爐內(nèi)存在煤的干餾層和氣化層-企業(yè)生產(chǎn)實際教學(xué)案例庫課件

企業(yè)生產(chǎn)實際教學(xué)案例庫應(yīng)用化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)（煤化工方向）典型常壓移動床煤氣發(fā)生爐介紹（四）兩段式煤氣發(fā)生爐企業(yè)生產(chǎn)實際教學(xué)案例庫應(yīng)用化工生產(chǎn)技術(shù)專業(yè)典型常壓移動床煤氣目錄一、

兩段式煤氣發(fā)生爐原理二、

兩段式煤氣發(fā)生爐結(jié)構(gòu)三、連續(xù)式兩段發(fā)生爐四、間歇式兩段爐目錄一、兩段式煤氣發(fā)生爐原理二、兩段式煤氣發(fā)生爐結(jié)構(gòu)三從混合爐的生產(chǎn)原理來看，爐內(nèi)存在煤的干餾層和氣化層，干餾層一般較薄，當(dāng)煤加入爐內(nèi)時，干餾迅速進行，煤炭中含量的重質(zhì)烴沒有經(jīng)過高溫裂解即隨生成氣出爐，在后面的降溫過程中冷凝成為重質(zhì)焦油產(chǎn)物，這種焦油既難脫水分離，質(zhì)量又差，使用很困難。同時，凈化循環(huán)冷卻水中有含酚物質(zhì)，水質(zhì)極易惡化，污染環(huán)境。一、兩段式煤氣發(fā)生爐原理從混合爐的生產(chǎn)原理來看，爐內(nèi)存在煤的干餾層和氣化層，干餾層一兩段爐使用含有大量揮發(fā)分的弱黏結(jié)性煙煤和褐煤來制取煤氣。在同一時間內(nèi)，干餾和氣化是分開進行的，在爐體內(nèi)將干餾和氣化分段進行，干餾段較高，煤的加熱速度也較慢，干餾溫度也較低，一般為500～600℃，屬于低溫?zé)岱纸猓龀龅氖欠肿恿枯^低的輕質(zhì)烴類蒸氣，冷凝后成為輕質(zhì)焦油。低溫?zé)岱纸庖院蟮墓腆w產(chǎn)物主要是含有重質(zhì)烴的煤半焦。半焦進入氣化區(qū)在900～1200℃的高溫下經(jīng)過相對較長時間的裂解，基本上避免了重質(zhì)焦油的生成。另一方面，氣化時容易出現(xiàn)的酚蒸氣，也因高溫深度分解，使得廢水中的酚含量有所下降。一、兩段式煤氣發(fā)生爐原理兩段爐使用含有大量揮發(fā)分的弱黏結(jié)性煙煤和褐煤來制取煤氣。在同移動式兩段煤氣發(fā)生爐有兩種類型，一種是連續(xù)生產(chǎn)的，類似于一般發(fā)生爐；一種是換向間歇生產(chǎn)的，類似于水煤氣發(fā)生爐。連續(xù)生產(chǎn)生成的上段煤氣的低熱值(標(biāo)態(tài)）為6.70～8.79MJ/m3，下段煤氣的低熱值為4.61～5.86MJ/m3，上段煤氣的熱值高于下段煤氣；間歇式生成的煤氣熱值更高，混合后的煤氣低熱值約為11.79MJ/m3。二、兩段式煤氣發(fā)生爐結(jié)構(gòu)移動式兩段煤氣發(fā)生爐有兩種類型，一種是連續(xù)生產(chǎn)的，類似于一般兩段爐仍采用空氣和水蒸氣作為氣化劑。連續(xù)生產(chǎn)的兩段爐采用二者的混合物，故氣化區(qū)不如單獨使用空氣時的溫度高，但由于連續(xù)生產(chǎn)，溫度波動不大。缺點是空氣中的氮氣全部混入煤氣中，因而煤氣的熱值大幅度降低。間歇式換向兩段爐的氣化劑也是空氣和水蒸氣，不同的是，兩者是分開使用的。加熱升溫時用空氣，氣化時用水蒸氣，在兩個階段內(nèi)低溫干餾連續(xù)進行。二、兩段式煤氣發(fā)生爐結(jié)構(gòu)兩段爐仍采用空氣和水蒸氣作為氣化劑。連續(xù)生產(chǎn)的兩段爐采用二者連續(xù)式兩段爐。氣化段包括水套、轉(zhuǎn)動爐箅、灰盤等主要部分。水套上部是干餾段，其爐壁由鋼板外殼內(nèi)襯耐火磚構(gòu)成，爐膛內(nèi)用格子磚砌成十字拱形隔墻，隔墻中空，和外殼內(nèi)襯磚的環(huán)狀空間一起構(gòu)成熱氣體的通道，用來對于干餾段內(nèi)的煤料進行隔墻加熱。干餾段的上部直徑比下部直徑小，可以防止搭橋懸料。當(dāng)使用微黏煤時，煤氣經(jīng)過環(huán)狀通道和格子磚的空隙將熱量傳給干餾段，以防止煤粘在壁上。三、連續(xù)式兩段發(fā)生爐連續(xù)式兩段爐。氣化段包括水套、轉(zhuǎn)動爐箅、灰盤等主要部分。水套氣化原料煤由爐頂?shù)拿憾吠ㄟ^加煤機加入到爐內(nèi)，空氣被水蒸氣飽和后從爐底氣化劑入口送入，混合氣化劑穿過爐箅，和半焦發(fā)生燃燒、氣化反應(yīng)。生成的煤氣大部分通過上部的干餾段四周的環(huán)形磚道和中間的分隔磚道，隔墻加熱干餾段的煤，而后再從氣化爐中部的下段煤氣出口出爐，溫度為500～600℃。三、連續(xù)式兩段發(fā)生爐氣化原料煤由爐頂?shù)拿憾吠ㄟ^加煤機加入到爐內(nèi)，空氣被水蒸氣飽和氣化段生成的煤氣中的另一部分則進入干餾段煤層，利用顯熱對煤進行干餾，煤氣和干餾段產(chǎn)生的干餾煤氣混合由上段煤氣出口引出，溫度為100～150℃。經(jīng)過的電捕焦油器可得到輕質(zhì)焦油。一般上段煤氣和下段煤氣的產(chǎn)量之比為1：3.5左右，兩段煤氣混合后，煤氣高熱值為6.0～7.5MJ/m3。兩段爐的氣化原料為褐煤、不黏結(jié)煤等。三、連續(xù)式兩段發(fā)生爐氣化段生成的煤氣中的另一部分則進入干餾段煤層，利用顯熱對煤進考慮到特殊的料層高度，煤的粒度大比較有利，且要求均勻，選用中塊煤，粒徑在20～50mm之間。為了發(fā)揮兩段爐干餾段的優(yōu)點，增加生成煤氣中的含烴量，提高煤氣的熱值，原料煤中的揮發(fā)分宜大于20%。兩段爐國內(nèi)使用的數(shù)量少，品牌規(guī)格多，多數(shù)爐的內(nèi)徑在3m左右，高度約為13m。三、連續(xù)式兩段發(fā)生爐考慮到特殊的料層高度，煤的粒度大比較有利，且要求均勻，選用中間歇式兩段爐和連續(xù)式兩段爐結(jié)構(gòu)相似。首先，從爐底送入空氣使氧化區(qū)的半焦部分氧化，產(chǎn)生大量的熱量將氣體加熱。大部分熱氣體進入干餾區(qū)的熱氣體通道對煤隔墻加熱，另有少部分熱氣體直接進入干餾煤層對煤進行加熱，溫度達到500～600℃時，煤料開始低溫?zé)岱纸?，產(chǎn)生的干餾氣從上段煤氣出口引出。隨后經(jīng)過干餾層換熱后的鼓風(fēng)氣由爐內(nèi)熱氣體通道折下由氣化爐下段煤氣出口放空，少量鼓風(fēng)氣隨干餾氣由爐上部出口去凈化冷卻系統(tǒng)。此階段將使氣化區(qū)的溫度上升到1100～1200℃，為氣化階段準(zhǔn)備所需的全部氣化反應(yīng)熱。

四、間歇式兩段爐間歇式兩段爐和連續(xù)式兩段爐結(jié)構(gòu)相似。首先，從爐底送入空氣使氧和U.G.I型水煤氣發(fā)生爐類似，間歇式兩段爐也有水蒸氣吹盡階段。即從爐底吹入水蒸氣將吹風(fēng)氣排盡，為下階段制氣做準(zhǔn)備。四、間歇式兩段爐和U.G.I型水煤氣發(fā)生爐類似，間歇式兩段爐也有水蒸氣吹盡階接著，由爐底送入200～300℃的過熱水蒸氣進行上吹制氣，水蒸氣在氣化區(qū)和熾熱的炭進行氣化反應(yīng)，生成的高溫水煤氣全部流入干餾段,對煤進行直接干餾。生成的干餾氣和水煤氣一起由上段煤氣出口引出。而后，轉(zhuǎn)為由爐上部送入500℃的過熱水蒸氣，經(jīng)干餾區(qū)的中心隔墻和環(huán)形磚道至氣化區(qū)，與熾熱的焦炭進行下吹制氣，制得的下吹水煤氣由爐底的水蒸氣入口導(dǎo)出；最后，再重復(fù)上吹制氣，同時可吹盡殘留在爐底的水煤氣以保證鼓風(fēng)時的安全。四、間歇式兩段爐接著，由爐底送入200～300℃的過熱水蒸氣進行上吹制氣，水上述水煤氣的生產(chǎn)過程的循環(huán)時間約為3.5min,各個階段的時間分配的時間分配比例大致為：吹風(fēng)階段，30%；水蒸氣吹盡，3%；上吹制氣，47.6%；下吹制氣，14.2%；二次吹盡，5.2%。間歇式兩段爐可以氣化的煤種有不黏結(jié)或弱結(jié)性的煙煤、熱穩(wěn)定性好的褐煤。塊度為20～40mm或30～60mm，煤灰分含量最高允許在40%～50%之間，最高允許的水分含量為5%～30%,超過此范圍，必須干燥脫水，否則干餾段吸熱太大而影響正常生產(chǎn)。四、間歇式兩段爐上述水煤氣的生產(chǎn)過程的循環(huán)時間約為3.5min,各個階段的時間歇式兩段煤氣爐的生成氣的有效成分較多，即可作原料氣，也可以作燃料氣，還可以作為中小城市的城市煤氣。煤氣的主要技術(shù)指標(biāo)如下。四、間歇式兩段爐間歇式兩段煤氣爐的生成氣的有效成分較多，即可作原料氣，也可以煤氣熱值，約為12.55MJ/m3；煤氣產(chǎn)率，1.5～1.6m3/kg煤；空氣消耗量，3.4～4.0m3/kg煤；水蒸氣消耗量，1.0～1.2kg/kg煤；煤氣組成為φ（CO2），7.0%～9.0%；

φ(H2),50%～51%;φ(CO),28%～29%;φ(CH4),