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煤气发生炉

来源: 时间:2018-04-26

  QM型煤气发生炉是为机械、冶金、建材、轻工、化工、耐材等行业热加工车间提供混合发生炉煤气的设备。煤气发生炉配备单斗提升上煤机,采用双密封钟罩加煤箱自动加煤,利用湿式灰盘自动出渣。炉篦传动机械全部设计在炉体外,运行可靠,便于安装维修。发生炉水套和汽包系低承压设备,均经过设计强度计算,对制造要求严格,产品出厂前进行周密检验,确保质量,发生炉生产的蒸汽供给炉底鼓风和炉顶探火孔汽封使用,在生产中不需外来补充蒸汽,以减少热能消耗。

  

  煤气发生炉按不同的制气工艺和所产煤气的质量分为单段煤气发生炉、双段煤气发生炉、双段热脱焦油煤气发生炉、双段冷净煤气发生炉。

  

  单段煤气发生炉设备简单,只有水夹套和炉顶装置,出渣系统组成,所产煤气为热粗煤气,适应于输送距离不远,对煤气的洁净度要求不高的炉窑。

  

  双段煤气发生炉是在单段煤气发生炉的基础上增加一个干馏段,使煤在气化之前通过充分干馏,将煤中挥发分在进入氧化还原之前大部分析出,并且随上段煤气引出炉体。而进入下段参与反应的煤基本为焦煤或者半焦基本不含焦油,通过水冷箱体经下段炉出口排出炉外,经煤气净化除尘装置与上段炉所产经电捕焦油器除焦油后的上段煤气汇合经管道输送至窑炉。双段煤气发生炉所产煤气比较干净,并且输送距离长,对煤质的要求没有单段炉高。有经过净化冷却装置的双段冷煤气站所产煤气可以按用户要求,进行加压后远距离输送,不受场地限制,冷净煤气质量比较洁净,主要使用与对煤气质量要求较高的化工、陶瓷等行业。



两段式煤气发生炉


  

  出渣方式分类

  

  煤气发生炉按出渣方式的不同,比较常用的分为内出渣煤气发生炉、外出渣煤气发生炉。其他刮板内出渣煤气发生炉、顶齿外出渣煤气发生炉基本被淘汰。其中外出渣煤气发生炉由于传动方式不同分为蜗轮蜗杆出渣和液压棘轮出渣两种。

  

  灰分过高对煤气发生炉的影响:

  

  1. 煤含灰量高,增加机械排灰的负担,使其磨损加剧。  2. 灰分在燃烧和气化过程中,妨碍气化剂和炭的接触,不利于气化。   因此,烧灰分高的煤,操作上应以维持气化层正常为主,保持两边有火,炉条机快速运转且留有余地,根据排灰能力选择吹风量,入炉蒸汽要放大些,特别是上吹蒸汽。如果火层上移,就要适当降低吹风量和减少吹风百分比。

  

  水分过高对煤气发生炉的影响:  1.水分高使煤中有效成分相对降低,增加运输费用。  2.由于水分蒸发带走煤气炉内一部分热量使消耗定额增高。  3.水分高引起炉温下降,蒸汽分解率下降,影响气体质量。  雨天煤湿,上气道温度和燃烧室温度要控制得比正常低些,防止因炉上温度低而增加风量和扣蒸汽,操作时主要注意气化层温度,否则,容易造成结块,火层上移,发亮甚至结疤。

  

  煤气发生炉工作原理是以煤为原料生产煤气,供燃气设备使用的装置。固体原料煤从炉顶部加入,随煤气炉的运行向下移动,在与从炉底进入的气化剂(空气、蒸汽)逆流相遇的同时,受炉底燃料层高温气体加热,发生物理、化学反应,产生粗煤气。此粗煤气(即热煤气)经粗除尘后可直接供燃烧设备使用。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。

  

  当燃料煤由加煤斗投入炉内后,遇到由下部鼓入炉内的气化剂(空气和水蒸气)便发生了化学反应,并沿料层高度方向向上形成五层、自下而上为:灰渣层、氧化层、还原层、干熘层、干燥层。

  

  鼓入的气化剂,首先经过渣层,并在此层中得预热,当上升进入高温的燃料层时,碳和氧气发生了下列反应:

  

  2C+O=2CO+Q 2CO+O=2CO+Q. C+O=CO2+Q

  

  几个反应都是放热反应,温度很高、该层称为氧气层。

  

  氧气层中产生的热气继续上升,与上层燃料接触,产生了还原反应。主还原层中的反应主要是:

  

  CO+C=2CO-Q C+HO=CO+2H-O C+HO=CO+H-Q

  

  次还原层主要是生成一氧化碳与过剩的水蒸气温反应:CO+HO=CO+H+Q

  

  此外,还有生成甲烷的副反应:C+2H=CH+Q

  

  还原层中生的热气体再往上升,加热了上面的煤层,形成了干馏和干燥二层。干馏的挥发有机物在上升热气体带来的物理热作用下,被干馏的蒸发出来:干燥层的水份,也是靠此热量被干燥净尘器进行处理后,供工作炉使用。

  

  固态物质行程

  

  利用提升机构将煤加入储煤仓,通过加煤机将储煤仓中的煤分批次注入煤气发生炉。加入煤气发生炉中的煤首先进入干馏段,煤在干馏段中缓慢下移,在此经历干燥、干馏过程。首先煤炭中的水份被干燥出来,随着煤炭的不断下移,温度进一步升高,焦油及大部分硫化物也被干馏出来,形成碳氢化合物和轻质焦油被上段煤气携出炉外。

  

  经过干燥干馏后呈半焦性质的煤继续下移,进入气化段,在气化段经过氧化还原反应,形成以一氧化碳和氢气为主要成分的煤气。煤炭中的灰分及极少部分未参与反应的煤炭以灰渣形式继续下移,由灰刀将其清出炉外。

  

  气态物质行程

  

  作为气化剂的空气和水蒸汽自炉底鼓入炉内,在1100-1200℃条件下,与进入气化段的呈半焦性质的煤发生氧化还原反应,形成以一氧化碳和氢气为主要成分的煤气。煤气分两部分向上运行,其中一部分通过下段煤气夹层通道上移约4米,将其热量通过耐火材料间接传给煤层,辅助干馏和干燥过程的完成,确保煤在下落过程中能够充分的被干燥和干馏,最后这部分煤气从下段煤气出口导出被称为下段煤气;而另一部分煤气则在煤气发生炉料层内上行进入干馏段,通过与缓慢下移的气化用煤直接接触,将其热量直接传给气化用煤,进行上面叙述的干馏、干燥的过程,同时产生一部分以烷烃类高热值气体为主的干馏煤气。这部分上行煤气及干馏过程中产生的干馏煤气一起由上段煤气出口导出,形成上段煤气。


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