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              煤氣發生爐

              煤氣發生爐
              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






              %
              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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