煤气发生炉原理及资料

1、煤气发生炉原理及环保情况煤气发生炉工作原理及环保情况郑州中远热能技术有限公司一、煤气发生炉的发展概况煤气化技术应用至今已有百余年历史，传统的煤炭气化炉设备庞大、结构复杂。 主要用于大规模的生产。把煤气化后，经过洗涤、降温、脱硫、加压存储，然后并网 使用。由于这些中间环节，使得煤炭气化的成本大大增加，其价格与天然气价格相当。 因此，尽管有已有百余年的应用，但没有什么突破性的进展，煤炭气化技术在工业上 一直没有大规模的应用。由于世界范围内的能源危机的加重及世界各国强制性对环境 保护政策的大力推行，使得人们特别是能耗大户急于寻求更为廉价且较为干净的能源 来取代石油、天然气及电能。于是煤炭的干净化使用

2、特别是煤炭气化的研究又提到议 事日程上来，为了满足现在工业用户的要求，近年来，煤气化炉向小型化、简单化、 生产低成本方向发展，取消了除尘、降温、脱硫、洗涤、加压储存等中间环节，煤炭 气化向现场生产现场使用方向发展，从而最大限度的降低能耗及其操作环节。这样不 仅能够满足广大工业用户的使用要求，也达到了国家环保要求。小型煤气炉在工业加 热方面得到了全面的使用，具节能环保效果及加热性能得到了广大工业用户的肯定。二、煤气发生炉的造气原理煤的气化是一个在高温条件下借气化剂的化学作用将固体碳转化为可燃气体的热 化学过程。根据煤气发生炉内所进行的气化过程特点，可将煤层自上而下地分为干燥 带、干储带、还原带、

3、氧化带和灰层。在干燥和干储带中，煤受到高温炉气的加热而 放出水分和挥发分，剩下的焦碳在还原带和氧化带中进行气化反应。(1)氧化层：碳被气化剂中的氧氧化成二氧化碳和一氧化碳， 并放出大量的热量。 煤气的热化学反应所需的热量靠此来维持。氧化层温度一般维持在 11001250C,这 决定于原料煤灰熔点的高低。(1) C+ O2 = CO2+ 408861 KJ(2) 2C+ O2 = 2CO2+ 246447 KJ(3) 20 02 = 2CO2+ 571275 KJ(2)还原层：还原层是生成主要可燃气体的区域，二氧化碳与灼热碳起作用，进 行吸热化学反应，生产可燃的一氧化碳；水蒸气与灼热碳进行吸热化

4、学反应，生成可 燃的一氧化碳和氢气，同时吸收大量的热。(4) C03 C = 2C0- 162414 KJ(5) C+ H2O = Cd H2 118828 KJ(6) C+ 2H2O = CO3 2H2- 75240 KJ Cd H2O = COa H2- 43587 KJ(3)灰渣层一气化后炉渣所形成的灰层，它能预热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。(4)干储层通过气化层上升的煤气流进入干储层。干储层是带干储段煤气炉极具特色的反应区

5、段。进入干储层内的载热气体，温度约在700c以下。在此区段基本 上不再产生上述的小分子间的气化反应，而是进行煤的低温干储，生成热值较高的干 储煤气(气体组成有H2、CH4 C2H6组分和气态焦油成分)、低温干储焦油和半焦(半 焦中的挥发份约为710% ,干储煤气和雾状焦油同气化段产生的贫煤气一起从煤气炉 的顶部出口引出。生成的半焦下移到气化段后进行还原与氧化反应。三、煤气发生炉环保的原因1、粉尘煤气发生炉是将煤转化为煤气的设备，理论上讲：发生炉煤气的组成CO H2、CH4、 CmHn占51% N2、CO邱占49%燃烧后废气无烟无毒，对大气无任何污染。但现阶 段煤气发生炉产生的煤气没有进行处理而

6、直接燃烧，其中烟气中灰粉为20毫克/立方左右，(国家标准规定窑炉排放不大于 100毫克/立方)。从粉尘上讲，我公司生产的 煤气发生炉完全满足国家标准。2、二氧化硫煤气发生炉与直接燃煤相比，二氧化硫下降50%原因是硫是以硫铁矿的形式伴生 在煤中，煤气发生炉的炉内温度控制在1300c以内，而硫铁矿分解温度在1300c以上， 因此，一部分硫没有被分解而被留在煤渣中。只要选择含硫量低的煤，二氧化硫不会 超标。3、煤焦油煤焦油在无烟煤中较少，烟煤中较多，一般随煤气燃烧。部分没有燃烧的沉淀成 为固体，不会造成污染。四、我公司开创了煤气发生炉小型化的先河，小型化之后煤气发生炉得到了广泛 的应用，使煤气发生炉

7、与各种工业加热炉一对一的应用。并在国内首家采用计算机对 两炉进行控制（见中的介绍）。煤气发生炉的应用情况。煤制气过程中产生的污染物：煤制气分为焦炉煤气、高炉煤气和发生炉煤气（水煤气）三 种。煤气制备过程中，会产生一氧化碳、硫化氢、酚类和匐化物 等有毒有害气体。煤气冷却时产生的废水统称为“酚水”。酚水的主要污染物为酚和匐化物，浓度较高，有一定的毒性。制气过 程中储去的煤焦油是一种致癌物质，属危险废物。硫化氢、酚类 和焦油的挥发成分带有强烈的臭味，产生恶臭。加热炉和热处理炉均采用煤气发生炉水煤气为燃料，煤气发 生炉产生的煤气通过碱液水封除尘、脱硫后得到的干净煤气送往 各工序使用，此时的煤气属较清洁

8、能源，无需再进行废气治理， 具有节约能源、环境污染小、燃烧效率高等优点。燃烧尾气通过 60m高烟囱排放，能达到工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996）中表2和表4中二级标准 SO浓度为850mg/m , 烟尘浓度为200mg/m3的要求。由于煤焦油成分比较复杂，因此查找了很多资料来确定其燃烧过程产 生污染物。但仅查到下列几种：多环芳煌-包括荡、慈、萤慈、苯并意、 苯并在、烟雾、炭黑、二氧化硫、三氧化硫等。偶个人感觉这些好像还不 完全建议慎重使用，煤焦油燃烧产生的污染物 干毒俱全”，有慈、蔡、酚、 苯并花等多种有毒有害物质。word教育资料煤气发生炉工作原理作者：260e文章来涯：网

9、上收集点击数：1358更新时间：2007-1-1 t文章收藏】中国技术资料网煤气发生炉工作原理是以煤为原料生产煤气，供燃气设备使用的装置。固体原料煤从炉顶部加入，随煤气炉的运行向下移动,在与从炉底 进入的气化剂（空气、蒸汽）逆流相遇的同时，受炉底燃料层高温气体加热，发生物理、化学反应，产生粗煤气.此粗煤气£即热煤气 > 系粗 除尘后可直接供燃烧设备使用.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1）荻渣层：2 ）氧化层（又称火层） ；3）还原层：4 ）千端层；5 ）干像层：6 ）空层；其中氧化层和还原层又

10、统称为反应层，干谛层和千愫层 又统称为燃料唯备层口（ 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：自保护炉篦和风帽,使它们不被氧化层的高温烧坏：b顼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.二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.耳主要反应是：C+02C02氧化层的高度一般为所有磨料块度的3-4倍.一般为2口口亳米口气化层的温度一般要小

11、于煤的灰熔点，< 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 碳和氨气口这一层也因此而得名，称为还原层，其主要反应为：CD+C2C0H2Ci+Cf H2+C02H20+C-*-C02+2H2（ 4）干幅层：就是把煤中的挥发份,焦油等物质经过加热后所产生的化合物分离出来,然后再进入还原进行化学反应,其高度为2如厚干燥层位于干层上面，也即是燃料的面层，主要是把煤中的水发蒸没即可空层即燃W层上部，炉体内的自由区，其主要作用是汇集煤气-然后出去2C0->CO2+C以及 2H20+C0fCT+

12、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兢复杂的.既有气化反应也有干惚和干爆过程.而且在实际生产的发word教育资料一、煤气发生炉工作原理及产品特点：1 .工作原理煤气发生炉是以煤为原料生产煤气，供燃气设备使用的装置。固体原料煤从炉顶部加入，随煤气炉 的运行向下移动，在与从炉底进入的气化剂（空气、蒸汽）逆流相遇的同时，受炉底燃料层高温气体加 热，发生物理、化学反应，产生粗煤气。此粗煤气（即热煤气）经粗除尘后可直接供燃烧设备使用。2 .产品特点1）以劣代优我国是煤炭大国，但优质燃料构成有限，大部分是劣质煤和二类烟煤。使用廉价褐煤和二类烟煤制气，在适用原料煤品种方面是一重

13、大突破。我公司研制开发的 MQLI型煤气发生炉系列产品，可以大幅度降底煤气成本，使用前景广阔。2）节约能源各种工业窑炉，锅炉采用本技术、设备后，可提高热效率20-40%,燃料成本降低 30-70%,炉渣含碳量在3%X下，与国家标准（&12%）相比，降低9个百分点，节能效果十分显著。3）环境指标达到一类标准在不另外设置除尘、脱硫装置的tf况下，粉尘排放浓度100mg/Nm3,林格曼黑度1级，二氧化硫3排放侬度200mg/Nm。4）安全文明生产采用低温常压水封煤气（出口煤气压力400Pa）安全可靠，改善操作环境，减轻工人劳动强度。二、主要技术指标1 .煤质应用要求煤炭低位发热量 Q 10m

14、J（ 2400kcal/kg ），褐煤或烟煤；水份 25%;挥发彳腔 35-50%;灰分25-35%; 灰熔点1250 C；煤炭粒度：13-25 , 25-50 , 50-70mm；煤粉含量 10%2 .煤气热值煤气发热量 5.23-5.65MJ/Nm 3 （ 1250-1350kcal/Nm 3）。3.MQL III型煤气发生炉规格指标:规格炉膛截面积气化强度装机容量产气量煤气供热量m2kg/itf hkw3Nm/ h104kj /h1.0m0.7852502705.040055X 4.181.3m1.322502705.064090X 4.181.5m1.772502708.0880120

15、 X4.181.7m2.27250270101140160 X4.182.0m3.14250270121560220 X4.182.26m4.00250270132000280 X4.182.6m5.31250270152800390 X4.182.8m6.1525027018.53050410 X4.183.0m7.07250270203520480 X4.18二、应用范围煤气作为洁净燃料，可广泛应用于：1、生活供暖；2、商用供热如洗浴等需要蒸汽加热的场合；3、工业窑炉如金属热处理炉、有色金属熔炼炉、锻造加热炉、回转窑、隧道窑以及非金属材料 烧结窑、干燥脱水等加热设备。三、应用实例1、某合资

16、饭店该饭店设有桑拿、餐饮和宾馆部，一年四季需用热水。原来使用两台油炉（一台备用），日耗柴油2吨，以油价3000元/吨计，每年直接燃油费用支出219万元。改造使用一台 2.26m煤气发生炉，产气量2000m3/h,煤气热值 5.86 -6.1MJ/Nn3i （14001450kcal /Nn3i）,可供两台锅炉同时使用。煤气 发生炉造价为3234万元，日耗煤量 8.25吨，煤价（沈北褐煤，低位热值为2400 X 4.18KJ/kg）为126元/吨，年耗煤量 3011吨，热煤直接费用支出37.9万元，热料直接费用节省了181.1万元。经济效益十分可观。2 、省外某机械厂该厂为国外厂商配套生产大型齿

17、圈，热处理工序靠委托外厂加工，每吨工件需支出费用600元。我公司为该厂设计了燃气热处理窑并为其配套一台2.6m煤气发生炉，使用当地出产的褐煤作气化原料煤，使用后热处理成本仅需60元/吨。年加工量以 2000吨计（每窑热处理能力为40吨），可节省费用100多万元，与原来外委加工相比较，相当于年增加利润100多万元。该厂尝到了甜头，还要求我公司再为其生产三台煤气发生炉。3 、某锻造公司该企业改造前使用燃油加热炉进行生产。不仅燃料费用高，还因造成环境污染被环保管理部门处罚 多次。改造工程上马，一期先上了一台2.8m煤气发生炉，为两台加热炉提供燃气。不仅大量节省了燃料费用，还得到了环保部门的肯定和支持

18、。该企业决定后续改造工程至少再上三台煤气发生炉，将所有 燃油加热炉都改造为燃气炉，以追求更加可观的经济效益。word教育资料现阶段，各类劳动密集型手烧式工业炉、中小锅炉、茶浴炉在我国众多地域仍普 遍存在。长期以来，基于总体生产工艺较为落后的客观现实，上述绝大部分炉型的加 热方式，一直以粗放性质的直接层状燃煤为主。由于选用燃料煤的挥发分含量高、受 炉膛高温烘烤作用释放速度快、释放量较集中等特点，司炉方法及燃烧方式又决定了 燃煤设施本身没有能力将瞬时高浓度挥发分燃烧完全，废气流的下游也基本无法采取 行之有效的常规烟尘治理措施，所以“滚滚黑烟”往往给周边地区造成十分严重的大 气污染。象鳗陵地区的电磁

19、窑、陶瓷窑等，是非常典型的。众多常规技术的现场实践经验及失败教训表明，工业炉、中小锅炉、茶浴炉等直 接燃煤设施的烟尘治理根本出路在于改变燃料结构及燃烧方式。根据我国现阶段的基 本国情，仍然依托煤炭，实现工业炉、中小锅炉、茶浴炉等的炉前制气，进而完成它 们燃料结构及燃烧方式的改变是目前乃至今后相当长一个时期最有效、最经济可行的 办法之一。、混合煤气发生炉气化原理1 .简介混合发生炉热煤气是一种以一氧化碳（CO）、氢气（H2）及甲烷（CH）等可燃气体为主 要成分的工业热燃料气。它是在特定结构的装置即发生炉内，控制气化条件，块煤 （或 焦炭）在空气（或氧气）和蒸汽混合组成的气化剂的作用下发生一系列复

20、杂的物理化学 变化而产生的。 混合发生炉热煤气热值一般在 4.67.5MJ/Nm3（或10981790Kcal/ Nm）之间（上限为富氧鼓风），若进入燃烧器的预混空气进行预热，实际燃烧温度最高可 达到1500c左右，因此，混合发生炉热煤气在机械、冶金、建材、陶瓷、化工、食品 等部门具有广泛的适用性。2 .化学反应混合发生炉热煤气生产过程可能发生的化学反应包括: C+Q=CO+ 408.8MJ 2c+Q = 2O 246.4MJ C+CO = 2CO- 162.4MJ C+H2O(g)=Cd H2-118.8MJ C+2HO(g) = CO+ 2H2-75.2MJ CO+ H2O(g) = CO

21、+ H + 43.6MJ上述反应进行的程度取决于发生炉的操作条件，即气化温度、压力、气化剂的组 成和流速、气化剂与燃料的接触时间以及燃料的反应性、表面性质等。3.生产方式发生炉在生产过程中，气化剂从炉底进入炉内煤层，气化生成的粗煤气从顶部输 出.灰渣层，厚度约为100200mm气化剂在灰渣层中不发生化学变化，只与灰渣 进行热交换，气化剂吸收热量升温预热，灰渣释放热量被冷却，同时对炉算起保护作 用。氧化层，即有Q存在的燃料层，煤中固定碳与气化剂中的氧气发生强烈氧化反 应，放出大量的热，使炉内保持足够的温度。还原层，从氧化层上来的高温CO和水蒸气与炽热的碳发生还原反应，吸收热量, 生成COffi

22、H。干储层，煤炭受热干储，释放挥发分，得到 CH、焦油蒸汽等气态烧类物质及其 它气体成分。干燥层，入炉煤炭在该层内脱除水分。氧化层结合还原层又称发生炉火层。三、热煤气燃烧系统1 .工艺流程热煤气燃烧系统由煤气发生炉、除尘器、隔离水封、热煤气管道、燃烧器（用户）等组成，其关键设备是煤气发生炉。2 .TD型混合煤气发生炉TD型混合煤气发生炉是由天地科技股份公司环保事业部开发设计，协作单位加工 生产的一种专门为劳动密集型中小工业炉以及民用中小型手烧式锅炉、茶浴炉提供洁 净热燃料气的煤炭气化装置。目的是在工业炉、锅炉、茶浴炉的燃烧室结构及燃料来 源不改变的前提条件下，通过改变燃烧方式，解决上述用户普遍存在的