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煤气发生炉生产过程中影响灰渣含碳量的因素    发表于:  2011/12/15 14:44:12

 
不粘煤、弱粘接性煤、长焰煤、年老褐煤。可选用煤种:大同煤,铜川煤,内蒙古包头煤,神木煤等。同时要符合煤气发生炉的标准项目 技术指标粒度(mm) 20~40;25~50;30~60 最大粒度与最小粒度之比 ≤2 块煤限下率(%) ≤10 含矸率(%) ≤2 干基挥发分Vd(%) ≥20 干基灰分Ad(%) ≤18 干基全硫分St.d(%) ≤2 灰熔融性软化温度ST(℃) ≥1250 热稳定性TS+6(%) >60 用煤气发生炉生产煤气已经有了很长的历史,主要用于工业生产及家庭日常生活,并得到了一定的发展和完善。随着资源的日益减少,发生炉的灰渣含碳量在其各项指标中显得越来越重要,降低灰渣含碳量成为用煤气企业节能降耗、充分利用资源的重要途径。 一、发生炉生产原理 要了解煤气发生炉的生产原理,必须先了解发生炉运行时的内部情况。炉内料层自下而上依次分为灰层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层,料层和顶部夹套之间区域俗称空层。煤仓里的煤通过加煤系统进入炉内,灰层适当时排走,保持炉内一直有燃料。鼓风机来的空气穿过水夹套上部,与水套自产蒸汽混合,进入饱和管,再与外来蒸汽混合作为气化剂进入炉内,在氧化层与灼热的煤发生反应,主要有C+02=CO2+Q(氧化反应)。高温的气体继续上升,在还原层发生如下反应:CO2+C=CO-Q,H2O+C=H2+CO-Q(还原反应)。最后,所有的气体(此时已称煤气)从炉出口管导出,进入洗涤、净化、输送工序。 二、发生炉生产过程主要指标 灰层高度:目前通过插钎探火,根据钎子温度、颜色能了解灰层高度,灰层过高过低对炉子生产和设备本身都不好。 空层高度:可用钎子测出。 煤气成分和质量:煤气的成分和质量影响到煤气的热值,进而影响到用户的正常生产,氧含量超标对煤气站和用户会造成威胁。因此在煤气生产中,操作工及时了解煤气的质量是十分必须的。当前,主要由专职化验员利用奥氏气体分析仪定期分析,然后将结果反馈给司炉工,司炉工根据结果去调整炉况。 饱和温度:也就是气化剂的温度,它反映的是气化剂中所含蒸汽的量,通过调节发生炉补充蒸汽阀门或入炉软水量可以调整饱和温度。 反应温度:由于生成煤气的化学反应是吸热反应,因此炉内反应温度是一个非常重要的参数。当前无法准确的测量出该参数,生产中也没有对该参数进行直接控制,而是通过人工插钎探火,根据钎子颜色判断反应层的温度,然后通过调整饱和温度间接控制反应温度。 炉出温度:也就是出口煤气温度。 空气流量:指入炉空气的流量,能反映煤气产量。 炉出压力:煤气要安全运行,炉出压力必须稳定在正压。 炉底压力:指气化剂进入料层前的压力,决定于料层阻力。料层阻力大,炉底压力就高。通常,空气流量改变,炉底压力、炉出压力也随着改变。 反应时间:可以认为是同一料层做为火层来燃烧的时间。 三、影响煤气发生炉灰渣含碳量的因素 从上述情况看来,灰渣含碳量的高低应决定于反应温度。反应温度高,氧化层的煤燃烧得较完全,灰渣含碳量就低;反之亦然。而在灰熔点之上,熔融的煤浆将燃料包住,使之得不到充分反应;熔化的煤冷却后会凝固,难以排走,不利于运行和保护设备,因此是尽量避免的。此外,反应时间和料层的稳定也很重要,设想炉体内同一水平面有灰层、氧化层、还原层、干馏层,该水平面排出的灰含碳量一定高。而如果同一料层维持为氧化层状态的时间越长,则燃烧反应就越完全,灰渣含碳量就越低。增加反应时间、维持氧化层高温及炉内料层稳定,是降低灰渣含碳量的关键。 在发生炉的控制指标中,目前可显示及控制的有空气流量、炉底压力、炉出压力、炉出温度和饱和温度,炉内各层次的高度可通过探火测钎来得知。这些指标中,空气流量、保和温度、灰层高度与反应温度及料层稳定有较大关系,能影响到灰渣含碳量。而其他指标一般用来控制发生炉的稳定、安全运行。 空气流量控制着同一时间段内进入发生炉的空气体积。流量小,氧化层反应时间就长,灰渣含碳量就低。但空气流量的调整受到煤气产量、煤气压力等因素的制约,调整的机会较少。况且,空气流量与氧化层温度有一定的关系,简单说,空气流量小,与煤反应的氧气也少,氧化层温度自然低所以,空气流量要根据不同的要求来确定。 灰层高度起到保护炉篦、均匀分布并加热气化剂等作用。一般情况下,维持在300—600mm最好。 在所有的指标中,饱和温度包含的内容最复杂,它体现出了气化剂的温度、含水量等内容。一定体积的空气,其温度不同,能包含的水分也不同。温度越高,可汽化的水越多,气化剂所含水分也越多,不利于反应温度的提高,煤碳得不到很好的气化,难以降低灰渣含碳量。反之,饱和温度太低,氧化层温度有可能超过灰熔点,造成结渣,同样达不到效果。气化剂参与了煤的气化反应,而饱和温度决定了气化剂的性质,所以,控制好饱和温度,对降低灰渣含碳量有重大意义,可以说是问题的关键。 既然饱和温度对灰渣含碳量有重大影响,那么,影响饱和温度的因素又有哪些呢?发生炉的气化剂由空气进入水夹套上部,带走水夹套内的蒸汽而形成,此外,在饱和管还有补充蒸汽加入。因此,饱和温度主要在这两个环节受到影响。分析和研究这两个环节,找出影响饱和温度的因素,就能很好地控制饱和温度,达到降低灰渣含碳量的目的。 在第一个环节,水夹套内的软化水被炉内燃烧的煤加热,产生水蒸汽,炽热的水蒸汽将通过的空气加热,形成气化剂,气化剂的温度就是饱和温度。水夹套内的软化水由外部补充,因此,补充的软化水温度和流量直接影响到饱和温度。水温越低,流量越大,水夹套产生的蒸汽越少,空气带走的蒸汽也少,饱和温度就越低。 在第二个环节,补充蒸汽加入气化剂,可增加气化剂的含水量,饱和温度也会升高。 另外,无烟煤的粒度对反映的质量影响也很大。目前无烟煤的粒度一般为13~50mm,在其他条件相同且气化反应稳定的情况下,粒度越小,则燃烧反应进行得越完全。粒度越均匀,空气分布也均匀,燃烧也越完全。 此外,灰层的高度、温度,气化剂分布均匀与否,都能影响气化剂在反应前的饱和温度。但相对前几个因素,显得微不足道,也不好分析,可以忽略。 综上所述,影响灰渣含碳量的因素有饱和温度及料层稳定与否。而影响饱和温度的因素又有软化水温度和流量。通过控制软化水温度,调节软化水流量,进而控制饱和温度,就能很好地降低发生炉的灰渣含碳量。
 
 
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