推广使用煤气发生炉是替代直接燃煤,减小环境污染的有效途径,但是有些环境要求更严格的地方,当地环保局则要求必须用两段式煤气发生炉,这是为什么呢?下面我们从技术的角度进行分析。顾名思义,两段式煤气炉比单段多个上段,炉体高度增加,炉内干燥、干馏、还原、氧化四个反应区层次更分明,反应更完全,采用同一种煤炭两段炉比单段炉产生的煤气热值高200千卡/米3,气化效率高5%,灰渣含碳量减少8%,因此煤炭利用率高,这样从另一个角度相对减少了煤炭使用量,进而减少了污染排放。两段炉由于炉内存在干馏段,使得煤炭在400~600℃低温的干馏条件下产生的轻质焦油,具有容易利用,流动性好的特点,可以进行深加工再利用,不会产生大量含酚废水。
目前,国内大部分生产燃料气的发生炉煤气站都是连续生产与连续供气的,而且多没有中间气柜贮存,作为生产与用户间的缓冲。所以,在实际生产中,用户需要多少煤气,供气单位就要生产多少煤气。因此实际生产情况就决定了每台发生炉并不总是满负荷生产,而是要根据用气量的大小随时对发生炉的生产负荷进行调整。在调整负荷的过程中,由于每个煤气站的炉型固定,煤种也不是频繁地变更,所以,不变,气化率在操作条件变化不大时也应是一个常数。这样,发生炉生产负荷的增大与减少只有通过气化强度I的调整,即在允许的范困内提高或降低气化强度并伴之其它工艺指标的变更来达到目的。
一、煤气发生炉应用范围
煤气发生炉是以空气和水蒸气为气化剂,生产混合煤气的先进设备。该设备适合气化弱粘性的贫煤、无烟煤、烟煤、焦煤、焦碳等燃料,广泛应用于机械、冶金、化工、玻璃、建材、轻工、食品、纺织工业的加热炉窑。
煤气发生炉是为机械、冶金、建材、轻工、化工、耐材,锅炉等行业热加工车间提供混合发生炉煤气的设备。煤气发生炉配备单斗提升上煤机,采用双密封钟罩加煤箱自动加煤,利用湿式灰盘自动出渣。炉篦传动机械全部设计在炉体外,运行可靠,便于安装维修。发生炉水套和汽包系低承压设备,均经过设计强度计算,对制造要求严格,产品出厂前进行周密检验,确保质量,发生炉生产的蒸汽供给炉底鼓风和炉顶探火孔汽封使用,在生产中不需外来补充蒸汽,以减少热能消耗。
二,煤气发生炉工作原理
两段式煤气站工艺:合格原料煤由电动葫芦提升至主厂房储煤仓,再经双滚筒液压加煤机加入炉内,煤受到来自气化段煤气的加热干馏,干馏后半焦状态下的煤炭在气化段与气化剂(空气、蒸气)发生反应,气化段生成的煤气分为两部分,一部分从两段煤气发生炉下段煤气出口经旋风除尘器出炉,另一部分向上经中心管与干馏煤气混合从上段煤气出口出炉。下段出口煤气经旋风除尘器降温除尘后进入强制风冷器,继续除尘降温,然后进入间冷器进一步降温。上段出口煤气进入电捕焦油器除焦后,直接进入间冷器,与下段煤气混合,在混合中完成降温,混合后煤气进入电捕轻油器,捕除轻油,煤气经加压风机加压后送往水雾捕滴器脱水送往用户。
两段式煤气发生炉自上而下由干馏段和气化段组成,首先煤从炉顶煤仓经两组下煤阀进入炉体,煤在干馏段经过充分的干燥和长时间的低温干馏,逐渐形成半焦,进入气化段,炽热的半焦在气化段与炉底鼓入的气化剂充分反应,经过炉内还原层,氧化层而形成灰渣,由炉栅驱动从灰盆自动排出。煤在低温干馏的过程中,以挥发份析出为主生成的煤气称为干馏煤气,组成两段炉的顶部煤气,约占总煤气量的40%,其热值较高(6700KJ/nm3) 温度较低(120℃左右),并含有大量的焦油。这种焦油为低温干馏产物,其流动性较好,可采用静电除尘器捕集起来,作为化工原料和燃料。在气化段,炽热的半焦和汽化剂经过还原、氧化等一系列化学反应生成的煤气,称为气化煤气。组成两段炉的底部煤气,约占总煤气量的60%,其热值相对较低(6400KJ/nm3),温度较高(450℃左右),因煤在干馏段低温干馏时间充足,进入气化段的煤已变成半焦,因此生成的气化煤气不含焦油,又因距炉栅灰层较近,所以含有少量飞灰。底部煤气就可经旋风除尘器及风冷器等设备来处理,这样对于使用冷净化煤气的用户,便可不采用水洗法就能使用上冷净化煤气,从而避免了大量酚水无法处理的缺陷。
两段式煤气发生炉有上下两个煤气出口,可输出不同热值的煤气,其气化效率和综合热效率均比单段炉高,煤炭经过炉内上段彻底干馏,下段煤气基本不含焦油,上段煤气含有少量轻质焦油,不易堵塞管道,两段炉煤气热值高而且稳定,操作弹性大,自动化程度高,劳动强度低。两段炉煤气站不污染环境,节水显著,占地面积小,长期运行成本低。该炉型中炉篦转动及加煤部分可根据用户不同要求采用机械或液压,炉篦为耐热铸铁,其透气性效果较佳,适用烟煤气化工艺。
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