煤气发生炉原理

煤气发生炉的工作原理煤气发生炉的工作原理 概 述 目前工业所用的燃料主要有 固体燃料 液体燃料和气体燃料三种 从国际上发展来看 气体燃料应用越来越广泛 气体燃料一般称为煤气 如按其生产方式来分 可以分为天然气和人造煤气两大类 在 天然煤气中 有通过钻井从地下开采出来的气井气 矿井气 石油拌生气和天然沼气等 在 人造煤气中主要有焦炉煤气 发生炉煤气和液化石油气 发生炉煤气的产品也属于固体燃料 煤或焦碳 经过气体的一种热加工过程 即用氧和 氧化合物 蒸气 二氧化碳 通过高温的固体燃料 煤 焦碳 层 其中的有机物质起氧化 作用而生成含有氧 一氧化碳及甲烷等气体的过程所通入的其他称为气化剂 气化后所侍的 气体为煤气 接气剂的不同分为下列三种 一 空气煤气 以空气为气化剂 二 水煤气 以水蒸气为气化剂 三 混合煤气 以空气和水蒸气为气化剂 我厂设计制造的发生炉 是以空气和水蒸气混合为气化剂的煤气发生炉 由于本发生炉 气化原理合理 设备简单 投资少 使用方便安全 操作维修简单 便于掌握 所以更适合 中小型工厂 在一般的煤气发生炉中 煤是由上而下 气化剂则是由下而上地进行逆流运动 它们之间发 生化学反应和热量交换 这样在煤气发生炉中形成了几个区域 一般我们称为 层 按照煤气发生炉内气化过程进行的程序 可以将发生炉内部分为六层 见混合煤气发生 炉结构示意图 1 灰渣层 2 氧化层 又称火层 3 还原层 4 干馏层 5 干燥层 6 空层 其中氧化层和还原层又统称为反应层 干馏层和干燥层又统称为煤料准备层 1 灰渣层 煤燃烧后产生灰渣 形成灰渣层 它在发生炉的最下部 覆盖在炉篦子之上 其主要作用为 a 保护炉篦和风帽 使它们不被氧化层的高温烧坏 b 预热气化剂 气化剂从炉底进入后 首先经过灰渣层进行热交换 使灰渣层温度降低 气化剂温度升高 一般气化剂能预热达 300 450 左右 c 灰渣层还起了布风作用 使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布 2 氧化层 也称为燃烧层 火层 从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧而生成二 氧化碳 并放出大量的热量 它是气化过程中的主要区域之一 其主要反应是 C O2 CO2 97650 大卡 氧化层的高度一般为所有燃料块度的 3 4 倍 一般为 100 200 毫米 气化层的温度一般 要小于煤的灰熔点 控制在 1200 左右 3 还原层 在氧化层的上面是还原层 赤热的碳具有很强的夺取氧化物中的氧而与之化合的本领 所以在还原层中 二氧化碳和水蒸气被碳还原成一氧化碳和氢气 这一层也因此而得名 称 为还原层 其主要反应为 CO2 C 2CO 38790 大卡 H2O C H2 CO 28380 大卡 2H2O C CO2 2H2 17970 大卡 由于还原层位于氧化层之上 从上升的气体中得到大量热量 因此还原层有较高的温度 约 800 1100 这就为需要吸收热量的还原反应提供了条件 而严格地讲 还原层还有第一 第二之分 下部温度较高的地方称第一还原层 温度达 950 1100 其厚度为 300 400 毫米 左右 第二层为 700 950 之间 其厚度为第一还原层 1 5 倍 约在 450 毫米左右 4 干馏层 干馏层位于还原层的上部 由还原层上升的气体随着热量的被消耗 其温度逐渐下降 故干馏层温度约在 150 700 之间 煤在这个温度下 历经低温干馏的过程 煤中挥发份发 生裂解 产生甲烷 烯烃及焦油等物质 它们受热成为汽态 即生成煤气并通过上面干燥层 而逸出 成为煤气的组成部分 干馏层的高度随燃料中挥发份含量及煤气炉操作情况而变化 一般 100 毫米 5 干燥层 干燥层位于干馏层上面 也即是燃料的面层 上升的热煤气与刚入炉的燃料在这层相遇 进行热交换 燃料中的水分受热蒸发 一般认为干燥温度在室温 150 之间 这一层的高度 也随各种不同的操作情况而异 没有相对稳定之层高 6 空层 空层即燃料层上部 炉体内的自由区 其主要作用是汇集煤气 也有的同志认为 煤气 在空层停留瞬间 在炉内温度较高时还有一些副反应发生 如 CO 分解 放出一些炭黑 2CO CO2 C 以及 2H2O CO CO2 H2 从上面六层简单叙述 我们可以看出煤气发生炉内进行的气化过程是比较复杂的 既有 气化反应 也有干馏和干燥过程 而且在实际生产的发生炉中 分层也不是很严格的 相邻 两层往往是相互交错的 各层的温度也是逐步过渡的 很难具体划分 各层中气体成份的变 化就更加复杂了 即使在专门的研究中 看法也是分歧的 煤气炉的结构 对于固定床煤气炉有多种结构型式 按不同部位分述如下 1 加煤装置 间歇式加煤罩 双料钟 振动给煤机 拨齿加煤机 2 炉体结构 带压力全水套 半水套 无水套 耐火材料炉衬 常压全水套 3 炉篦 宝塔型 型钢焊接型 4 灰盘传动结构 拨齿型 蜗轮蜗杆型 本公司生产各种形式的煤气炉 可供用户选择 见混合煤气发生炉简装图 几种常见煤气发生炉煤气成份与热值表 煤种 项目 嘉阳 焦煤 大同 烟煤 抚顺 气煤 鹤壁 贫煤 铜川 贫煤 阳泉 无烟煤 营城 长焰煤 淮南 气煤 焦作 无烟煤 鹤岗 气煤 西山 无烟煤 CO22 242 353 04 693 255 826 23 86 634 786 17 H2S0 060 050 10 0350 85 0 1 0 04 0 15 CmHn0 20 40 4 0 3 0 30 3 O20 10 20 20 20 20 3 0 20 10 10 02 CO29 331 628 525 826 724 1625 028 525 927 323 28 H212 513 314 013 4515 414 6215 011 315 313 9811 42 CH42 21 82 52 081 21 252 41 70 82 92 07 煤 气 体 积 成 份 N53 450 351 353 7552 153 815154 251 2351 0456 89 Qd Kj Nm3 59806320628055205110558058605760523060304980 混合煤气发生炉装配图 型 号 1000 1200 1400 1600 1800 炉膛面积 m2 0 791 131 5422 54 适用燃料焦碳 无烟煤 弱粘结性烟煤 燃料块度 mm 30 4030 4030 4030 5030 50 燃料消耗量 kg h 150200300400 煤气产量 m2 h 420 540650 800840 10801120 1440 500 1400 1800 煤气出口温度 450 550450 550450 550450 550450 550 煤气发热值 Kcal m2 1200 13501200 13501200 13501200 13501200 1350 煤气出口压力 pa 980 1960980 1960980 1960980 1960980 1960 炉底最大鼓风压力 pa 20142014201420142014 饱和温度 55 6555 6555 6555 6555 65 蒸气用量 kg h 5080100150180 除灰形式旋转盘炉湿式除尘 气化剂类型空气与水蒸气 外形尺寸 m2 2525303030 型 号 2000 2200 2400 2600 炉膛面积 m2 3 143 84 525 31 适用燃料焦碳 无烟煤 弱粘结性烟煤 燃料块度 mm 30 5040 6040 6040 60 燃料消耗量 kg h 6007508801030 煤气产量 m2 h 1680 21602100 27002460 31602800 3700 煤气出口温度 450 550450 550450 550450 550 煤气发热值 Kcal m2 1200 13501200 13501200 13501200 1350 煤气出口压力 pa 980 1960980 1960980 1960980 1960 炉底最大鼓风压力 pa 2014201420142014 饱和温度 55 6555 6555 6555 65 蒸气用量 kg h 220270310350 除灰形式旋转盘炉湿式除尘 气化剂类型空气与水蒸气 外形尺寸 m2 35353535 新增产品参数 HX MQ1600 型混合煤气发生炉HX MQ1800 型混合煤气发生炉 炉膛直径 1 6m 炉膛断面积 适用燃料 弱粘结性块烟煤 块焦炭 燃料块度 mm 13 25 25 50 燃料消耗量 kg h 300 450 煤气产量 标准 m3 h 1300 1800 煤气热值 KJ 标准 m3 5020 5670 kcal 标准 m3 1200 1350 炉出口煤气温度 450 550 炉出口煤气压力 Pa 980 饱和温度 50 65 鼓风最大压力 pa 2450 料层总高 mm 1000 1200 灰盘传动电机功率 3kw 煤提升机电功率 2 2kw 外型尺寸 长 宽 m2 30 注 燃料消耗量 煤气产量和热值与气化燃料 有关 以上为一般数据 炉膛直径 1 8m 炉膛断面积 2 54m2 适用燃料 弱粘结性块烟煤 块焦炭 燃料块度 mm 13 25 25 50 燃料消耗量 kg h 400 500 煤气产量 标准 m3 h 1560 1950 煤气热值 KJ 标准 m3 5020 5670 kcal 标准 m3 1200 1350 炉出口煤气温度 450 550 炉出口煤气压力 Pa 980 饱和温度 50 65 鼓风最大压力 pa 2940 料层总高 1000 1200mm 灰盘传动电机功率 3kw 煤提升机电功率 2 2kw 灰盘转速 r h 10 12 注 燃料消耗量 煤气产量和热值与气化燃料 有关 以上为一般数据 HX MQ2000 型混合煤气发生炉HX MQ2500 型混合煤气发生炉 炉膛直径 2 0m 适用燃料 弱粘结性块烟煤 块焦炭 燃料块度 13 25 25 50mm 燃料消耗量 kg h 500 650 煤气产量 标准 m3 h 1935 2565 煤气热值 KJ 标准 m3 5020 5670 炉出口煤气温度 450 550 炉出口煤气压力 Pa 980 饱和温度 50 65 鼓风最大压力 2940pa 料层总高 1000 1200mm 炉膛直径 2 5m 适用燃料 弱粘结性块烟煤 块焦炭 燃料块度 mm 15