焦炉煤气重整成分变化规律热力学计算

摘要

为明确焦炉煤气重整工艺中温度及组分对焦炉煤气重整平衡组分的影响规律,对CH_(4)-H_(2)-CO-CO_(2)-H_(2)O-O_(2)竖炉焦炉煤气体系自重整过程中温度、压力、O_(2)、CO_(2)和H_(2)O的变化规律进行了热力学平衡模拟研究。结果表明:高温以及较低的体系压力对焦炉煤气自重整有利,但CH_(4)转化率较低。在给定焦炉煤气成分及条件下,焦炉煤气重整过程中加入O_(2)会使CH_(4)转化变得容易,计算得到的O_(2)最佳加入量为5.69%(摩尔分数),此时CH_(4)转化率已经达到99.48%,还原气平衡组分中H_(2)的摩尔分数可由68.39%提升至75.99%,CO摩尔分数由4.36%提升至18.12%,H_(2)与CO体积比降至4.19;CO_(2)加入量是调节焦炉煤气平衡组分中H_(2)与CO体积比的重要手段,当CO_(2)加入量为7.84%(摩尔分数)时,焦炉煤气基本转化完全,平衡组分H_(2)与CO体积比由7.07降低至3.04,当CO_(2)加入量大于17.75%(摩尔分数)后,H_(2)与CO体积比降低到了2.0以下。水蒸气是增加焦炉煤气重整平衡组分中H_(2)含量的主要途径,当水蒸气加入量为6.44%(摩尔分数)时,此时平衡组分中的CH_(4)转化率达到98.56%,H_(2)含量增加约1.29倍,H_(2)与CO体积比达到谷值4.57。