(1)氧化层:碳被气化剂中的氧氧化成二氧化碳和一氧化碳,并放出大量的冷量 。煤气的冷化学反应所需的冷量靠此来维持 。氧化层温度一般维持在1100~1250℃,这决定于原料煤灰熔点的高低 。
(2)还原层:还原层是生成主要可燃气体的区域,二氧化碳与灼冷碳起作用,进行吸冷化学反应,生产可燃的一氧化碳;水蒸气与灼冷碳进行吸冷化学反应,生成可燃的一氧化碳和氢气,同时吸收大量的冷 。
(3)灰渣层—气化后炉渣所形成的灰层,它能预冷和均匀分布自炉底进入的气化剂,并起着保护炉条和灰盘的作用 。燃料层里不同区层的高度,随燃料的种类、性质的差别和采用的气化剂、气化条件不同而异 。而且,各区层之间没有明显的分界,往往是互相交错的 。
二、固体燃料气化反应的基本原理
固定床煤气发生炉制造燃气,首先使得空气通过燃料层,碳与氧发生放冷反应以提高温度 。随后使蒸汽和空气混合通过燃料层,碳与蒸汽和氧气发生吸冷和放冷的混合反应以生成发生炉煤气 。
从造气阶段的化学反应原理,希望形成有利于蒸汽分解和二氧化碳还原反应的条件,所以可以认为:提高气化层的厚度和温度是有利的,适当地降低蒸汽的流速也是很有利的 。在碳与蒸汽的化学反应中,增加气化层厚度、降低气流速度等措施,可使得反应速度加快,又能使得一氧化碳的含量增加,提高蒸汽分解率 。
煤气发生炉的主要分类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、双段煤气发生炉和干馏式煤气发生炉 。单段煤气发生炉的产品属于固体燃料(煤或焦炭)经过气体的一种热加工过程,即用氧或氧化合物(蒸汽、二氧化碳)通过高温的固体燃料(煤、焦炭)层、其中起氧化作用的有机物质(空气、水蒸汽)称为气化剂,生成含有氢、一气化碳及甲烷等的混合气体称为煤气 。
炉体结构:全水套结构,自产蒸汽压力为294KPa ,可直接通入煤气炉做气化剂使用 。
加煤机构:采用机械加煤结构,操作简单,维修方便,气密性好 。
清灰机构:采用液压传动装置湿式单侧除灰 。该炉加料、除渣、布风均匀,操作简便、调节方便、运行可靠 。
常压固定床煤气发生炉,一般以块状无烟煤或烟煤和焦炭等为原料,用蒸汽或蒸汽与空气的混合气体作气化剂,生产以一氧化碳和氢气为主要可燃成分的气化煤气 。煤气炉内燃料层的分区1-干燥层2-干馏层3-还原层4-氧化层5-灰渣层 。双段式煤气发生炉发生的煤气分为上段煤气和下段煤气 。上段煤气先进I级电捕焦油器,脱除重质焦油及灰尘,其工作温度为90-150摄氏度之间,在进入间接冷却器,在间接冷却器内煤气呗冷却至35-45摄氏度左右 。下段煤气经旋风除尘器除尘,除尘后的温度大约在450-550摄氏度 。继而进入余热换热器,在给煤气降温的同时回收煤气显热,煤气温度降至200-230摄氏度左右;再进入风冷器冷却,温度降至35-45摄氏度 。被间接冷却后的上段煤气和下段煤气进入二级电捕轻油器再一次脱油、除尘 。被冷却净化后的煤气经加压及加压,通过煤气管道输送使用 。
干馏式
干馏式煤气发生炉是在两段炉的基础上研发的一种炉型,取消了两段炉的下段煤气全部煤气都在干馏段中充分干馏由煤气炉顶部排出 。干馏炉既保留了两段炉在料层控制方面简单的优势,同时由于气化段所生产的煤气全部上行由于干馏煤炭,所以不需要对煤气进行流量比例的调节,大大降低了煤气炉的操作和维护的复杂程度 。
干馏炉在煤气减少携灰方面优于一段炉和两段炉 。
一段式煤气发生炉与两段式煤气发生炉的区别及优缺点一段式煤气发生炉用于气化烟煤的热煤气站的优缺点
(1)建设投资少:这主要体现在一段式煤气发生炉设备投资和土建投资较少等方面
(2)建设周期短:一段式煤气发生炉热煤气站无论是设备制造周期、设备安装调试周期还是厂房基础建设周期都要比其他两种炉型要缩短许多
2、缺点(1)煤气携灰较多:一段式煤气发生炉操作时,空层高、料层薄,加煤、插钎和煤料热爆产生大量煤粉,被煤气携出,从而造成资源浪费,并造成煤气管道堵塞 (2)产生的焦油质量较差:一段式煤气发生炉干馏产生黏度较高、流动性较差的高温裂解焦油,这部分焦油不易处理和利用,而且,很容易和煤气携出的煤粉胶粘在一起,堵塞煤气管道。(3)煤气输送距离短:煤气中的焦油和煤粉在煤气管道中沉积,经常会堵塞管道,致使煤气输送阻力加大,煤气输送距离受到限制
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