铀含量高的矿藏正在急遽下降。能取代铀-235的核燃料之一是铀-233,但它在自然界并不存在,得要从钍-232来制造。核能发电是能源危机中的新宠,但由於核分裂反应器...
1)、通过探火孔对燃料层表面进行观察,能及时调整炉况及对燃料层进行深层调整。
2)、用钎子探火炉内各层次的温度及分布情况,用以指导煤气炉的操作。
在实际生产中各层的高度该如何控制?总料层控制在多少合适?
一般来说,燃料层的高度是指:灰层+氧化层+还原层+干馏层+干燥层。由此可见,燃料层的高度对气化的影响是很大的,是一个值得研究的题目。现在让我们分预热层、气化层、灰层、空层四个部分进行讨论。
1、预热层包括干燥层和干馏层:它的厚度由所使用燃料的水份、挥发分含量、块度的大小和煤的热传导性来决定的。如果预热层过薄,燃料层预热处理不好,会使气化层的反应收到影响,使煤气质量过高。如果预热层过高,对气化过程也有不良影响,尤其是在气化粘结性较强的烟煤时,操作费劲,造成局部过热,烧结或穿孔现象,使鼓风压力增加。
2、气化层:包括氧化层和还原层。氧化层温度越高,碳与氧的反应速度越快,并且发出大量的热量,有利于二氧化碳和水蒸气进行还原反应,因此氧化层的好坏是气化进行好坏之关键。
3、灰层:灰层具有保护炉篦、预热空气、均匀布风等作用,所以,我们在实际生产中要严格控制出灰,保持住灰层,使料层更稳,气化正常。如果灰层过高,将使氧化层、还原层上移,并相对减少,而影响正常气化,并且能反映出炉内阻力增加,煤气产量减少等现象。
4、空层:从料层表面至炉顶之间的距离叫做空层。空层高时,燃料入炉时破碎作用大,对气化不利。同时空层一高,料层自然缩短,因而干燥、干馏和气化作用无法完全进行。煤气质量会变坏,然而空层低时,煤气带出粉尘将增多。所以,要有适宜的空层高度,空层是一个重要的指标。
工业上,水煤气的生产一般采用间歇周期式固定床生产技术。炉子结构采用UGI气化炉的型式。在气化炉中,碳与蒸汽主要发生如下的水煤气反应:
C H2O→CO H2; C 2H2O→CO2 2H2
以上反应均为吸热反应,因此必须向气化炉内供热。通常,先送空气入炉,烧掉部分燃料,将热量蓄存在燃料层和蓄热室里,然后将蒸汽通入灼热的燃料层进行反应。由于反应吸热,燃料层及蓄热室温度下降至一定温度时,又重新送空气入炉升温,如此循环。当目的是生产燃料气时,为了提高煤气热值,有时提高出炉煤气温度,借以向热煤气中喷入油类,使油类裂解,即得所谓增热水煤气。 近年来,正在开发高温气冷堆的技术,用氦为热载体将核反应热转送至气化炉作为热源,以生产水煤气。
在工业生产中绝大多数的化学反应过程是在变温条件下进行。这一方面由于化学反应过程都伴随着热效应,有些热效应还相当大,即使采用各种换热方式移走热量(放热反应)或者输入热量(吸热反应),对于工业反应器都难以维持等温。特别是气固相固定床催化反应器,要想达到等温更为困难。另一方面许多反应过程等温操作的效果并不好,而要求有一最佳温度分布。如工业上进行合成氨,合成甲醇之类的可逆放热反应,便属于这种情况。再者,对于一些复杂反应、其主、副反应的活化能大小不同,温度的高低对主、副反应速率的影响也不同。所以,可通过改变温度的方法来改变产物的分布,使目的产物的收率最大。
当化学反应的热效应很大时,无论是放热的还是吸热的,采用绝热操作将会使反应器进出口的反应物料的温差很大。对于放热反应,反应温度沿轴向而升高,这对于不可逆反应来说,问题不大,但由于其他原因反应温度一定要控制在一定范围内时,绝热反应器的应用就会受到限制;如果反应是可逆的,温度升高而平衡转化率减低,应用绝热反应器就不可能得到较高的转化率。在绝热反应器中进行吸热反应时,无论是可逆还是不可逆,反应温度总是沿轴向而降低,使反应速率越来越慢,若反应是可逆的,还使平衡转化率下降,从而不可能获得高的转化率。上面所说的这些情况,在化学反应进行的同时必须与环境进行热交换,若为放热反应需要将反应器冷却,吸热反应则要加热,使反应的温度控制在要求的范围内,以获得较好的转化率和安全地操作,特别是那些温度过高会发生爆炸,或者会损坏催化剂或设备的反应更为重要。