太原煤氣發(fā)生爐廠(chǎng)家：13949123660
煤氣發(fā)生爐工作原理
在一般的煤氣發(fā)生爐中，煤是由上而下、氣化劑則是由下而上地進(jìn)行逆流運(yùn)動(dòng)，它們之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和熱量交換。這樣在煤氣發(fā)生爐中形成了幾個(gè)區(qū)域，一般我們稱(chēng)為“層”。按照煤氣發(fā)生爐內(nèi)氣化過(guò)程進(jìn)行的程序，可以將發(fā)生爐內(nèi)部分為六層（見(jiàn)混合煤氣發(fā)生爐結(jié)構(gòu)示意圖）： 1）灰渣層；2）氧化層（又稱(chēng)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(tǒng)稱(chēng)為反應(yīng)層，干餾層和干燥層又統(tǒng)稱(chēng)為煤料準(zhǔn)備層。
（1）灰渣層： 煤燃燒后產(chǎn)生灰渣，形成灰渣層，它在發(fā)生爐的最下部，覆蓋在爐篦子之上。
其主要作用為：
a保護(hù)爐篦和風(fēng)帽，使它們不被氧化層的高溫?zé)龎模?
b預(yù)熱氣化劑，氣化劑從爐底進(jìn)入后，首先經(jīng)過(guò)灰渣層進(jìn)行熱交換，使灰渣層溫度降低，氣化劑溫度升高。一般氣化劑能預(yù)熱達(dá)300-450℃左右。
c灰渣層還起了布風(fēng)作用，使進(jìn)入的氣化劑在爐膛內(nèi)盡量均勻分布。
（2）氧化層： 也稱(chēng)為燃燒層（火層）。從灰渣中升上來(lái)的氣化劑中的氧與碳發(fā)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(guò)程中的主要區(qū)域之一，其主要反應(yīng)是： C O2→CO2 97650大卡氧化層的高度一般為所有燃料塊度的3-4倍，一般為100-200毫米。氣化層的溫度一般要小于煤的灰熔點(diǎn)，控制在1200℃左右。
（3）還原層： 在氧化層的上面是還原層。赤熱的碳具有很強(qiáng)的奪取氧化物中的氧而與之化合的本領(lǐng)，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(chēng)為還原層，其主要反應(yīng)為： CO C→2CO 38790大卡 H2O C→H2 CO 28380大卡 2H2O C→CO2 2H2 17970大卡 由于還原層位于氧化層之上，從上升的氣體中得到大量熱量，因此還原層有較高的溫度約800-1100℃，這就為需要吸收熱量的還原反應(yīng)提供了條件。而嚴(yán)格地講，還原層還有第一、第二之分，下部溫度較高的地方稱(chēng)第一還原層，溫度達(dá)950-1100℃，其厚度為300-400毫米左右；第二層為700-950℃之間，其厚度為第一還原層1.5倍，約在450毫米左右。
（4）干餾層： 干餾層位于還原層的上部，由還原層上升的氣體隨著熱量的被消耗，其溫度逐漸下降，故干餾層溫度約在150-700℃之間，煤在這個(gè)溫度下，歷經(jīng)低溫干餾的過(guò)程，煤中揮發(fā)份發(fā)生裂解，產(chǎn)生甲烷、烯烴及焦油等物質(zhì)，它們受熱成為汽態(tài)，即生成煤氣并通過(guò)上面干燥層而逸出，成為煤氣的組成部分。干餾層的高度隨燃料中揮發(fā)份含量及煤氣爐操作情況而變化，一般＞100毫米。
（5）干燥層： 干燥層位于干餾層上面，也即是燃料的面層，上升的熱煤氣與剛?cè)霠t的燃料在這層相遇，進(jìn)行熱交換，燃料中的水分受熱蒸發(fā)。一般認(rèn)為干燥溫度在室溫--150℃之間，這一層的高度也隨各種不同的操作情況而異，沒(méi)有相對(duì)穩(wěn)定之層高。
（6）空層： 空層即燃料層上部，爐體內(nèi)的自由區(qū)，其主要作用是匯集煤氣。也有的同志認(rèn)為：煤氣在空層停留瞬間，在爐內(nèi)溫度較高時(shí)還有一些副反應(yīng)發(fā)生，如：CO分解、放出一些炭黑： 2CO→CO2 C 以及2H2O CO→CO2 H2 從上面六層簡(jiǎn)單敘述，我們可以看出煤氣發(fā)生爐內(nèi)進(jìn)行的氣化過(guò)程是比較復(fù)雜的，既有氣化反應(yīng)，也有干餾和干燥過(guò)程。而且在實(shí)際生產(chǎn)的發(fā)生爐中，分層也不是很?chē)?yán)格的，相鄰兩層往往是相互交錯(cuò)的，各層的溫度也是逐步過(guò)渡的，很難具體劃分，各層中氣體成份的變化就更加復(fù)雜了，即使在專(zhuān)門(mén)的研究中，看法也是分歧的。 煤氣爐的結(jié)構(gòu): 對(duì)于固定床煤氣爐有多種結(jié)構(gòu)型式，按不同部位分述如下： 1加煤裝置：間歇式加煤罩；雙料鐘；振動(dòng)給煤機(jī)；撥齒加煤機(jī)。 2爐體結(jié)構(gòu)：帶壓力全水套；半水套；無(wú)水套（耐火材料爐襯）；常壓全水套。 3爐篦：寶塔型；型鋼焊接型。 4灰盤(pán)傳動(dòng)結(jié) 構(gòu)：撥齒型；蝸輪蝸桿型。
煤氣發(fā)生爐的化學(xué)反應(yīng)原理
當(dāng)燃料煤由加煤斗投入煤氣發(fā)生爐內(nèi)后，遇到由下部鼓入爐內(nèi)的氣化劑（空氣和水蒸氣）便發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，并沿料層高度方向向上形成五層、自而上為：灰渣層、氧化層、還原層、干熘層、干燥層。鼓入的氣化劑，首先經(jīng)過(guò)渣層，并在此層中得預(yù)熱，當(dāng)上升進(jìn)入高溫的燃料層時(shí)，碳和氧氣發(fā)生了下列反應(yīng)：2C O=2CO Q 2CO O2=2CO2 O C O=CO2 Q幾個(gè)反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，溫度很高、該層稱(chēng)為氧氣層。氧氣層中產(chǎn)生的熱氣繼續(xù)上升，與上層燃料接觸，產(chǎn)生了還原反應(yīng)。主還原層中的反應(yīng)主要是CO2 C=2CO-Q C H2O=CO2 2H2-O C H2O=CO H2-Q次還原層主要是生成一氧化碳與過(guò)剩的水蒸氣溫反應(yīng)：CO H2O=CO2 H2 Q此外，還有生成甲烷的副反應(yīng)：C 2H2=CH4 Q
還原層中生的熱氣體再往上升，加熱了上面的煤層，形成了干餾和干燥二層。干餾的揮發(fā)有機(jī)物在上升熱氣體帶來(lái)的物理熱作用下，被干餾的蒸發(fā)出來(lái)：干燥層的水份，也是靠此熱量被干燥凈塵器進(jìn)行處理后，供工作爐使用。
HML系列煤氣發(fā)生爐使用蒸汽—空氣的混合氣作為氣化劑，其氣化區(qū)的基本反應(yīng)為：
（1）C＋O2 = CO2＋408861 KJ
（2）2C＋O2 = 2CO2＋246447 KJ
（3）2CO＋O2 = 2CO2＋571275 KJ
（4）CO2＋C = 2CO－162414 KJ
（5）C＋H2O = CO＋H2－118828 KJ
（6）C＋2H2O = CO2＋2H2－75240 KJ
（7）CO＋H2O = CO2＋H2－43587 KJ
氣化劑穿過(guò)灰層后在氧化帶中與高溫焦碳接觸進(jìn)行氧化還原反應(yīng)放出大量的熱量，在還原帶中主要完成CO2及H2O的還原反應(yīng)（CO2 C→２CO，H2O C→H2 CO），得到CO和H2等可燃?xì)怏w。 
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