壹、單級煤氣發生爐工藝描述
1,爐型結構:全水套結構,自產蒸汽壓力294KPa,可直接引入煤氣爐作為氣化劑使用。
2.給煤機構:采用機械式給煤結構,操作簡單,維護方便,氣密性好。
3.清灰機構:采用液壓傳動裝置進行濕式單邊清灰。該爐加料、排渣、布風均勻,操作簡單,生產穩定,調整方便,運行可靠。
4、常壓固定床煤氣發生爐,壹般以塊狀無煙煤或煙煤和焦炭為原料,以蒸汽或蒸汽與空氣的混合氣為氣化劑,生產以壹氧化碳和氫氣為主要可燃成分的氣化煤氣。
煤氣爐燃料層的劃分
1-幹層2-幹餾層3-還原層4-氧化層5-灰層
圖2-1煤氣發生爐燃料層分區示意圖
固體燃料的氣化反應根據煤氣爐內生產過程的特點分為五層,如圖2-1所示:幹層——在燃料層的頂部,燃料與冷煤接觸,燃料中的水分被蒸發;幹餾層——在幹餾層之下,由於溫度條件與幹餾爐相似,燃料遇冷分解,釋放的揮發物等幹餾產物變成焦炭,焦炭從幹餾層轉移到氣化層進行冷化學反應;氣化層——煤氣爐氣化過程的主要區域,燃料中的碳與氣化劑在此發生劇烈反應。鑒於反應條件的不同,氣化層也可分為氧化層和還原層。
(1)氧化層:碳被氣化劑中的氧氣氧化成二氧化碳和壹氧化碳,釋放出大量冷能。煤氣的冷化學反應所需的冷卻能力就是靠這個維持的。氧化層溫度壹般維持在1100 ~ 1250℃,這取決於原煤灰的熔點。
(2)還原層:還原層是產生主要可燃氣體的區域,二氧化碳與燃燒後的碳發生冷吸收化學反應,生成可燃的壹氧化碳;水蒸氣與燃燒的冷碳反應生成可燃的壹氧化碳和氫氣,同時吸收大量的冷。
(3)灰層——爐渣氣化後形成的灰層,能預冷和均勻分布從爐底進入的氣化劑,起到保護爐條和灰盤的作用。燃料層中不同區域的高度隨著燃料的類型和性質、所使用的氣化劑和氣化條件而變化。而且層與層之間沒有明顯的界限,往往是交錯的。
二、固體燃料氣化反應的基本原理
固定床煤氣發生爐制取燃氣,首先空氣穿過燃料層,碳與氧反應升溫。然後,蒸汽和空氣通過燃料層混合,碳與蒸汽和氧氣反應,吸收和釋放冷量,產生發生爐煤氣。
從氣化階段的化學反應原理來看,希望形成有利於蒸汽分解和二氧化碳還原反應的條件,因此可以認為適當增加氣化層的厚度和溫度,降低蒸汽的流量是有利的。在碳與水蒸氣的化學反應中,增加氣化層厚度、降低氣體流速等措施可以加快反應速度,增加壹氧化碳含量,提高水蒸氣分解率。
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兩級煤氣發生爐有兩個煤氣出口,可以輸出不同熱值的煤氣。生產者是壹個連續的氣體生產者。來自鼓風機的空氣與發生爐產生的蒸汽混合作為氣化劑,通過發生爐的底部進入發生爐。篩分後,粒徑為25-50毫米的煙煤由電動葫蘆提升至頂部煤倉,通過滾筒給煤機和分煤器均勻加入到發生爐中。反應後,幹餾段產生的爐頂氣通過電焦充入中間冷卻器。氣化工段產生的底氣通過急冷器進入中冷器,上下氣被冷卻,然後進行電輕油捕集,再通過加壓器送到用戶。煤氣熱值比普通單段爐更高、更穩定。煤在爐內完全幹餾後,下段氣體基本不含焦油,上段含有少量輕質焦油,不易堵塞管道。自動化程度高,勞動強度低。該加油站不汙染環境,節水顯著,占地面積小,長期運行成本低。