双段煤气发生炉的工作原理和特点介绍

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煤炭在炉内经物理、化学反应,生成可燃性气体,上段煤气经过旋风除油器、电捕器过滤焦油,下面我们一起来看看双段煤气发生炉的工作原理和特点介绍。

    双段煤气发生炉的工作原理和特点介绍

    两段式煤气发生炉,是由于这种煤气发生炉由上段煤气和下段煤气组成,故得此名,它是一个系统工程,即两段炉的优点与系统的各要素,如备煤、气化、净化、加压、环保控制及公用设施等是分不开的,其工艺流程是根据用户对燃料不同要求及质量要求进行总体设计。

    两段式煤气发生炉自上而下由干馏段和气化段组成,首先煤从炉顶煤仓经两组下煤阀进入炉体,煤在干馏段经过充分的干燥和长时间的低温干馏,逐渐形成半焦,进入气化段,炽热的半焦在气化段与炉底鼓入的气化剂充分反应,经过炉内还原层,氧化层而形成灰渣,由炉栅驱动从灰盆自动排出。

    煤在低温干馏的过程中,以挥发份析出为主生成的煤气称为干馏煤气,组成两段炉的顶部煤气,约占总煤气量的40%,其热值较高(6700KJ/nm3)温度较低(120℃左右),并含有大量的焦油。这种焦油为低温干馏产物,其流动性较好,可采用静电除尘器捕集起来,作为化工原料和燃料。在气化段,炽热的半焦和汽化剂经过还原、氧化等一系列化学反应生成的煤气,称为气化煤气。组成两段炉的底部煤气,约占总煤气量的60%,其热值相对较低(6400KJ/nm3),温度较高(450℃左右),因煤在干馏段低温干馏时间充足,进入气化段的煤已变成半焦,因此生成的气化煤气不含焦油,又因距炉栅灰层较近,所以含有少量飞灰。底部煤气就可经旋风除尘器及风冷器等设备来处理,这样对于使用冷净化煤气的用户,便可不采用水洗法就能使用上冷净化煤气,从而避免了大量酚水无法处理的缺陷。

    两段式煤气发生炉有上下两个煤气出口,可输出不同热值的煤气,其气化效率和综合热效率均比单段炉高,煤炭经过炉内上段彻底干馏,下段煤气基本不含焦油,上段煤气含有少量轻质焦油,不易堵塞管道,两段炉煤气热值高而且稳定,操作弹性大,自动化程度高,劳动强度低。两段炉煤气站不污染环境,节水显着,占地面积小,长期运行成本低。该炉型中炉篦转动及加煤部分可根据用户不同要求采用机械或液压,炉篦为耐热铸铁,其透气性效果较佳,适用烟煤气化工艺。

    工作原理

    发生炉煤气是通过水蒸气和空气混合形成气化剂后流经炽热的固定燃烧床生成的。空气中所含的氧气、水蒸气与燃料中的碳反应,生成了共含有CO、CO2、H2、CH4、N2等成分的发生炉煤气。

    与空气混合的蒸气提高了热效率,并降低了燃烧床的温度,从而控制了熔块的形成。蒸气与碳反应是吸热反应:C+H2O=CO+H2-Q(Q为热量,下同)当氧气和碳反应时就放出热量:2C+O2=2CO+Q燃烧床的温度取决于气化剂的饱和温度,燃料的粒度、类型及发生炉的炉型(原创www.isoyu.com版权)。燃烧床的温度是非常重要的,因为对于给定的燃料和炉型,它决定着发生炉煤气的成分:在温度高的情况下,可产生大量的可燃气体。

    因此,重要的是既保持燃烧床高温而又不会形成熔块。形成熔块的温度取决于燃料的渣融特性,在氧气充足的情况下,还会出现两种反应:2CO+O2=2CO2+QC+O2=CO2+Q。所以说,CO的产生并不一定意味着任何碳燃烧都能使煤气的热值降低。另外,一些水蒸气还与CO反应,由于每体积CO转化为CO2时,同时生成了相同体积的H2:CO+H2O=CO2+H2。

    因此,不会有热损失。在还原层,其温度低于1200℃时,还会出现下面的快速反应:CO2+C=2COH2O+C=CO+H2当煤气通过还原带时,可燃气体含量迅速上升,而CO2和水蒸气含量下降。通过还原带后,一些煤气被抽出,流经底部旋风除尘器和强制风冷器,这股煤气称为“底部煤气”,其温度约为400℃左右。在干馏层,喂入发生炉的燃料,依次被干燥、预热和碳化,生成的蒸气、焦油雾和煤气一块从顶部离开发生炉,这一部分煤气称为“顶部煤气”,其温度保持120℃左右。