发生炉煤气气化原理及净化流程

发生炉煤气气化原理及净化流程气化原理发生炉煤气是通过水蒸气和空气混合形成气化剂后流经炽热的固定燃烧床生成的。空气中所含的氧气、水蒸气与燃料中的碳反应，生成了共含有CO、CO2、H2、CH4、N2等成分的发生炉煤气。与空气混合的蒸气提高了热效率，并降低了燃烧床的温度，从而控制了熔块的形成。蒸气与碳反应是吸热反应：C＋H2O＝CO＋H2－Q（Q为热量，下同）当氧气和碳反应时就放出热量：2C＋O2＝2CO＋Q燃烧床的温度取决于气化剂的饱和温度，燃料的粒度、类型及发生炉的炉型。燃烧床的温度是非常重要的，因为对于给定的燃料和炉型，它决定着发生炉煤气的成分：在温度高的情况下，可产生大量的可燃气体。因此，重要的是既保持燃烧床高温而又不会形成熔块。形成熔块的温度取决于燃料的渣融特性，在氧气充足的情况下，还会出现两种反应：2CO＋O2＝2CO2＋QC＋O2＝CO2＋Q。所以说，CO的产生并不一定意味着任何碳燃烧都能使煤气的热值降低。另外，一些水蒸气还与CO反应，由于每体积CO转化为CO2时，同时生成了相同体积的H2：CO＋H2O＝CO2＋H2。因此，不会有热损失。在还原层，其温度低于1200℃时，还会出现下面的快速反应：CO2＋C＝2COH2O＋C＝CO＋H2当煤气通过还原带时，可燃气体含量迅速上升，而CO2和水蒸气含量下降。通过还原带后，一些煤气被抽出，流经底部旋风除尘器和强制风冷器，这股煤气称为“底部煤气”，其温度约为400℃左右。在干馏层，喂入发生炉的燃料，依次被干燥、预热和碳化，生成的蒸气、焦油雾和煤气一块从顶部离开发生炉，这一部分煤气称为“顶部煤气”，其温度保持120℃左右。现将备好的合格煤（粒度为20~40mm）通过上煤装置贮存在贮煤仓中，再按事先设定好的程序喂入炉内。煤经过干燥、预热后落到燃烧床上。2、此时，甲段燃烧床上的温度已达1000℃以上（温度由气体反应所得）。在高温、隔绝空气的情况下，煤粒熔化，并干馏。这里对燃烧床的温度要求是比较严格的：如果温度过高，煤粒会因此而来不及熔化，不能充分反应；如果温度过低，又达不到熔化干馏的要求。而燃烧床的温度取决于气化剂的饱和温度、燃料的粒度以及探火棒的作用。煤的“干馏”分解成轻焦油、重焦油、焦炭、煤气（焦炉气）。其中，轻焦油和煤气先从A管流出，这部分气体为“顶部煤气”，温度大约120℃。（在“冷煤气发生炉”中，这部分气体没有先抽出，而干馏所得气体中也含有一部分CH4）3、在“干馏层”所得的重焦油、焦炭（占干馏所得气体的大部分）由于密度比较大，就从燃烧床旁边进入乙段，其温度大约在1000℃~2000℃。在乙段底部的炉栅转动，其目的有三：一是使从甲段中流下来的气体保留在乙段；二是通过对气体剂的作用控制燃烧床的温度；三是过滤反应后的灰渣，使其落到丙段的水内，以便除去。通过顶部加入的水导流到③中，由于高温气化成水蒸气，与甲段下来的气体混合反应：C＋H2O＝CO＋H2（在“冷煤气发生炉”中的水蒸气是直接炉外加热变成水蒸气，再鼓入炉内，这些蒸气称为“外来蒸气”）。另外，由底部的鼓风机要12KPa的压力下把空气通过B鼓进炉内，通过炉栅进入乙段。这时发生了C＋CO2＝2CO反应。上述两个反应同时进行，使得CO、H2的浓度大大提高，而C、H2O浓度下降。（在“冷煤气发生炉”中没有炉栅，由甲段下来的气体与“外来水蒸气”反应：C＋H2O＝CO＋H2。同时，也发生C＋CO2＝2CO。这段称为“还原层”。生成的气体上浮，剩下的进入“气化层”。）由于这两个反就都是吸热反应，所以温度降至500℃左右。这部分煤气和着些重焦油、灰渣，通过侧管后，被抽到C管中，并送到洗涤装置中。（在“冷煤气发生炉”中的导出气体的管道只有一个。炉内物质完全反应后，并着“顶部煤气”一起被抽出炉外，送到洗涤装置中。）气化剩余的灰渣通过炉栅进入④中，内有灰盆、灰犁等除渣装置，当灰渣积累到一定程度，这些装置就启动把灰渣排到炉外。在乙段生成的气体就是“底部煤气”，乙段称为“气化段”。净化流程发生炉形成两段独立的煤气流，即“顶部煤气”和“底部煤气”。由于两股煤气性质不同，其净化工序亦不同。“顶部煤气”流经电除焦油器，在这里95%以上的焦油从煤气中析出，暂存于除焦油器下端的贮油槽中。“底部煤气”首先流经旋风除尘器，除去煤气中的粉尘，然后流经强制冷风器，冷却到120℃左右。此后，两股煤气混合流经洗涤冷却器，冷却到35℃~40℃，洗涤后的混合煤气流经电除轻油器，在这里除去煤气中剩余的粉尘和油类，且暂存在贮油槽中。通过伴热保持其液态，然后定期地通过输送泵将贮油槽内的油类物质送到贮油罐，最后作为焚烧燃料烧掉或由用户出售。强制风冷器、洗涤冷却器及电除油类器在冷却除尘、净化煤气的过程中，会有相当量的酚液析出，含有部分轻质油的酚液混合液流入油水分离器进行油水分离，分离后的轻质油又流回到贮油槽，酚液则通过酚液缓冲罐后，用输送泵送到贮存罐中。通过伴热保持其液态，然后定期地通过输送泵将贮油槽内的油类物质送到贮油罐，最后作为焚烧燃料烧掉或由用户出售。由电除油类器流出的冷净煤气，其压力维持在2KPa左右，必要时，再用增压机向煤气增压到15至20KPa后，送入脱硫塔进行脱硫，脱硫后的冷净煤气直接送至用户或送入贮气柜（留待后用）。气化后剩余的灰渣积存于灰盆中，依靠灰盆的转动与灰犁配合把它水封中驱出，注入溜灰槽，最后人工定期送往堆存处。