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+O?CO+97650大卡 22 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: CO+C?2CO+38790大卡 HO+C?H+CO+28380大卡 22 2HO+C?CO+2H+17970大卡 222 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?CO+C 2 以及2HO+CO?CO+H 222 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 嘉阳 大同 抚顺 鹤壁 铜川 阳泉 营城 淮南 焦作 鹤岗 西山 煤种?项目 焦煤 烟煤 气煤 贫煤 贫煤 无烟煤 长焰煤 气煤 无烟煤 气煤 无烟煤 CO 2.24 2.35 3.0 4.69 3.25 5.82 6.2 3.8 6.63 4.78 6.17 2煤 HS 0.06 0.05 0.1 0.035 0.85 / 0.1 / 0.04 / 0.15 2气 CH 0.2 0.4 0.4 / 0.3 / 0.3 0.3 / / / mn体 O 0.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 / 0.2 0.1 0.1 0.02 2积 CO 29.3 31.6 28.5 25.8 26.7 24.16 25.0 28.5 25.9 27.3 23.28 成 H 12.5 13.3 14.0 13.45 15.4 14.62 15.0 11.3 15.3 13.98 11.42 2份 CH 2.2 1.8 2.5 2.08 1.2 1.25 2.4 1.7 0.8 2.9 2.07 4% N 53.4 50.3 51.3 53.75 52.1 53.81 51 54.2 51.23 51.04 56.89 3Q(Kj/Nm) 5980 6320 6280 5520 5110 5580 5860 5760 5230 6030 4980 d 混合煤气发生炉装配图 2炉膛面积(m) 0.79 1.13 1.54 2 2.54 适用燃料 焦碳、无烟煤、弱粘结性烟煤 燃料块度(mm) 30,40 30,40 30,40 30,50 30,50 燃料消耗量(kg/h) 150 200 300 400 500 21400-1800 煤气产量(m/h) 420-540 650-800 840-1080 1120-1440 煤气出口温度(?) 450,550 450,550 450,550 450,550 450,550 2煤气发热值(Kcal/m) 1200-1350 1200-1350 1200-1350 1200-1350 1200-1350 煤气出口压力(pa) 980,1960 980,1960 980,1960 980,1960 980,1960 炉底最大鼓风压力(pa) 2014 2014 2014 2014 2014 饱和温度(?) 55,65 55,65 55,65 55,65 55,65 蒸气用量(kg/h) 50 80 100 150 180 除灰形式 旋转盘炉湿式除尘 气化剂类型 空气与水蒸气 2外形尺寸(m) 25 25 30 30 30 2炉膛面积(m) 3.14 3.8 4.52 5.31 适用燃料 焦碳、无烟煤、弱粘结性烟煤 燃料块度(mm) 30,50 40,60 40,60 40,60 燃料消耗量(kg/h) 600 750 880 1030 2煤气产量(m/h) 1680-2160 2100-2700 2460-3160 2800-3700 煤气出口温度(?) 450,550 450,550 450,550 450,550 2煤气发热值(Kcal/m) 1200-1350 1200-1350 1200-1350 1200-1350 煤气出口压力(pa) 980,1960 980,1960 980,1960 980,1960 炉底最大鼓风压力(pa) 2014 2014 2014 2014 饱和温度(?) 55,65 55,65 55,65 55,65 蒸气用量(kg/h) 220 270 310 350 除灰形式 旋转盘炉湿式除尘 气化剂类型 空气与水蒸气 2外形尺寸(m) 35 35 35 35 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 炉膛直径:1.8m 2炉膛断面积: 炉膛断面积:2.54m适用燃料:弱粘结性块烟煤、块焦炭 适用燃料:弱粘结性块烟煤、块焦炭 燃料块度:mm 13-25 25-50 燃料块度:mm 13-25 25-50 燃料消耗量:kg/h 300-450 燃料消耗量:kg/h 400-500 33煤气产量:m/h 1300-1800 煤气产量:标准m/h 1560-1950 33煤气热值:KJ/标准m 5020-5670 煤气热值:KJ/标准m 5020-5670 33(kcal/标准m)1200-1350 (kcal/标准m) 1200-1350 炉出口煤气温度:? 450-550 炉出口煤气温度:450-550? 炉出口煤气压力:Pa <980 炉出口煤气压力:Pa <980 饱和温度: 50?-65? 饱和温度: 50?-65? 鼓风最大压力:pa 2450 鼓风最大压力:pa 2940 料层总高: mm 1000-1200 料层总高:1000-1200mm 灰盘传动电机功率:3kw 灰盘传动电机功率:3kw 煤提升机电功率:2.2kw 煤提升机电功率:2.2kw 2外型尺寸:(长×宽)m 30 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。 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 炉膛直径:2.5m 适用燃料:弱粘结性块烟煤、块焦炭 适用燃料:弱粘结性块烟煤、块焦炭 燃料块度:13-25 25-50mm 燃料块度:mm 15-40 40-60 燃料消耗量:kg/h 500-650 燃料消耗量:kg/h 600-850 33煤气产量:标准m/h 1935-2565 /h 2698-3435 煤气产量:标准m 33煤气热值:KJ/标准m 5020-5670 煤气热值:KJ/标准m 5020-5670 炉出口煤气温度:450-550? 炉出口煤气温度:450-550? 炉出口煤气压力:Pa <980 炉出口煤气压力:Pa <980 饱和温度: 50?-65? 饱和温度: 50?-65? 鼓风最大压力:2940pa 鼓风最大压力:2940pa 料层总高:1000-1200mm 料层总高:1000-1200mm 灰盘传动电机功率:3kw 灰盘传动电机功率:3kw 煤提升机电功率:2.2kw 煤提升机电功率:2.2kw 灰盘转速:10-12r/h 灰盘转速:10-12r/h 22外型尺寸:(长×宽)35m 外型尺寸:(长×宽)35m 注:燃料消耗量、煤气产量和热值与气化燃料注: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。 有关，以上为一般数据。 , 固定床常压混合发生炉 炉气化用煤 煤气热值 煤膛 型 气 煤气 重量外形尺寸 内煤粒度耗量333号 种产量mn/h t (长X宽X高)m KJ/mn KCal/mn 径 种 mm t/h 类 m 焦混碳 13-25 合1100- 2.4m 2.4 无25-50 0.9-1.2 3600-5000 4605-5230 28.46 4.85x4.85x8.97 煤1250 烟50-75 气 煤 无 烟混煤 13-25 合3m13 3 弱-- --1.8 5500-6500 5440-5650 1300-1350 40 5.3x5.3x9 煤粘50-75 气 烟 煤 焦混碳 13-25 合3m21 3 无-- --1.8 5000-6500 4605-5230 1100-1250 38.3 5.3x5.3x9 煤烟50-75 气 煤 焦混碳 6-13 合TG-3m? 3 无-- --2.5 5500-7500 4605-5230 1100-1250 28.7 4.664x4.765x12.9 煤烟50-75 气 煤 无混6-13 TG-3m 烟合3 -- --2.5 5500-7500 5440-5650 1300-1350 31.6 4.664x4.765x12.9 ? 煤 煤50-75 弱气 粘 烟 煤 焦混碳 6-13 合W-G-Y 3 无-- --2.5 5500-7500 4605-5230 1100-1250 28.9 4.1x3.622x14.67 煤烟50-75 气 煤 焦混碳 13-25 合GJ-3m 3 无-- --2 5500-7000 4605-5230 1100-1250 43 2.8x2.8x9.6 煤烟50-75 气 煤 无 烟混煤 13-25 合3mT 3 弱-- --2 5000-6500 5230-5650 1250-1350 27.4 5.5x4.62x5.562 煤粘50-75 气 烟 煤 , 两段式完全气化煤气发生炉 气化用煤 煤气热值 炉膛 煤气 煤气 重量外形尺寸 内径 粒度耗量333种类 产量mn/h t (长X宽X高)m 煤种 KJ/mn KCal/mn m mm t/h 弱粘13-25 烟煤 水煤2800- 2.26 -- 1-1.5 1500-2400 11700-12560 65.73 4.764x4.764x19.73 褐煤气 3000 25-50 等 13-25 混合2.4 弱粘-- -0.9 -3000 6280-6700 1500-1600 28.43 4.85x4.85x14.1 煤气 烟煤 25-50 , 固定床压气化煤气发生炉 炉气化用煤 煤气热值 煤气产膛 煤气 重量外形尺寸 量粒度耗量33内种类 t (长X宽X高)m 煤种 KJ/mn KCal/mn 3mn/h mm t/h 径 m 无烟煤、弱6-13 混合3.7 粘烟煤、褐-- 10-12 >35000 >10467 >2500 203 4.6x6.75x27.9 煤气 煤 50-75 6-13 无烟煤、弱混合2.8 -- 8-12 15000 11000-12560 2700-3000 150 3.5x3.1x25.285 粘烟煤、褐煤气 50-75 煤