單段煤氣發生爐的產品屬于固體燃料(煤或焦炭)經過氣體的一種熱加工過程,即用氧或氧化合物(蒸汽、二氧化碳)通過高溫的固體燃料(煤、焦炭)層、其中起氧化作用的有機物質(空氣、水蒸汽)稱為氣化劑,生成含有氫、一氣化碳及甲烷等的混合氣體稱為煤氣。爐體結構:全水套結構,自產蒸汽壓力為294KPa ,可直接通入煤氣爐做氣化劑使用。加煤機構:采用機械加煤結構,操作簡單,維修方便,氣密性好。清灰機構:采用液壓傳動裝置濕式單側除灰。該爐加料、除渣、布風均勻,操作簡便、調節方便、運行可靠。
煤氣發生爐工作原理是以煤為原料生產煤氣,供燃氣設備使用的裝置。固體原料煤從爐頂部加入,隨煤氣爐的運行向下移動,在與從爐底進入的氣化劑(空氣、蒸汽)逆流相遇的同時,受爐底燃料層高溫氣體加熱,發生物理、化學反應,產生粗煤氣。此粗煤氣(即熱煤氣)經粗除塵后可直接供燃燒設備使用。這樣在煤氣發生爐中形成了幾個區域,一般我們稱為“層”。按照煤氣發生爐內氣化過程進行的程序,可以將發生爐內部分為六層1)灰渣層;2)氧化層(又稱火層);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為反應層,干餾層和干燥層又統稱為煤料準備層。(1)灰渣層:煤燃燒后產生灰渣,形成灰渣層,它在發生爐的最下部,覆蓋在爐篦子之上。其主要作用為:a保護爐篦和風帽,使它們不被氧化層的高溫燒壞;b預熱氣化劑,氣化劑從爐底進入后,首先經過灰渣層進行熱交換,使灰渣層溫度降低,氣化劑溫度升高。c灰渣層還起了布風作用,使進入的氣化劑在爐膛內盡量均勻分布。(2)氧化層:也稱為燃燒層(火層)。從灰渣中升上來的氣化劑中的氧與碳發生劇烈的燃燒而生成二氧化碳,并放出大量的熱量。它是氣化過程中的主要區域之一,其主要反應是:C O2→CO2氧化層的高度一般為所有燃料塊度的3-4倍,一般為200毫米。氣化層的溫度一般要小于煤的灰熔點.(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,所以在還原層中,二氧化碳和水蒸氣被碳還原成一氧化碳和氫氣。這一層也因此而得名,稱為還原層,其主要反應為:CO C→2COH2O C→H2 CO2H2O C→CO2 2H2(4)干餾層:就是把煤中的揮發份,焦油等物質經過加熱后所產生的CmHm化合物分離出來,然后再進入還原進行化學反應,其高度為200厚(5)干燥層:干燥層位于干餾層上面,也即是燃料的面層,主要是把煤中的水發蒸發即可(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。然后出去2CO→CO2 C以及2H2O CO→CO2 H2從上面六層簡單敘述,我們可以看出煤氣發生爐內進行的氣化過程是比較復雜的,既有氣化反應,也有干餾和干燥過程。而且在實際生產的發生爐中,分層也不是很嚴格的,相鄰兩層往往是相互交錯的,各層的溫度也是逐步過渡的,很難具體劃分,各層中氣體成份的變化就更加復雜了,即使在專門的研究中,看法也是分歧的.
合格原料煤由電動葫蘆提升至主廠房儲煤倉,再經雙滾筒液壓加煤機加入爐內,煤受到來自氣化段煤氣的加熱干餾,干餾后半焦狀態下的煤炭在氣化段與氣化劑(空氣、蒸氣)發生反應,氣化段生成的煤氣分為兩部分,一部分從兩段爐下段煤氣出口經旋風除塵器出爐,另一部分向上經中心管與干餾煤氣混合從上段煤氣出口出爐。下段出口煤氣經旋風除塵器降溫除塵后進入強制風冷器,繼續除塵降溫,然后進入間冷器進一步降溫。上段出口煤氣進入電捕焦油器除焦后,直接進入間冷器,與下段煤氣混合,在混合中完成降溫,混合后煤氣進入電捕輕油器,捕除輕油,煤氣經加壓風機加壓后送往水霧捕滴器脫水送往用戶。 兩段式煤氣發生爐自上而下由干餾段和氣化段組成,首先煤從爐頂煤倉經兩組下煤閥進入爐體,煤在干餾段經過充分的干燥和長時間的低溫干餾,逐漸形成半焦,進入氣化段,熾熱的半焦在氣化段與爐底鼓入的氣化劑充分反應,經過爐內還原層,氧化層而形成灰渣,由爐柵驅動從灰盆自動排出。煤在低溫干餾的過程中,以揮發份析出為主生成的煤氣稱為干餾煤氣,組成兩段爐的頂部煤氣,約占總煤氣量的40%,其熱值較高(6700KJ/nm3) 溫度較低(120℃左右),并含有大量的焦油。這種焦油為低溫干餾產物,其流動性較好,可采用靜電除塵器捕集起來,作為化工原料和燃料。在氣化段,熾熱的半焦和汽化劑經過還原、氧化等一系列化學反應生成的煤氣,稱為氣化煤氣。組成兩段爐的底部煤氣,約占總煤氣量的60%,其熱值相對較低(6400KJ/nm3),溫度較高(450℃左右),因煤在干餾段低溫干餾時間充足,進入氣化段的煤已變成半焦,因此生成的氣化煤氣不含焦油,又因距爐柵灰層較近,所以含有少量飛灰。底部煤氣就可經旋風除塵器及風冷器等設備來處理,這樣對于使用冷凈化煤氣的用戶,便可不采用水洗法就能使用上冷凈化煤氣,從而避免了大量酚水無法處理的缺陷。 兩段式煤氣發生爐有上下兩個煤氣出口,可輸出不同熱值的煤氣,其氣化效率和綜合熱效率均比單段爐高,煤炭經過爐內上段徹底干餾,下段煤氣基本不含焦油,上段煤氣含有少量輕質焦油,不易堵塞管道,兩段爐煤氣熱值高而且穩定,操作彈性大,自動化程度高,勞動強度低。兩段爐煤氣站不污染環境,節水顯著,占地面積小,長期運行成本低。 兩段爐與單段爐對比: 兩段爐熱值高通常在6000KJ/nm3以上,單段爐的煤氣熱值通常在5500KJ/nm3左右。 兩段爐可燒煙煤,但擇煤!如計劃選擇兩段式煤氣發生爐,需要特別注意當地的煤種是否適用,兩段爐一般適用揮發份較高的煤種。對煤的機械強度要求較高,不可以使用煤球。 國內已有發生爐廠家開發出利用兩段爐余熱生產蒸汽的爐型,對熱能利用有了新的解決辦法。