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移動(dòng)床煤氣化爐的設(shè)計(jì)及計(jì)算熱動(dòng)1201張少豪移動(dòng)床煤氣化爐的設(shè)計(jì)及計(jì)算熱動(dòng)1201張少豪1煤氣化研究背景我國(guó)是一個(gè)缺油"少氣"煤炭資源相對(duì)豐富的國(guó)家,而煤氣化技術(shù)則是現(xiàn)代煤化工的基礎(chǔ),煤氣化是通過直接液化制取油品或在高溫下氣化制得合成氣,再以合成氣為原料制取甲醇、合成油、天然氣等一級(jí)產(chǎn)品及以甲醇為原料制得乙烯、丙烯等二級(jí)化工產(chǎn)品的核心技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外氣化技術(shù)眾多,自世紀(jì)中葉德國(guó)Siemen兄弟最早開發(fā)煤氣發(fā)生爐至今,已有150余年歷史!形成了固定床(移動(dòng)床)、流化床和氣流床三種技術(shù)工藝。各種技術(shù)都有其特點(diǎn)和特定的適用場(chǎng)合,它們的工業(yè)化應(yīng)用程度及可靠性不同,選擇與煤種及下游產(chǎn)品相適宜的煤氣化工藝技術(shù)是煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要決策。煤氣化研究背景我國(guó)是一個(gè)缺油"少氣"煤炭資源相對(duì)豐富的國(guó)家,2煤氣化原理示意圖煤氣化原理示意圖3氣化的基本過程固體燃料的氣化過程是在氣化爐(或稱煤氣發(fā)生爐)中進(jìn)行的。氣化爐由爐體、加料裝置、爐柵(又稱爐篦或爐條)、灰盤、氣化劑入口和煤氣出口等部分組成。固體燃料自上而下加入,在氣化過程中逐步下移,變成爐渣后由下部導(dǎo)出,氣化劑則由下部進(jìn)入,通過爐柵自下而上,生成的煤氣由燃料層上方引出,這樣就形成了一個(gè)連續(xù)穩(wěn)定的氣化過程?;覍樱悍峙錃饣瘎?、保護(hù)爐篦使其不受高溫的影響,借灰渣顯熱預(yù)熱氣化劑氧化層:碳與氣化劑中氧進(jìn)行氧化反應(yīng),生成co2及co,放出熱量,供還原層吸熱反應(yīng)所需熱量還原層:co2還原成co,或水蒸氣與碳分解為,所需熱量為氧化層上來之熱氣體所帶顯熱干餾層:燃料與熱煤氣換熱進(jìn)行熱分解,析出干餾產(chǎn)物:水分、輕油、干餾煤氣干燥層:靠熱煤氣顯熱使原料煤得以干燥空氣層:積聚所產(chǎn)煤氣,沉降所攜灰塵氣化的基本過程固體燃料的氣化過程是在氣化爐(或稱煤氣發(fā)生爐)4煤氣化的化學(xué)反應(yīng)(a)氣相反應(yīng):2CO+O2→2CO22H2+O2→2H2OCH4+O2→2H2O+COCO+H2O→CO2+H2CO+3H2→2H2O+CH4CxHy(氣態(tài)煤焦油)+(x+y/2)2O2→y/2H2O+xCO(b)氣固反應(yīng):C+O2→CO22C+O2→2COC+H2O→CO+H2C+CO2→2COC+2H2→CH4煤氣化的化學(xué)反應(yīng)(a)氣相反應(yīng):(b)氣固反應(yīng):5固定床氣化技術(shù)工藝定床氣化技術(shù)也稱移動(dòng)床氣化技術(shù),是世界上最早開發(fā)和應(yīng)用的氣化技術(shù)。固定床一般以塊煤或焦煤為原料,煤(焦)由氣化爐頂部加入,自上而下經(jīng)過干燥層、干餾層、還原層和氧化層,最后形成灰渣排出爐外,氣化劑自下而上經(jīng)灰渣層預(yù)熱后進(jìn)入氧化層和還原層。固定床氣化的局限性是對(duì)床層均勻性和透氣性要求較高,入爐煤要有一定的粒(塊)度(6~50mm)和均勻性。煤的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、黏結(jié)性和結(jié)渣性等指標(biāo)都與透氣性有關(guān),因此,固定床氣化爐對(duì)入爐原料有很多限制。大型固定床氣化技術(shù)包括Lurgi氣化技術(shù)、BGL氣化技術(shù)和YM氣化技術(shù)等。加壓固定床氣化技術(shù)是在常壓固定床氣化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,主要解決常壓固定床氣化技術(shù)中氣化強(qiáng)度低、單爐處理負(fù)荷小等缺點(diǎn),最有代表性的是Lurgi加壓氣化爐。BGL氣化技術(shù)是在Lurgi氣化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,該技術(shù)最大的改進(jìn)是降低了蒸汽與氧氣的體積比,提高了氣化反應(yīng)區(qū)的溫度,實(shí)現(xiàn)熔融態(tài)排渣,從而提高了生產(chǎn)能力,可更適合于灰熔點(diǎn)低的煤和對(duì)蒸汽反應(yīng)活性較低的煤。固定床氣化技術(shù)工藝定床氣化技術(shù)也稱移動(dòng)床氣化技術(shù),是世界上最6氣化過程計(jì)算氣化過程計(jì)算是發(fā)生爐制氣工段工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。氣化過程計(jì)算應(yīng)確定:發(fā)生爐煤氣組成、熱值、產(chǎn)氣率、蒸汽和空氣耗率、其它副產(chǎn)品產(chǎn)率、氣化效率、熱效率等。發(fā)生爐煤氣氣化過程計(jì)算方法有兩種:一是控制計(jì)算法;二是綜合計(jì)算法。前者以實(shí)際測(cè)定的數(shù)據(jù)為計(jì)算依據(jù),后者以一部分實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和一部分理論數(shù)據(jù)為計(jì)算依據(jù)。本文采用綜合計(jì)算法。理想氣化指標(biāo)燃料干餾過程的計(jì)算煤中含碳量的平衡煤氣組成、熱值和產(chǎn)率的確定繪制物料平衡表計(jì)算煤氣發(fā)生爐的熱平衡氣化過程計(jì)算氣化過程計(jì)算是發(fā)生爐制氣工段工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。氣化7煤氣產(chǎn)率/氣化效率/熱效率通過計(jì)算潞安礦務(wù)局干煤氣產(chǎn)率:3.38m3/kg濕煤氣產(chǎn)率:3.58m3/kg氣化效率:69.63%熱效率:76.66%
以上作為氣化爐設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)參數(shù)煤氣產(chǎn)率/氣化效率/熱效率通過計(jì)算潞安礦務(wù)局8氣化爐的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選用常壓固定床混合煤氣發(fā)生爐。此爐型由上、中、下三部分組成。上部分包括加煤機(jī)、爐蓋、探火孔等主要部件。中部包括爐體和蒸汽水套、碎渣圈等。下部包括爐篦、灰盤通風(fēng)箱等?;冶P及通風(fēng)箱均設(shè)有水封,以保證爐子的氣密性,還起到防爆作用氣化爐的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選用常壓固定床混合煤氣發(fā)生爐。9氣化爐設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)氣化強(qiáng)度為850Nm3/(m2h)爐膛內(nèi)徑為3000mm,則截面積A=9.78m2爐膛凈高為2200mm煤氣產(chǎn)量:8313Nm3/h耗煤量:3.58m3/kg氣化劑耗量:4644.13Nm3/h蒸汽消耗量:696.62m3/kg氣化爐設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)氣化強(qiáng)度為850Nm3/(m2h)10爐墻及探火孔在進(jìn)行耐火材料的選擇時(shí),主要考慮耐火度和絕熱性能兩項(xiàng)指標(biāo)。由于整個(gè)裝置內(nèi)部溫度都在1000左右,故要求向火面的耐火材料有較高的耐火度。爐內(nèi)溫度900℃,由此選擇耐火材料為粘土耐火磚,保溫材料為水泥珍珠巖制品探火孔是發(fā)生爐的重要部件之一,8個(gè)探火孔均勻分布在爐蓋的圓周上。其作用是:通過探火孔對(duì)燃料表層進(jìn)行觀察;調(diào)整爐況及對(duì)燃料層進(jìn)行深層調(diào)整;用釬子探測(cè)爐內(nèi)各層溫度及分布情況,用以指導(dǎo)操作。探火孔由塞子、外殼、及噴嘴組成。爐墻及探火孔在進(jìn)行耐火材料的選擇時(shí),主要考慮耐火度和絕熱性能11蒸汽發(fā)生系統(tǒng)
水套產(chǎn)生的蒸汽和熱水由上升管上升到蒸汽集氣器中,在其中進(jìn)行汽水分離,分離水經(jīng)給水管流回水套,以形成水的自然循環(huán)。集氣器分離出的蒸汽供氣化用。水套由20號(hào)鋼板制成,作用是內(nèi)殼形成的水冷壁可防止熔渣塊粘在爐壁上,并產(chǎn)生0.07兆帕的蒸汽,供氣化使用。右圖為設(shè)計(jì)的爐底水封結(jié)構(gòu)示意圖蒸汽發(fā)生系統(tǒng)水套產(chǎn)生的蒸汽和熱水由上升管上升到蒸12灰盤灰盤與大蝸輪固定在一起,下部以其環(huán)形導(dǎo)軌坐落在環(huán)形基座的鋼球上,灰盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鋼球在上、下槽形導(dǎo)軌內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),以減小摩擦力?;冶P內(nèi)壁表面突出的斜筋幫助大排灰刀排灰。固定不動(dòng)的大排灰刀下端插入灰盤水中,灰盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),灰渣沿灰刀的斜面被排出?;冶P與碎渣圈的相對(duì)尺寸對(duì)灰渣的排出、煤氣的產(chǎn)量等有直接的影響。對(duì)于爐體與灰盤之間的間隙h要有足夠尺寸,若尺寸不夠大,會(huì)造成灰渣對(duì)水套磨損的加劇,本設(shè)計(jì)h取350mm?;冶P灰盤與大蝸輪固定在一起,下部以其環(huán)形導(dǎo)軌坐落在環(huán)形基座的13固定床氣化爐爐篦的設(shè)計(jì)與計(jì)算在固定床氣化爐制氣過程中,氧化層中的燃料碳表面積只有在與充分均勻的氣化劑接觸的條件下才能發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng),直至以上各層化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行也都與氣化劑的分布是否均勻有著直接的關(guān)系。要使煤氣發(fā)生爐中送入的氣化劑在氧化層以下就形成一個(gè)流量均勻的速度場(chǎng),爐篦氣化劑的分配及風(fēng)口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵。據(jù)流體力學(xué)原理,有以下特點(diǎn):1.各支管中阻力損失都相等,等于總阻力降:
2.所有支管中的流量和等于總流量:
固定床氣化爐爐篦的設(shè)計(jì)與計(jì)算在固定床氣化爐制氣過程中,氧化層14爐篦風(fēng)口設(shè)計(jì)計(jì)算爐篦風(fēng)口位置的確定爐篦的分層,一般隨爐直徑大小而定,并考慮排灰方式以及穩(wěn)壓室所需要的結(jié)構(gòu)空間等因素。理論上分層越多越利于氣化劑的均勻分布。本設(shè)計(jì)分4層。(2)穩(wěn)壓室的設(shè)計(jì):要達(dá)到氣化劑分布均勻,要使氣化劑在穩(wěn)壓室內(nèi)形成一均勻靜壓場(chǎng),應(yīng)考慮:①氣化劑進(jìn)入穩(wěn)壓室是逐級(jí)擴(kuò)壓,以動(dòng)壓力的降低使靜壓力均勻平穩(wěn)。②氣化劑在穩(wěn)壓室內(nèi),對(duì)應(yīng)各層爐篦風(fēng)口處的靜壓力必須相等。③空間允許時(shí),穩(wěn)壓室越大,靜壓力越穩(wěn)定,越有利于氣化劑均勻分布。爐篦風(fēng)口設(shè)計(jì)計(jì)算爐篦風(fēng)口位置的確定15(3)穩(wěn)壓室風(fēng)口所需直徑的計(jì)算部分:(3)穩(wěn)壓室風(fēng)口所需直徑的計(jì)算部分:16各層爐篦送氣化劑開孔數(shù)目通過上述公式得到以下計(jì)算結(jié)果:第一層爐篦風(fēng)口截面,需5個(gè)40;第二層爐篦風(fēng)口截面,需5個(gè)40;第三層爐篦風(fēng)口截面,需7個(gè)40;第四層爐篦風(fēng)口截面,需65個(gè)40各層爐篦送氣化劑開孔數(shù)目通過上述公式得到以下計(jì)算結(jié)果:17氣化爐進(jìn)出管徑的確定(1)上升管管徑水套頂部有8個(gè)蒸汽上升管,產(chǎn)生0.07MPa的蒸汽,產(chǎn)量大小與煤種及操作工藝有關(guān),每個(gè)上升管流量為250m3/s,得經(jīng)濟(jì)流速為30m/s(2)給水管管徑生產(chǎn)蒸汽所消耗的軟化水由集汽器經(jīng)給水管補(bǔ)充,其流量為11.3,得經(jīng)濟(jì)流速0.4m/s氣化爐進(jìn)出管徑的確定(1)上升管管徑18總結(jié)本文以潞安礦務(wù)局煤為原料,選擇固定床氣化爐作為本設(shè)計(jì)的氣化爐。通過對(duì)干餾過程與氣化過程的物料衡算和元素平衡計(jì)算,得到了撫順煤氣化的工藝參數(shù)如下:干煤氣高熱值:1486kcal/m3;干煤氣產(chǎn)率:3.38m3kg;氣化效率:69.63%;熱效率:76.66%;氣化強(qiáng)度:850Nm3/(m2h);煤氣產(chǎn)量8313Nm3/h:,空氣消耗量為:4644.13Nm3/h,蒸汽耗量:696.62kg/h。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)爐子的工藝要求,完成了爐墻耐火材料的選擇與計(jì)算、水夾套的計(jì)算、爐篦的設(shè)計(jì)計(jì)算以及化爐進(jìn)出管徑的確定。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,自主設(shè)計(jì)了一臺(tái)常壓固定床氣化爐。其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:爐膛內(nèi)徑:3000mm;爐膛截面積:9.78m2;爐膛凈高2200mm;氣化劑進(jìn)口管徑500mm;煤氣出口管徑:1000mm,水套高度1300mm;水套受熱面積:27.86m2;灰盤水封高度:950mm;爐底水封高度:835mm??偨Y(jié)本文以潞安礦務(wù)局煤為原料,選擇固定床氣化爐作為本設(shè)計(jì)的19移動(dòng)床煤氣化爐的設(shè)計(jì)及計(jì)算熱動(dòng)1201張少豪移動(dòng)床煤氣化爐的設(shè)計(jì)及計(jì)算熱動(dòng)1201張少豪20煤氣化研究背景我國(guó)是一個(gè)缺油"少氣"煤炭資源相對(duì)豐富的國(guó)家,而煤氣化技術(shù)則是現(xiàn)代煤化工的基礎(chǔ),煤氣化是通過直接液化制取油品或在高溫下氣化制得合成氣,再以合成氣為原料制取甲醇、合成油、天然氣等一級(jí)產(chǎn)品及以甲醇為原料制得乙烯、丙烯等二級(jí)化工產(chǎn)品的核心技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外氣化技術(shù)眾多,自世紀(jì)中葉德國(guó)Siemen兄弟最早開發(fā)煤氣發(fā)生爐至今,已有150余年歷史!形成了固定床(移動(dòng)床)、流化床和氣流床三種技術(shù)工藝。各種技術(shù)都有其特點(diǎn)和特定的適用場(chǎng)合,它們的工業(yè)化應(yīng)用程度及可靠性不同,選擇與煤種及下游產(chǎn)品相適宜的煤氣化工藝技術(shù)是煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的重要決策。煤氣化研究背景我國(guó)是一個(gè)缺油"少氣"煤炭資源相對(duì)豐富的國(guó)家,21煤氣化原理示意圖煤氣化原理示意圖22氣化的基本過程固體燃料的氣化過程是在氣化爐(或稱煤氣發(fā)生爐)中進(jìn)行的。氣化爐由爐體、加料裝置、爐柵(又稱爐篦或爐條)、灰盤、氣化劑入口和煤氣出口等部分組成。固體燃料自上而下加入,在氣化過程中逐步下移,變成爐渣后由下部導(dǎo)出,氣化劑則由下部進(jìn)入,通過爐柵自下而上,生成的煤氣由燃料層上方引出,這樣就形成了一個(gè)連續(xù)穩(wěn)定的氣化過程?;覍樱悍峙錃饣瘎?、保護(hù)爐篦使其不受高溫的影響,借灰渣顯熱預(yù)熱氣化劑氧化層:碳與氣化劑中氧進(jìn)行氧化反應(yīng),生成co2及co,放出熱量,供還原層吸熱反應(yīng)所需熱量還原層:co2還原成co,或水蒸氣與碳分解為,所需熱量為氧化層上來之熱氣體所帶顯熱干餾層:燃料與熱煤氣換熱進(jìn)行熱分解,析出干餾產(chǎn)物:水分、輕油、干餾煤氣干燥層:靠熱煤氣顯熱使原料煤得以干燥空氣層:積聚所產(chǎn)煤氣,沉降所攜灰塵氣化的基本過程固體燃料的氣化過程是在氣化爐(或稱煤氣發(fā)生爐)23煤氣化的化學(xué)反應(yīng)(a)氣相反應(yīng):2CO+O2→2CO22H2+O2→2H2OCH4+O2→2H2O+COCO+H2O→CO2+H2CO+3H2→2H2O+CH4CxHy(氣態(tài)煤焦油)+(x+y/2)2O2→y/2H2O+xCO(b)氣固反應(yīng):C+O2→CO22C+O2→2COC+H2O→CO+H2C+CO2→2COC+2H2→CH4煤氣化的化學(xué)反應(yīng)(a)氣相反應(yīng):(b)氣固反應(yīng):24固定床氣化技術(shù)工藝定床氣化技術(shù)也稱移動(dòng)床氣化技術(shù),是世界上最早開發(fā)和應(yīng)用的氣化技術(shù)。固定床一般以塊煤或焦煤為原料,煤(焦)由氣化爐頂部加入,自上而下經(jīng)過干燥層、干餾層、還原層和氧化層,最后形成灰渣排出爐外,氣化劑自下而上經(jīng)灰渣層預(yù)熱后進(jìn)入氧化層和還原層。固定床氣化的局限性是對(duì)床層均勻性和透氣性要求較高,入爐煤要有一定的粒(塊)度(6~50mm)和均勻性。煤的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、黏結(jié)性和結(jié)渣性等指標(biāo)都與透氣性有關(guān),因此,固定床氣化爐對(duì)入爐原料有很多限制。大型固定床氣化技術(shù)包括Lurgi氣化技術(shù)、BGL氣化技術(shù)和YM氣化技術(shù)等。加壓固定床氣化技術(shù)是在常壓固定床氣化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,主要解決常壓固定床氣化技術(shù)中氣化強(qiáng)度低、單爐處理負(fù)荷小等缺點(diǎn),最有代表性的是Lurgi加壓氣化爐。BGL氣化技術(shù)是在Lurgi氣化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,該技術(shù)最大的改進(jìn)是降低了蒸汽與氧氣的體積比,提高了氣化反應(yīng)區(qū)的溫度,實(shí)現(xiàn)熔融態(tài)排渣,從而提高了生產(chǎn)能力,可更適合于灰熔點(diǎn)低的煤和對(duì)蒸汽反應(yīng)活性較低的煤。固定床氣化技術(shù)工藝定床氣化技術(shù)也稱移動(dòng)床氣化技術(shù),是世界上最25氣化過程計(jì)算氣化過程計(jì)算是發(fā)生爐制氣工段工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。氣化過程計(jì)算應(yīng)確定:發(fā)生爐煤氣組成、熱值、產(chǎn)氣率、蒸汽和空氣耗率、其它副產(chǎn)品產(chǎn)率、氣化效率、熱效率等。發(fā)生爐煤氣氣化過程計(jì)算方法有兩種:一是控制計(jì)算法;二是綜合計(jì)算法。前者以實(shí)際測(cè)定的數(shù)據(jù)為計(jì)算依據(jù),后者以一部分實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和一部分理論數(shù)據(jù)為計(jì)算依據(jù)。本文采用綜合計(jì)算法。理想氣化指標(biāo)燃料干餾過程的計(jì)算煤中含碳量的平衡煤氣組成、熱值和產(chǎn)率的確定繪制物料平衡表計(jì)算煤氣發(fā)生爐的熱平衡氣化過程計(jì)算氣化過程計(jì)算是發(fā)生爐制氣工段工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。氣化26煤氣產(chǎn)率/氣化效率/熱效率通過計(jì)算潞安礦務(wù)局干煤氣產(chǎn)率:3.38m3/kg濕煤氣產(chǎn)率:3.58m3/kg氣化效率:69.63%熱效率:76.66%
以上作為氣化爐設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)參數(shù)煤氣產(chǎn)率/氣化效率/熱效率通過計(jì)算潞安礦務(wù)局27氣化爐的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選用常壓固定床混合煤氣發(fā)生爐。此爐型由上、中、下三部分組成。上部分包括加煤機(jī)、爐蓋、探火孔等主要部件。中部包括爐體和蒸汽水套、碎渣圈等。下部包括爐篦、灰盤通風(fēng)箱等。灰盤及通風(fēng)箱均設(shè)有水封,以保證爐子的氣密性,還起到防爆作用氣化爐的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選用常壓固定床混合煤氣發(fā)生爐。28氣化爐設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)氣化強(qiáng)度為850Nm3/(m2h)爐膛內(nèi)徑為3000mm,則截面積A=9.78m2爐膛凈高為2200mm煤氣產(chǎn)量:8313Nm3/h耗煤量:3.58m3/kg氣化劑耗量:4644.13Nm3/h蒸汽消耗量:696.62m3/kg氣化爐設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)氣化強(qiáng)度為850Nm3/(m2h)29爐墻及探火孔在進(jìn)行耐火材料的選擇時(shí),主要考慮耐火度和絕熱性能兩項(xiàng)指標(biāo)。由于整個(gè)裝置內(nèi)部溫度都在1000左右,故要求向火面的耐火材料有較高的耐火度。爐內(nèi)溫度900℃,由此選擇耐火材料為粘土耐火磚,保溫材料為水泥珍珠巖制品探火孔是發(fā)生爐的重要部件之一,8個(gè)探火孔均勻分布在爐蓋的圓周上。其作用是:通過探火孔對(duì)燃料表層進(jìn)行觀察;調(diào)整爐況及對(duì)燃料層進(jìn)行深層調(diào)整;用釬子探測(cè)爐內(nèi)各層溫度及分布情況,用以指導(dǎo)操作。探火孔由塞子、外殼、及噴嘴組成。爐墻及探火孔在進(jìn)行耐火材料的選擇時(shí),主要考慮耐火度和絕熱性能30蒸汽發(fā)生系統(tǒng)
水套產(chǎn)生的蒸汽和熱水由上升管上升到蒸汽集氣器中,在其中進(jìn)行汽水分離,分離水經(jīng)給水管流回水套,以形成水的自然循環(huán)。集氣器分離出的蒸汽供氣化用。水套由20號(hào)鋼板制成,作用是內(nèi)殼形成的水冷壁可防止熔渣塊粘在爐壁上,并產(chǎn)生0.07兆帕的蒸汽,供氣化使用。右圖為設(shè)計(jì)的爐底水封結(jié)構(gòu)示意圖蒸汽發(fā)生系統(tǒng)水套產(chǎn)生的蒸汽和熱水由上升管上升到蒸31灰盤灰盤與大蝸輪固定在一起,下部以其環(huán)形導(dǎo)軌坐落在環(huán)形基座的鋼球上,灰盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鋼球在上、下槽形導(dǎo)軌內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),以減小摩擦力。灰盤內(nèi)壁表面突出的斜筋幫助大排灰刀排灰。固定不動(dòng)的大排灰刀下端插入灰盤水中,灰盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),灰渣沿灰刀的斜面被排出?;冶P與碎渣圈的相對(duì)尺寸對(duì)灰渣的排出、煤氣的產(chǎn)量等有直接的影響。對(duì)于爐體與灰盤之間的間隙h要有足夠尺寸,若尺寸不夠大,會(huì)造成灰渣對(duì)水套磨損的加劇,本設(shè)計(jì)h取350mm?;冶P灰盤與大蝸輪固定在一起,下部以其環(huán)形導(dǎo)軌坐落在環(huán)形基座的32固定床氣化爐爐篦的設(shè)計(jì)與計(jì)算在固定床氣化爐制氣過程中,氧化層中的燃料碳表面積只有在與充分均勻的氣化劑接觸的條件下才能發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng),直至以上各層化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行也都與氣化劑的分布是否均勻有著直接的關(guān)系。要使煤氣發(fā)生爐中送入的氣化劑在氧化層以下就形成一個(gè)流量均勻的速度場(chǎng),爐篦氣化劑的分配及風(fēng)口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)關(guān)鍵。據(jù)流體力學(xué)原理,有以下特點(diǎn):1.各支管中阻力損失都相等,等于總阻力降:
2.所有支管中的流量和等于總流量:
固定床氣化爐爐篦的設(shè)計(jì)與計(jì)算在固定床氣化爐制氣過程中,氧化層33爐篦風(fēng)口設(shè)計(jì)計(jì)算爐篦風(fēng)口位置的確定爐篦的分層,一般隨爐直徑大小而定,并考慮排灰方式以及穩(wěn)壓室所需要的結(jié)構(gòu)空間等因素。理論上分層越多越利于氣化劑的均勻分布。本設(shè)計(jì)分4層。(2)穩(wěn)壓室的設(shè)計(jì):要達(dá)到氣化劑分布均勻,要使氣化劑在穩(wěn)壓室內(nèi)形成一均勻靜壓場(chǎng),應(yīng)考慮:①氣化劑進(jìn)入穩(wěn)壓室是逐級(jí)擴(kuò)壓,以動(dòng)壓力的降低使靜壓力均勻平穩(wěn)。②氣化劑在穩(wěn)壓室內(nèi),對(duì)應(yīng)各層爐篦風(fēng)口處的靜壓力必須相等。③空間允許時(shí),穩(wěn)壓室越大,靜壓力越穩(wěn)定,
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