煤氣發生爐


煤是我國儲量豐富的燃料,全國燃料及動力消耗中的3/4來源于煤。解決 好煤的燃燒是我國的基本任務。多年來,本公司潛心研究,開發了多種結構型式的煤氣發生爐。 固定床煤氣發生爐是一項成熟的技術,已經應用了100多年,本公司生產的煤氣發生爐已經成功地應用在冶金、機械、有色、陶瓷、金屬制品等行業,如各種加 熱爐、熔化爐、退火爐、烘干爐等。由于煤氣不經冷卻,直接供爐窯使用,即節能又能滿足國家環保排放指標要求,煤氣發生爐逐漸被各種爐窯廣泛采用。
煤氣發生爐工作原理:
在一般的煤氣發生爐中,煤是由上而下、氣化劑則是由下而上地進行逆流運 動,它們之間發生化學反應和熱量交換。這樣在煤氣發生爐中形成了幾個區域,一 般我們稱為“層”。
按照煤氣發生爐內氣化過程進行的程序,可以將發生爐內部分為六層(見混 合煤氣發生爐結構示意圖):
1)灰渣層;2)氧化層(又稱火層);3)還原層;4)干餾層;5)干燥層;6)空層;其 中氧化層和還原層又統稱為反應層,干餾層和干燥層又統稱為煤料準備層。
(1)灰渣層: 煤燃燒后產生灰渣,形成灰渣層,它在發生爐的Zui下部,覆蓋在爐篦子之上。 其主要作用為: a保護爐篦和風帽,使它們不被氧化層的高溫燒壞; b預熱氣化劑,氣化劑從爐底進入后,首先經過灰渣層進行熱交換,使灰渣層 溫度降低,氣化劑溫度升高。一般氣化劑能預熱達300—450~C左右; c灰渣層還起了布風作用,使進入的氣化劑在爐膛內盡量均勻分布。
(2)氧化層: 也稱為燃燒層(火層)。從灰渣中升上來的氣化劑中的氧與碳發生劇烈的燃燒 而生成二氧化碳,并放出大量的熱量。它是氣化過程中的主要區域之一,其主要反 應是: C+02→C02+97650大卡 ............................(1)
氧化層的高度一般為所用燃料塊度的3—4倍,一般為100—200毫米。氣化 層的溫度一般要小于煤的灰熔點,控制在1200~C左右o
(3)還原層:
在氧化層的上面是還原層。赤熱的碳具有很強的奪取氧化物中的氧而與之化 合的本領,所以在還原層中,二氧化碳和水蒸汽被碳還原成一氧化碳和氫氣。這一 層也因此而得名,稱為還原層,其主要反應為:
CO+C→2C0+38790大卡 ................................(2)
H20+C→H2+CO+28380大卡 .............................(3)
2H20+C→4C02+2H2+17970大卡 .........................(4)
由于還原層位于氧化層之上,從上升的氣體中得到大量熱量,因此還原層有 較高的溫度約800—1100~C,這就為需要吸收熱量的還原反應提供了條件。而嚴 格地講,還原層還有Diyi、第二之分,下部溫度較高的地方稱Diyi還原層,溫度達 950—1100~C,其厚度為300—400毫米左右;第二層為700—950℃之間,其厚度為 Diyi還原層1.5倍,約在450毫米左右。
(4)干餾層
干餾層位于還原層的上部,由還原層上升的氣體隨著熱量的被消耗,其溫度 逐漸下降,故干餾層溫度約在150—700~C之間,煤在這個溫度下,歷經低溫干餾 的過程,煤中揮發份發生裂解,產生甲烷、烯烴及焦油等物質,它們受熱成為汽態, 即生成煤氣并通過上面干燥層而逸出,成為煤氣的組成部分。干餾層的高度隨燃 料中揮發份含量及煤氣爐操作情況而變化,一般>100毫米。
(5)干燥層:
干燥層位于干餾層上面,也即是燃料的面層,上升的熱煤氣與剛人爐的燃料 在這層相遇,進行熱交換,燃料中的水分受熱蒸發。一般認為干燥溫度在室溫—— 150~C之間,這一層的高度也隨各種不同的操作情況而異,沒有相對穩定之層高。
(6)空層:
空層即燃料層上部,爐體內的自由區,其主要作用是匯集煤氣。也有的同志認 為:煤氣在空層停留瞬間,在爐內溫度較高時還有一些副反應發生,如:CO分解、 放出一些炭黑: 2C0C02+C 以及2H20十COCO:+112: 從上面六層簡單敘述,我們可以看出煤氣發生爐內進行的氣化過程是比較復 雜的,既有氣化反應,也有干餾和干燥過程。而且在實際生產的發生爐中,分層也 不是很嚴格的,相鄰兩層往往是相互交錯的,各層的溫度也是逐步過渡的,很 難具體劃分,各層中氣體成份的變化就更加復雜了,即使在專門的研究中,看法 也是分歧的。
煤氣爐的結構 對于固定床煤氣爐有多種結構型式,按不同部位分述如下: 1加煤裝置:間歇式加煤罩;雙料鐘;振動給煤機;撥齒加煤機。 2爐體結構:帶壓力全水套;半水套;無水套(耐火材料爐襯);常壓全水套。 3爐篦:寶塔型;型鋼焊接型。 4灰盤傳動結構:撥齒型;蝸輪蝸桿型。 本公司生產各種形式的煤氣爐,可供用戶選擇。(見混合煤氣發生爐簡裝圖):
|
CGIQ-22A型混合煤氣發生爐技術參數
|
|
Ø1000
|
Ø1200
|
Ø1400
|
Ø1600
|
Ø1800
|
Ø2000
|
Ø2200
|
Ø2400
|
Ø2600
|
爐膛面積
|
m2
|
0.79
|
1.13
|
1.54
|
2
|
2.54
|
3.14
|
3.8
|
4.52
|
5.31
|
適用燃料
|
焦碳,無煙煤,弱粘結性煙煤
|
燃料塊度
|
mm
|
30-40
|
30-40
|
30-40
|
30-50
|
30-50
|
30-50
|
30-60
|
30-60
|
30-60
|
燃料消耗度
|
kg/h
|
150
|
200
|
300
|
400
|
500
|
600
|
750
|
880
|
1030
|
煤氣產量
|
m3/h
|
420-540
|
650-800
|
840-1080
|
1120-1440
|
1400-1800
|
1680-2160
|
2100-2700
|
2460=-3160
|
2800-3700
|
煤氣出口溫度
|
oc
|
450-550
|
450-550
|
450-550
|
450-550
|
450-550
|
450-550
|
450-550
|
450-550
|
450-550
|
煤氣發熱值
|
Kcal/nf
|
1200-1350
|
1200-1350
|
1200-1350
|
1200-1350
|
1200-1350
|
1200-1350
|
1200-1350
|
1200-1350
|
1200-1350
|
煤氣出口壓力
|
pa
|
980-1960
|
980-1960
|
980-1960
|
980-1960
|
980-1960
|
980-1960
|
980-1960
|
980-1960
|
980-1960
|
爐底Zui大鼓風壓力
|
pa
|
2014
|
2014
|
2014
|
2014
|
2014
|
2014
|
2014
|
2014
|
2014
|
飽和溫度
|
oc
|
55-65
|
55-65
|
55-65
|
55-65
|
55-65
|
55-65
|
55-65
|
55-65
|
55-65
|
蒸汽用量
|
kg/h
|
50
|
80
|
100
|
150
|
180
|
220
|
270
|
310
|
350
|
除灰形式
|
旋轉盤爐濕式除灰
|
汽化劑類型
|
空氣與水蒸氣
|
外型尺寸
|
m2
|
25
|
25
|
30
|
30
|
30
|
35
|
35
|
35
|
35
|
|
煤種
|
嘉陽焦煤
|
大同煙煤
|
憮順氣煤
|
鶴壁貧煤
|
銅川貧煤
|
陽泉無煙煤
|
營城長焰煤
|
淮南氣煤
|
焦作無煙煤
|
鶴崗氣煤
|
西山無煙煤
|
項目
|
煤
氣
體
積
成
分
%
|
CO2
|
2.24
|
2.35
|
3.0
|
4.69
|
3.25
|
5.82
|
6.2
|
3.8
|
6.63
|
4.78
|
6.17
|
H2S
|
0.06
|
0.05
|
0.1
|
0.035
|
0.85
|
/
|
0.1
|
/
|
0.04
|
/
|
0.15
|
CmHn
|
0.2
|
0.4
|
0.4
|
/
|
0.3
|
/
|
0.3
|
0.3
|
/
|
/
|
/
|
O2
|
0.1
|
0.2
|
0.2
|
0.2
|
0.2
|
0.3
|
/
|
0.2
|
0.1
|
0.1
|
0.02
|
CO
|
29.3
|
31.6
|
28.5
|
25.8
|
26.7
|
24.16
|
25.0
|
28.5
|
25.9
|
27.3
|
23.28
|
H2
|
12.5
|
13.3
|
14.0
|
13.45
|
15.4
|
14.62
|
15.0
|
11.3
|
15.3
|
13.98
|
11.42
|
CH4
|
2.2
|
1.8
|
2.5
|
2.08
|
1.2
|
1.25
|
2.4
|
1.7
|
0.8
|
2.9
|
2.07
|
N
|
53.4
|
50.3
|
51.3
|
53.75
|
52.1
|
53.81
|
51
|
54.2
|
51.23
|
51.04
|
56.89
|
Qd(Kj/Nm3)
|
5980
|
6320
|
6280
|
5520
|
5110
|
5580
|
5860
|
5760
|
5230
|
6030
|
4980
|
|
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