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煤气发生炉

煤气发生炉
煤气发生炉
 

煤是我国储量最丰富的燃料,全国燃料及动力消耗中的3/4来源于煤。解决 好煤的燃烧是我国的基本任务。中国科学院及国内的一些重点大学一直在不断研 究煤的洁净燃烧技术。多年来,本公司与研究院所及设计院建立了广泛的合作研 究,开发了各种结构型式的煤气发生炉,其中有些炉型还处于国际领先水平。 固定床煤气发生炉是一项成熟的技术,已经应用了100多年,本公司生产的 煤气发生炉已经成功地应用在冶金、机械、有色、陶瓷、金属制品等行业,如各种加 热炉、熔化炉、退火炉、烘干炉等。由于煤气不经冷却,直接供炉窑使用,即节能又 能满足国家环保排放指标要求,煤气发生炉逐渐被各种炉窑广泛采用。

  煤气发生炉工作原理:
在一般的煤气发生炉中,煤是由上而下、气化剂则是由下而上地进行逆流运 动,它们之间发生化学反应和热量交换。这样在煤气发生炉中形成了几个区域,一 般我们称为“层”。

   按照煤气发生炉内气化过程进行的程序,可以将发生炉内部分为六层(见混 合煤气发生炉结构示意图):

   1)灰渣层;2)氧化层(又称火层);3)还原层;4)干馏层;5)干燥层;6)空层;其 中氧化层和还原层又统称为反应层,干馏层和干燥层又统称为煤料准备层。

   (1)灰渣层: 煤燃烧后产生灰渣,形成灰渣层,它在发生炉的最下部,覆盖在炉篦子之上。 其主要作用为: a保护炉篦和风帽,使它们不被氧化层的高温烧坏; b预热气化剂,气化剂从炉底进入后,首先经过灰渣层进行热交换,使灰渣层 温度降低,气化剂温度升高。一般气化剂能预热达300—450~C左右; c灰渣层还起了布风作用,使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布。

   (2)氧化层: 也称为燃烧层(火层)。从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧 而生成二氧化碳,并放出大量的热量。它是气化过程中的主要区域之一,其主要反 应是: C+02→C02+97650大卡 ............................(1)

   氧化层的高度一般为所用燃料块度的3—4倍,一般为100—200毫米。气化 层的温度一般要小于煤的灰熔点,控制在1200~C左右o


(3)还原层:

  在氧化层的上面是还原层。赤热的碳具有很强的夺取氧化物中的氧而与之化 合的本领,所以在还原层中,二氧化碳和水蒸汽被碳还原成一氧化碳和氢气。这一 层也因此而得名,称为还原层,其主要反应为:
 CO+C→2C0+38790大卡 ................................(2)
 H20+C→H2+CO+28380大卡 .............................(3)
 2H20+C→4C02+2H2+17970大卡 .........................(4)
  
  由于还原层位于氧化层之上,从上升的气体中得到大量热量,因此还原层有 较高的温度约800—1100~C,这就为需要吸收热量的还原反应提供了条件。而严 格地讲,还原层还有第一、第二之分,下部温度较高的地方称第一还原层,温度达 950—1100~C,其厚度为300—400毫米左右;第二层为700—950℃之间,其厚度为 第一还原层1.5倍,约在450毫米左右。

(4)干馏层
  干馏层位于还原层的上部,由还原层上升的气体随着热量的被消耗,其温度 逐渐下降,故干馏层温度约在150—700~C之间,煤在这个温度下,历经低温干馏 的过程,煤中挥发份发生裂解,产生甲烷、烯烃及焦油等物质,它们受热成为汽态, 即生成煤气并通过上面干燥层而逸出,成为煤气的组成部分。干馏层的高度随燃 料中挥发份含量及煤气炉操作情况而变化,一般>100毫米。

(5)干燥层:
  干燥层位于干馏层上面,也即是燃料的面层,上升的热煤气与刚人炉的燃料 在这层相遇,进行热交换,燃料中的水分受热蒸发。一般认为干燥温度在室温—— 150~C之间,这一层的高度也随各种不同的操作情况而异,没有相对稳定之层高。

(6)空层:
  空层即燃料层上部,炉体内的自由区,其主要作用是汇集煤气。也有的同志认 为:煤气在空层停留瞬间,在炉内温度较高时还有一些副反应发生,如:CO分解、 放出一些炭黑: 2C0C02+C 以及2H20十COCO:+112: 从上面六层简单叙述,我们可以看出煤气发生炉内进行的气化过程是比较复 杂的,既有气化反应,也有干馏和干燥过程。而且在实际生产的发生炉中,分层也 不是很严格的,相邻两层往往是相互交错的,各层的温度也是逐步过渡的,很 难具体划分,各层中气体成份的变化就更加复杂了,即使在专门的研究中,看法 也是分歧的。

   煤气炉的结构 对于固定床煤气炉有多种结构型式,按不同部位分述如下: 1加煤装置:间歇式加煤罩;双料钟;振动给煤机;拨齿加煤机。 2炉体结构:带压力全水套;半水套;无水套(耐火材料炉衬);常压全水套。 3炉篦:宝塔型;型钢焊接型。 4灰盘传动结构:拨齿型;蜗轮蜗杆型。 本公司生产各种形式的煤气炉,可供用户选择。(见混合煤气发生炉简装图):

CGIQ-22A型混合煤气发生炉技术参数

 
 
 
 
Ø1000
Ø1200
Ø1400
Ø1600
Ø1800
Ø2000
Ø2200
Ø2400
Ø2600
炉膛面积
m2
0.79
1.13
1.54
2
2.54
3.14
3.8
4.52
5.31
适用燃料

焦碳,无烟煤,弱粘结性烟煤

燃料块度
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
煤气产量
m3/h
420-540
650-800
840-1080
1120-1440
1400-1800
1680-2160
2100-2700
2460=-3160
2800-3700
煤气出口温度
oc
450-550
450-550
450-550
450-550
450-550
450-550
450-550
450-550
450-550
煤气发热值
Kcal/nf
1200-1350
1200-1350
1200-1350
1200-1350
1200-1350
1200-1350
1200-1350
1200-1350
1200-1350
煤气出口压力
pa
980-1960
980-1960
980-1960
980-1960
980-1960
980-1960
980-1960
980-1960
980-1960
炉底最大鼓风压力
pa
2014
2014
2014
2014
2014
2014
2014
2014
2014
饱和温度
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

旋转盘炉湿式除灰

汽化剂类型

空气与水蒸气

外型尺寸
m2
25
25
30
30
30
35
35
35
35

  煤种
嘉阳焦煤
大同烟煤
怃顺气煤
鹤壁贫煤
铜川贫煤
阳泉无烟煤
营城长焰煤
淮南气煤
焦作无烟煤
鹤岗气煤
西山无烟煤
项目






%
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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