煤是我國儲量豐富的燃料,全國燃料及動(dòng)力消耗中的3/4來(lái)源于煤。解決 好煤的燃燒是我國的基本任務(wù)。多年來(lái),本公司潛心研究,開(kāi)發(fā)了多種結構型式的煤氣發(fā)生爐。 固定床煤氣發(fā)生爐是一項成熟的技術(shù),已經(jīng)應用了100多年,本公司生產(chǎn)的煤氣發(fā)生爐已經(jīng)成功地應用在冶金、機械、有色、陶瓷、金屬制品等行業(yè),如各種加 熱爐、熔化爐、退火爐、烘干爐等。由于煤氣不經(jīng)冷卻,直接供爐窯使用,即節能又能滿(mǎn)足國家環(huán)保排放指標要求,煤氣發(fā)生爐逐漸被各種爐窯廣泛采用。
煤氣發(fā)生爐工作原理:
在一般的煤氣發(fā)生爐中,煤是由上而下、氣化劑則是由下而上地進(jìn)行逆流運 動(dòng),它們之間發(fā)生化學(xué)反應和熱量交換。這樣在煤氣發(fā)生爐中形成了幾個(gè)區域,一 般我們稱(chēng)為“層”。
按照煤氣發(fā)生爐內氣化過(guò)程進(jìn)行的程序,可以將發(fā)生爐內部分為六層(見(jiàn)混 合煤氣發(fā)生爐結構示意圖):
1)灰渣層;2)氧化層(又稱(chēng)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(chēng)為反應層,干餾層和干燥層又統稱(chēng)為煤料準備層。
(1)灰渣層: 煤燃燒后產(chǎn)生灰渣,形成灰渣層,它在發(fā)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(fēng)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(jìn)入后,首先經(jīng)過(guò)灰渣層進(jìn)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(fēng)作用,使進(jìn)入的氣化劑在爐膛內盡量均勻分布。
(2)氧化層: 也稱(chēng)為燃燒層(火層)。從灰渣中升上來(lái)的氣化劑中的氧與碳發(fā)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(guò)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(diǎn),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(lǐng),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(chēng)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(chēng)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(zhù)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(gè)溫度下,歷經(jīng)低溫干餾 的過(guò)程,煤中揮發(fā)份發(fā)生裂解,產(chǎn)生甲烷、烯烴及焦油等物質(zhì),它們受熱成為汽態(tài), 即生成煤氣并通過(guò)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(fā)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(jìn)行熱交換,燃料中的水分受熱蒸發(fā)。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(méi)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(shí)還有一些副反應發(fā)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(jiǎn)單敘述,我們可以看出煤氣發(fā)生爐內進(jìn)行的氣化過(guò)程是比較復 雜的,既有氣化反應,也有干餾和干燥過(guò)程。而且在實(shí)際生產(chǎn)的發(fā)生爐中,分層也 不是很?chē)栏竦?,相鄰兩層往往是相互交錯的,各層的溫度也是逐步過(guò)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(zhuān)門(mén)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(dòng)給煤機;撥齒加煤機。 2爐體結構:帶壓力全水套;半水套;無(wú)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(pán)傳動(dòng)結構:撥齒型;蝸輪蝸桿型。 本公司生產(chǎn)各種形式的煤氣爐,可供用戶(hù)選擇。(見(jiàn)混合煤氣發(fā)生爐簡(jiǎn)裝圖):
|