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煤氣發生爐的工作原理是什么?

2020/7/3 14:41:45點擊:

    要想用好做好一件事情、用好一個產品,我們首先應該了解這件事情的前因后果,熟悉這個產品的工作原理。煤氣發生爐工作原理是以煤為原料生產煤氣,供燃氣設備使用的裝置。固體原料煤從爐頂部加入,隨煤氣爐的運行向下移動,在與從爐底進入的氣化劑(空氣、蒸汽)逆流相遇的同時,受爐底燃料層高溫氣體加熱,發生物理、化學反應,產生粗煤氣。此粗煤氣(即熱煤氣)經粗除塵后可直接供燃燒設備使用。這樣在煤氣發生爐中形成了幾個區域,一般我們稱為“層”。

單段煤氣發生爐熱煤氣工藝流程圖

我們按照煤氣發生爐內氣化過程進行的程序,可以將發生爐內部分為六層:


  煤氣發生爐的工作原理

(1)灰渣層:


    煤燃燒后產生灰渣,形成灰渣層,它在發生爐的最下部,覆蓋在爐篦子之上。

    其主要作用為:

       a、保護爐篦和風帽,使它們不被氧化層的高溫燒壞;

      b、預熱氣化劑,氣化劑從爐底進入后,首先經過灰渣層進行熱交換,使灰渣層溫度降低,氣化劑溫度升高。

      c、灰渣層還起了布風作用,使進入的氣化劑在爐膛內盡量均勻分布。

(2)氧化層: 也稱為燃燒層(火層)。

    從灰渣中升上來的氣化劑中的氧與碳發生劇烈的燃燒而生成二氧化碳,并放出大量的熱量。它是氣化過程中的主要區域之一,其主要反應是:C+O2→CO2。氧化層的高度一般為所有燃料塊度的3-4倍,一般為200毫米。氣化層的溫度一般要小于煤的灰熔點。


(3)還原層:


       在氧化層的上面是還原層。赤熱的碳具有很強的奪取氧化物中的氧而與之化合的本領,所以在還原層中,二氧化碳和水蒸氣被碳還原成一氧化碳和氫氣。這一層也因此而得名,稱為還原層,其主要反應為:

          CO+C→2CO

          H2O+C→H2+CO

          2H2O+C→CO2+2H2


 (4)干餾層:


       就是把煤中的揮發份,焦油等物質經過加熱后所產生的CmHm化合物分離出來,然后再進入還原進行化學反應。


(5)干燥層:


       干燥層位于干餾層上面,也即是燃料的面層,主要是把煤中的水發蒸發即可。


  (6)空層:


       空層即燃料層上部,爐體內的自由區,其主要作用是匯集煤氣。然后出去2CO→CO2+C以及2H2O+CO→CO2+H2。


  從上面六層簡單敘述,我們可以看出煤氣發生爐內進行的氣化過程是比較復雜的,既有氣化反應,也有干餾和干燥過程。


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