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太原鑫隆重型煤氣設備開發有限公司

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煤氣發生爐氣化過程提高煤氣品質的技術措施

2016/5/26 14:07:54點擊:
    煤氣發生爐生產的煤氣是一種低熱值煤氣,煤氣組分隨煤氣出爐溫度的變化而有所改變,實際常用煙
煤氣化指標如表1所示.由表1可知,實際煤炭氣化指標遠低于理想氣化指標,發生爐煤氣熱值與其出
爐溫度和爐型有關,一般都比較低.主要原因是可燃成分co和H:含量低,兩者之和通常小于4000,其
主要來自CO:還原反應和水蒸氣分解反應.N:是氣化時由空氣帶人的,約占煤氣體積分數的5000.
N:是惰性成分,降低煤氣中N:含量就能提高發生爐煤氣的熱值.經計算,每降低一個百分點的N2,能
提高煤氣熱值約為40一50 kJ/m3.
    由于煤氣發生爐煤氣的氣化劑采用空氣,因此,降低煤氣中由空氣帶入的N:比較困難,除N:之外,提
高煤氣熱值比較有效的方法是控制CO:的生成量.
    為了提高發生爐氣化煤氣熱值,降低工業生產過程中的能源消耗,采用的技術措施主要包括以下幾方面.

1煤炭性質
    煤炭性質包括煤炭的種類、灰分、水分、揮發分、固定碳,粘結性及機械強度等.如果灰分增多,揮發
分和固定碳含量減少,當灰份達到23%以上時,煤炭的氣化可使空層和灰層增大很快,鼓風流量增大,
CO:含量明顯增高,嚴重影響煤氣熱值和產量.灰層增長過快,要求有較長的出灰時間,長時間的出灰將
擾亂爐層分布,造成多火層、偏爐等現象.空層高度的減小將使下煤不均勻、中間煤多氣化減弱、四周灰
高易穿火,煤氣質量大幅度下降.因此,對于氣化用煤,應控制煤質的變化幅度,保持穩定的煤炭品質.
當煤質不變時氣化煤炭堆放時間不宜過長,因為陳舊燃料經多年風化其機械強度和熱穩定性變差,使
煤氣熱值降低.

2煤炭粒度
煤炭粒度對氣化過程有著直接影響,粒度過小,氣化劑與煤的接觸表面積增大,反應速度快,單位時
間內氣化量大.但是粒度過小會使發生爐透氣性降低,相對縫隙率減小,阻力增大,爐底壓力增高造成
爐子穿火和偏爐,使反應生成物流速低,增加帶出物損失.反之,如果粒度過大,雖然對生產有利,帶出物
損失少,但由于氣化反應表面積小,干燥層、干餾層和氣化層的反應很難進行完全,降低了氣化效率.煤
炭氣化不完全,使爐渣含碳量升高,增加了煤的損失.因此,煤炭的粒度應控制在一定的范圍之內,并
且大小有一定的比例,粒度相差懸殊,大小塊煤同時混雜入爐,將造成反應料層局部氣流短路或者引發
偏流現象,造成偏爐、燒穿及結渣等不正常爐況,煤氣質量下降,爐渣含碳量升高,產氣率下降.對于發
生爐煤炭的粒度一般控制在16一100 mm.

3發生爐出口溫度和飽和溫度
    煤氣發生爐出口溫度直接反映發生爐內氣化層、還原層等的反應溫度,飽和溫度的高低影響到爐內
CO:的還原一般情況下采用煙煤作為氣化原料,爐出口溫度應控制在450 ~ 520娜“].爐出口溫度波
動范圍大,發生爐經常處于冷運行或熱運行.對于飽和溫度的控制,如果原料為煙煤,由于煤炭粘結性
弱,灰渣軟化溫度在1 250℃以上.因此,這類煤炭的飽和溫度控制在52 ~55℃比較恰當.爐出口溫度
反映爐內氣化的狀況,當爐出口溫度升高或降低時,應及時增大或減少加煤量,使爐出口溫度處于450
~ 520爐內反應層的溫度也就被控制在1 000一1 250.只要飽和溫度和爐出口溫度穩定,則發生
爐處于較好的工作狀態,煤炭氣化后的煤氣質量也就能維持在較高的水準,煤氣熱值高且穩定.

.4爐空層高度
煤氣發生爐空層是指從爐內料層上表面到爐頂之即加料和反應生成物在爐內停留的空間.在操作
過程中,往往忽視空層的作用,加料和出灰的速度控制失當,造成空層時高時低.空層高度減小,使下煤
不均勻,中間下煤多,四周下煤少,形成中間火層下降,四周氣體流速加快,中間氣化弱,造成偏爐、穿火
等不良工況,煤氣品質下降,爐況難以控制[}l.空層高度過大,煤層必然減薄.由于爐內溫度達450一
520 }C,塊煤入爐時,下降時間延長,碎裂成小顆;蚍勰┑谋壤黾,對氣化不利.并且由于煤層相應
減薄,影響煤炭干燥、干餾及氣化的完全進行,使煤氣質量下降.因此,對于空層高度的控制具有相當重
要的意義.控制空層高度的方法是通過連續而小量加煤,無級變速出灰裝置并低速運轉來實現.同時,
要勤測釬,只要發現空層減少,就要加大出灰速度.
空層高度一般控制在2.25 ~2.60 m之間.
    對于煤氣發生爐這一特殊的煤炭轉化設備,為了提高轉化率,除采取必要的技術措施外,還必須采
取綜合管理的手段,才能從真正意義上達到提高煤氣品質的目的.綜合管理包括生產質量管理、安全管
理及信息管理等.企業應加強能源運行管理,完善生產考核制度,激發職工重視煤氣品質的意識和節能
積極性,使企業生產能耗逐步降低,提高企業自身的經濟效益.
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