工业用煤气发生炉工作原理:
煤气发生炉的工作原理目前是以分层理论作为指导来探讨的,煤气发生炉内由下向上依次分为灰层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层。
1、灰层
灰层又称渣层,是固态物料由上向下移动的最后一层,是煤炭燃烧与汽化后的混合物。渣层的厚度大约由炉篦向上150~250mm厚;
灰层的作用是:①由于灰渣刚由氧化层沉降下来,温度比较高,当空气和水蒸气鼓入之后经过渣层进行冷热交换,将空气和水蒸气预热,一般预热到200℃以上。这样为氧化层的热化学反应带来优越条件,加速燃烧;②由于渣层被空气和水蒸汽冷却,温度已降低,铺在炉篦上可起保护作用;③灰渣分布在炉篦上呈疏松粒状,空气、水蒸气经炉篦的松渣层可以起到重新均匀分布气化剂的作用;④渣层是处在最下层,衬垫着其它层次,它的正常与稳定影响到其它层次。
2、氧化层
氧化层又称火层,正常情况下厚度为100~200mm,氧化层主要的作用是使空气中的氧气遇碳进行急剧的化学反应,生成大量的二氧化碳,同时放出大量的热量。煤气的热化学反应所需的热量靠此来维持。火层温度一般保持在1100~1250℃,这决定原料煤灰熔点的高低。一般煤炭的灰熔点大约在1250~1350℃左右,根据情况选择炉温的高低,以灰渣不结焦为准。
3、还原层
还原层是生成可燃气体的区域,根据反应式进行的情况分为第一还原层和第二还原层(或称为主还原层和次还原层)。正常情况下还原层厚度为200~400mm。还原层的作用是:①二氧化碳和灼热的碳起作用,进行化学反应,生成可燃的一氧化碳;②水蒸气与灼热碳进行吸热化学反应,生成可燃的一氧化碳和氢气;③除以上两类主要化学反应外,其次还有一氧化碳与多余的水蒸气反应而生成二氧化碳和氢气,同时放出热量,使煤气发生炉出口温度升高。
4、干馏层
干馏层位于还原层之上。煤炭进入炉内干燥后在400~500℃下析出挥发分及其它干馏产物变成焦碳,焦碳由干馏层转入还原层进行热化学反应。干馏层的厚度一般依煤种和操作的不同而不同。
5、干燥层
干燥层是总层最上的一层,原煤的水分在这一层被蒸发,为下层准备好干燥的原料。煤气发生炉的总层高度一般为900~1000mm。总层等于各层厚度的总和。
三、煤气发生炉的操作规范
煤气发生炉的操作是依据加热窑炉用气量,窑炉温度的变化,而随机运作的,其相关调整的主要参数为煤气发生炉炉底压力和小时耗气原料量。
(一)、煤气投料量的控制
1、根据窑炉对煤气需要量的大小。增减加料量。耗用煤气增大时,投料间隔时间要缩短。
2、通过检测煤气发生炉空层高度控制投料量。
3、当煤气发生炉出口温度超过450℃时应及时投料。
4、正常运行中尽量作到勤加料,少加料,平稳炉内料层高度,炉底压力及饱和温度适宜。
(二)、正常运行中的检测与要求
1、每小时用钎子探测一次空层(即测量总层高度)。
2、每小时要用钎子整理一次料层,使料层松紧,高底向一致,透炉时间不易过长。
3、每小时探中心灰层一次,每四小时探四周灰层一次。
4、灰盘除渣要勤启动,稳定料层和灰层,不宜大起大落。
5、如煤气发生炉出口煤气的温度超出规定范围迅速上升,料层厚高于正常值,炉内特别光亮,这时应将饱和温度增加3-4℃。
6、炉底饱和温度调节与控制
(1)饱和温度是煤气发生炉运行的主要参数。适当调节蒸气阀门与送风闸门,使其改变配比度,即可使饱和温度稳定在规定范围内。
(2)饱和温度底,易造成火层上移或煤层温度过高超过灰熔点,易使灰渣结焦。
(3)饱和温度过高,易造成火层下移或火层温度偏低,使炉子处于冷运行状态,影响煤气产量和质量。
(4)为调节氧化层温度,应调整饱和温度,火层温度低时,增大空气给入量或减少蒸汽给入量。
7、注意观察煤气发生炉水夹套玻璃管液面计,经常保持高水位运行,但不可超过上限。
8、生产过程中,发现异常和事故,应立即向值班班长汇报,并采取预防措施。
9、煤气发生炉正常生产转热备用炉操作程序
煤气发生炉因停电、缺水、停气、窑炉发生故障或本身故障,而暂时停止生产,但不熄火,使炉子处于随时可以投入运行状态称之为热备用炉。
(1)煤气发生炉转热备用应取得值班班长同意(特殊情况除外),并通过窑炉操作人员,作好停气准备。
(2)停止投料,减少产气量(降低炉底风压及进气量)。
(3)漫漫开启煤气安全放散阀,同时窑炉工应迅速关闭燃烧器上的煤气阀与空气阀。
(4)关闭煤气发生炉的炉底进风阀,再关蒸汽阀。
(5)开启自然通风阀,关停风机。
(6)热备后禁止向炉内投料或打开探火孔,注意各部位水封的水面。
(7)找出事故原因,立即向有关领导汇报。
(8)热备时间较长时,一个班应加1-2斗料,但加料时,应先开风机,少量给风保持炉内火层温度,同时炉内呈正压状态。严禁在负压状态投料或开启探火孔。