单段式煤气发生炉2

煤气发生炉发展趋势 煤气发生炉发展趋势 现中国境内有大小煤气发生炉几千座,主要以单段式煤气炉为主.两段式煤气发生炉相对较少两段的煤气炉从长远来看,将来是单段煤气炉的替代产品,。 可从环保和节能两个方面考量。 第一:对环境的污染降温,单段炉冷煤气对水的污染严重,特别是在净化过程中煤气直接用水来洗涤,把煤气中大量的杂质带出;产生的酚水对环境污染严重,两段炉的净化采用间接冷却,水和煤气不直接接处,避免了对水的污染,从多个厂家的使用情况看效果显著,有些厂还在冷却水中养鱼,更好的体现了两段炉的优越性,。 第二:对煤炭利用率的提高,单段炉的气化强度比较底,两段炉在原气化层上加高了干馏层使煤炭在进入气化层时以成为半焦炭状使煤炭气化的更完全,从煤渣中可以非常清楚的看到两段式煤气炉生产出的灰渣含炭率非常底,一般在12%左右,单段炉在20%左右;。 所以煤气炉发展的趣势将以两段式煤气炉为主单段炉将退出历史的舞台.两段式煤气炉广泛的应用在建材冶金、玻璃、耐材,化工等行业.以建材应用最广泛,应用较多的,。 优势: 一、使用发生炉煤气可以提高热效率,且煤燃烧充分可降低能源消耗,与直接燃煤相比,可降低消耗20%-40%,。 二、可使配套窑炉温度达到1500°C而且窑内温差小, 三、无污染、具有一定的社会效益煤气发生炉符合工业炉烟气排放GB9079.88废渣的排放采用湿式出渣,。 四、使用发生炉煤气可明显改善工人劳动环境,降低劳动强度。 单段煤气发生炉 一.单段式煤气发生炉工艺说明, 1、炉体结构:全水套结构,自产蒸汽压力为294KPa,可直接通入煤气炉做气化剂使用。 2、加煤机构:采用机械加煤结构,操作简单维修方便,气密性好,。 3、清灰机构:采用液压传动装置湿式单侧除灰.该炉加料,除渣布风均匀,操作简便,生产稳定,调节方便,运行可靠,。 4、常压固定床煤气发生炉,一般以块状无烟煤或烟煤和焦炭等为原料用蒸汽或蒸汽与空气的混合气体作气化剂,生产以一氧化碳和氢气为主要可燃成分的气化煤气,。 二.固体燃料气化反应的基本原理, 固定床煤气发生炉制造燃气,首先使得空气通过燃料层碳与氧发生放冷反应以提高温度.随后使蒸汽和空气混合通过燃料层,碳与蒸汽和氧气发生吸冷和放冷的混合反应以生成发生炉煤气,。 从造气阶段的化学反应原理,希望形成有利于蒸汽分解和二氧化碳还原反应的条件,所以可以认为:提高气化层的厚度和温度是有利的,适当地降低蒸汽的流速也是很有利的.在碳与蒸汽的化学反应中增加气化层厚度,降低气流速度等措施,可使得反应速度加快,又能使得一氧化碳的含量增加,提高蒸汽分解率,。 煤气发生炉的操作 1、点火前的准备工作: (1),各阀门是否灵活,各种零件是否齐全检查各种管路是否畅通位置是否正确,。 (2)检查各种电器,仪表是否指示正确,开关是否完好。 (3)接通电源、蒸汽、生产用水。 二、点火前的准备工作: (1),所有水封部位漆满水加煤斗前放好煤。 (2)打开放气烟囱(在除尘器上),关闭通往加热炉的煤气总阀(水封)。 (3)准备好点火用的木柴、刨花、油棉丝等引火材料.准备内封油门用的水泥。 三、铺炉及点火: (1)选用充分燃烧过的30 - 100炉渣铺炉㎜。 (2)近风帽处应铺些块度较大的灰渣,以利于均匀封风铺好后应吹风片刻,使渣层通风顺畅。 (3)放入木柴,即可从炉门处进行点火。 (4)点火后,当火力旺时可加入少量煤和启动鼓风机,使四周燃烧均匀后,便可加厚煤层,使之达到正常汽化,并准备送煤气,。 四、煤气的输送: (1)点火至一定程度时,增加风量及加煤量同时送入水蒸气,当燃料层达到一定高度时,放气烟囱处看到有黄色烟气,便是煤气已经发生,。 (2)关闭放气烟囱,打开煤气总管阀门使煤气流入加热炉,此时可进行烧咀点火,。 五、停炉操作: (1),并少量出灰.使之燃料烧尽停炉前半至一小时停止加煤。 (2)停炉前首先打开放气烟囱,先关一次风,后关二次风同时关闭蒸汽阀门。 (3)关闭电器仪表柜总电源,关闭仪器总阀门。 六、随时检查汽化温度: (1)煤气出口温度一般控制——在450 - 550 C。 (2)混合气饱和温度在50—65℃。 (3)一次风正常工作压力为80 - 150㎜H。 七、每个作业班组每天须对水封进行清理,灰斗5 - 6天清理一次,除尘4 - 5天清理一次。 热管式废热锅炉在余热回收中的应用 在两段式煤气发生炉冷煤气工艺中,若采用列管式废热锅炉回收底部高温煤气的余热设备运行一段时间后列管即被焦油,灰尘堵塞,高温煤气被迫走旁路,破坏了后系统的热平衡,随即废热锅炉也失去了作用.近年来,一种新兴的热管式废热锅炉开始应用于工业煤气行业,它较好地解决了列管式废热锅炉的堵塞问题,提高了余热的回收效率,。 一.热管式废热锅炉的结构, 它主要由壳体,软水内胆和热管三部分组成.热管焊接在内胆壳体上热管一端在煤气介质中,另一端在软水介质中以利于热的传导;煤气走壳体与内胆之间的环形通道,软水由软水内胆下端进入,蒸汽由上端导入汽包;。 二.热管的工作原理, 热管式废热锅炉导热核心是热管.热管是一根内部装有工作介质且抽为真空的封闭钢管,它的一端插入软水中另一端暴露在热煤气中,其工作原理简述如下,。 在热煤气端液态工作介质吸热蒸发汽化,汽态的工作介质到达插入软水一端冷凝同时释放潜热加热软水冷凝后的工作介质利用自重流回热煤气端,上述过程周而复始完成热的传导,。 三.热管式废热锅炉的特点, 1、热管导热性能高,工作介质1秒启动5秒把热传递到热管另一端。 2、换热的煤气与软水均走热管外,热管可以翅化增加热的传导面积。 3、由热管组成的废热锅炉热效率高,结构紧凑流体阻力低,热管壁温度高避免了焦油,灰尘堵塞,。 4、单根热管损坏对设备的换热几乎没有影响,即使部分热管损坏也不会影响设备的正常运行。 5、可以调整冷,热端的换热面积控制管壁温度,避免露点腐蚀.一些厂家的实践证明热管式废热锅炉在两段式煤气站余热回收中经济效益显著,。 KM5Q干馏式煤气发生炉用于热煤气站的优势 现阶段用于气化烟煤的热煤气站,其煤气发生炉一般多选择KM1Q一段式煤气发生炉KM3Q两段式煤气发生炉和KM5Q干馏式煤气发生炉,但究竟选择那种炉型更适于建站企业的现实要求,这就要结合各种炉型的气化特点,综合分析进行选择,。 一.KM1Q一段式煤气发生炉用于气化烟煤的热煤气站的优缺点, 1.优点, (1):这主要体现在一段式煤气发生炉设备投资和土建投资较少等方面建设投资少。 (2)建设周期短一段式煤气发生炉热煤气站无论是设备制造周期,设备安装调试周期还是厂房基础建设周期都要比其他两种炉型要缩短许多。 缺点, (1):一段式煤气发生炉操作时煤气携灰较多空层高,料层薄,加煤,插钎和煤料热爆产生大量煤粉,被煤气携出,从而造成资源浪费,并造成煤气管道堵塞,。 (2)产生的焦油质量较差:一段式煤气发生炉干馏产生黏度较高,而且,这部分焦油不易处理和利用流动性较差的高温裂解焦油很容易和煤气携出的煤粉胶粘在一起,堵塞煤气管道,,。 (3)煤气输送距离短:煤气中的焦油和煤粉在煤气管道中沉积,经常会堵塞管道致使煤气输送阻力加大,煤气输送距离受到限制,。 二.KM3Q两段式煤气发生炉用于气化烟煤的热煤气站优缺点, 两段式煤气发生炉,由于增加了一个适当高度及结构的干馏段使煤在干馏段内被徐徐加热,进行低温干馏,所产生的焦油不会发生裂解,焦油粘度低,流动性好.热煤气长距离输送时,不易堵塞管道, 两段式煤气发生炉上段煤气中含有低温干馏焦油,经过旋风除焦器后捕除部分大颗粒焦油滴剩余大部分焦油呈雾状留在煤气中.下段煤气经旋风除尘器,除去大颗粒粉尘后与上段煤气混合,由于下段煤气温度较高,上段煤气与其混合后温度升高,焦油雾再次蒸发,这种蒸发物和下段除尘后煤气中的低含量细尘不致在煤气总管中沉积过于严重,所以煤气输送距离可以大于200米,且旋风除焦器中捕出的焦油可以作为较好的燃料利用,不会污染环境,。 尽管两段炉用于生产热煤气具有以上优点,但从热煤气生产要求出发我们不难发现,它也存在一些问题,这些问题集中体现在下段煤气出口上.热粗煤气的生产不同于冷的洁净煤气,它不需要水洗冷却,相反还要求煤气中尽量多含焦油雾,而且其本身应具有尽量高的温度,以提高煤气显热.而两段炉下段煤气出口设置的出发点,就在于使煤料在干馏段内得以充分低温干馏,从而下段煤气不含焦油的前提下,不致使上段出口煤气温度过高,另外,以免高温下的焦油不易除去.这一点,在生产热粗煤气时是不必考虑的上,在两段炉的操作中;因为如果气化段产生的煤气上行量过小,下段煤气流量的调节非常重要,外在表现为上段煤气流量小,用于干馏的热量不足,煤炭干馏不充分势必造成下段煤气含有大量高温裂解焦油,为避免以上情况发生,这就要求在工艺配置上,这样,必须在下段煤气出口处增加一个高温煤气调节阀,对上下段煤气进行适当调节,无形中加大了煤气站的投资,同时也使煤气发生炉操作复杂程度增加,。 综上所述,KM3Q两段式煤气发生炉在用于气化烟煤的热煤气站同样存在许多优缺点。 优点主要体现在以下几方面: (1),其上段煤气携灰较少两段式煤气发生炉操作属于满料层操作。 (2)两段式煤气发生炉干馏产生焦油属于流动性较好的低温干馏焦油,便于处理和利用。 (3)煤气管道不易堵塞,煤气输送距离长。 其缺点主要体现在以下几方面: (1)两段式煤气发生炉上,下段煤气量需要调节,操作复杂。 (2)两段式煤气发生炉在插钎操作,煤料热爆时其下段煤气仍有许多飞灰携出,煤气洁净度不够高,而且仍然存在堵塞煤气管道的隐患,。 (3)上,下段煤气分别净化,工艺复杂。 三.KM5Q干馏式煤气发生炉结构特点, KM5Q干馏式煤气发生炉既区别于一段炉,产出焦油粘度低流动性好,使煤气可以长距离输送,又非双出口两段炉,使煤气操作及净化工艺趋于简单合理,是一种更适合于热粗煤气生产的炉型,。 带干馏段煤气发生炉的气化技术,既吸收了煤炭干馏时能产生的热值较高的干馏煤气和低温轻质焦油的特点又实现了煤炭完全气化时生成较多的气化煤气的特点,集两者优点于同一煤气炉之中,。 煤在带干馏段煤气发生炉内的反应过程,可大致分为二个区段,四个过程: (1):煤的预热与干燥干馏段;煤的干馏与半焦。 (2)气化段:半焦气化;灰层冷却实际上各区段之间没有明显的界线,反应深度取决于过程的工艺宏观平衡条件,即反应过程中吸热与放热反应的平衡,以及气体组分的浓度与化学平衡,。 四.KM5Q干馏式煤气发生炉气化特点, 1、煤气热值较高.煤料在干馏段内干馏非常充分,煤气热值一般都在5800 ~ 6500kJ / Nm3,较一段炉高出15%左右较两段炉高出3 - 5%左右,另外。 2、煤气携灰非常少.该炉顶分煤器保持满料层自动加煤操作效果明显,因为,两段炉在气化段煤料热爆产生的灰尘和探火打钎时搅起的灰尘,带干馏段煤气发生炉在煤气减少携灰方面大大优于两段炉,大部分随下段煤气带到后道系统.而在带干馏段煤气发生炉中,这两部分灰尘在经过厚厚的料层过滤后,基本全部沉积下来,。 3.焦油流动性好.经取样化验,该炉所产焦油的性能指标明显优于一段炉,属于与两段炉所产焦油相同的低温干馏焦油。 4.焦油产量大.干馏式煤气发生炉气化段产生的煤气全部进入干馏段,所以它向煤料提供的干馏热量约为两段炉的两倍所以加热速度大大提高,使焦油产率增加,。 结语 干馏式煤气发生炉借鉴了两段式煤气发生炉在煤炭干馏方面的优点,它既区别于一段炉煤气携灰少,产出焦油粘度低,流动性好,使煤气可以长距离输送,又区别于两段炉,使煤气炉操作及煤气净化工艺趋于简单合理,是一种非常适合于热粗煤气生产的炉型,。 常压固定床煤气发生炉的基本气化原理 固体燃料用气化剂进行热加工,得到可燃性气体的过程称为固体燃料的气化又称为造气,所得的气体统称为气化煤气,用来与燃料进行气化反应的气体称为气化剂,。 常压固定床煤气发生炉,一般以块状无烟煤或烟煤等为原料用蒸汽或蒸汽与空气的混合气体作气化剂,生产以一氧化碳和氢气为主要可燃成分的气化煤气,。 1.煤气炉内燃料层的分区 1-干燥层2-干馏层3 -还原层4 -氧化层5-灰渣层 固体燃料的气化反应,按煤气炉内生产过程进行的特性分为五层,干燥层——在燃料层顶部燃料与热的煤接触,燃料中的水分得以蒸发;干馏层,在干燥层下面,由于温度条件与干馏炉相似,燃料发生热分解——放出挥发分及其它干馏产物变成焦炭,焦炭由干馏层转入气化层进行热化学反应;气化层,煤气炉内气化过程的主要区域,燃料中的炭和气化剂在此区域发生激烈的化学反应,鉴于反应条件的不同——气化层还可以分为氧化层和还原层,。 (1):碳被气化剂中的氧氧化成二氧化碳和一氧化碳氧化层,并放出大量的热量.煤气的热化学反应所需的热量靠此来维持.氧化层温度一般维持在1100~1250 ℃,这决定于原料煤灰熔点的高低。 (2)还原层:还原层是生成主要可燃气体的区域,二氧化碳与灼热碳起作用进行吸热化学反应,生产可燃的一氧化碳;水蒸气与灼热碳进行吸热化学反应,生成可燃的一氧化碳和氢气,同时吸收大量的热,。 灰渣层-气化后炉渣所形成的灰层,它能预热和均匀分布自炉底进入的气化剂并起着保护炉条和灰盘的作用。燃料层里不同区层的高度,随燃料的种类,性质的差别和采用的气化剂,气化条件不同而异.而且,各区层之间没有明显的分界,往往是互相交错的,。 2.固体燃料气化反应的基本原理 固定床煤气发生炉制造燃气,首先使得空气通过燃料层碳与氧发生放热反应以提高温度.随后使蒸汽和空气混合通过燃料层,碳与蒸汽和氧气发生吸热和放热的混合反应以生成发生炉煤气,。 2.1以空气作为气化剂的气化反应 空气从炉底经过,经灰渣层预热后到达氧化层此时气体中的氧与炽热的碳接触,发生如下反应,。 2C+O2=2CO+221.2kJ (2-1) 2CO+O2=2CO2+566.0 kJ (2-2) C+O2=CO2+393.8 kJ (2-3) 气体往上升,到还原层,气体中的CO2与碳发生化学反应: CO2+C=2CO-172.6kJ (2-4) 22蒸汽为气化剂的气化反应 水蒸汽与碳的气化反应,主要是灼热的碳将氢从其氧化物水中还原出来在煤气生产中,通常叫作蒸汽分解.蒸汽通过高温燃料层时,最先通过的气化层称为主还原层,随后通过的气化层称为次还原层,。 在还原层里,主要发生如下反应: C+2H2O=CO2+2H2-90.2 kJ (2-5) C+H2O=CO+H2-131.4 kJ (2-6) 在主还原层生成的二氧化碳,在次还原层被还原成一氧化碳: C+CO2=2CO-172.6 kJ (2-7) 从造气阶段的化学反应原理,希望形成有利于蒸汽分解和二氧化碳还原反应的条件,所以可以认为:提高气化层的厚度和温度是有利的,适当地降低蒸汽的流速也是很有利的.在碳与蒸汽的化学反应中增加气化层厚度,降低气流速度等措施,可使得反应速度加快,又能使得一氧化碳的含量增加,提高蒸汽分解率,。 3.煤在带干馏段煤气发生炉内的气化反应过程 20 ~ 40mm的块煤从炉顶部的加煤装置被送入炉内,并且自上而下地缓缓移动,经过干燥干馏、气化、完成全部反应过程之后,形成炉渣从炉底排出,。 由空气和水蒸汽所组成的气化剂,从炉底炉篦进入炉内自下而上地逆流而上,并且均匀分布于各反应层之间,进行热交换和一系列化学反应,所产生的煤气,从顶部煤气出口排出,。 在炉内自下而上大致形成以下几个区段: (1)灰渣层 处于炉篦上方,经燃烧反应所形成的灰渣层通过与鼓进的气化剂进行热交换之后,温度有所下降,既能保护炉篦使其不被烧坏,又对气化剂起到一定的预热作用,。 (2)氧化层 炉内气化反应过程的主要区段之一.经灰渣层预热过的气化剂,自下而上穿行与灼热的焦炭接触反应,并放出大量的热,。 C+O2→CO2+394.55kJ/mol 炉内氧化层的温度最高,通常可达到1100 ~ 1200℃.在氧化层内,气化剂中的氧迅速被消耗殆尽并生成CO2在氧化层上端截面上,CO2的生成量达到最大值,。 (3)还原层 还原层是两段炉内碳被气化的重要场所.在该层下部,由新生成的CO2与水蒸气和N2混合而成的气流以3 ~ 6 / s的速度向上流动,与以10 ~ 40厘米/ s的速度向下移动的灼热的炭料接触反应.此时CO2被还原成CO,同时也有CO的析碳反应,。 CO2+C→2CO-173.09kJ/mol 2CO?C+CO2+172.2kJ/mol 上述的两个反应中,CO与CO2之间的相互转变都是不完全的.两者的比例由反应过程的温度压力以及体系内的气相组分浓度和其它宏观条件而定.上述反应,通常被称为空气煤气反应过程,。 气化剂中的水蒸气,与碳质原料发生水蒸气分解反应并有调节炉温,保护炉篦的功能,。 C+H2O→CO+H2-131.0kJ/mol C+2H2O→CO2+2H2-88.9kJ/mol 上述反应过程是吸热的.反应过程所需要的热量,是来自氧化层焦炭燃烧时所释放的热.因此高温状态下的氧化层,为还原层提供了热源.在还原层中由于一部分热量被消耗,使料层温度下降,即低于氧化层.还原层上部,继续进行CO2的还原反应,同时还有甲烷化反应存在,也进行CO的变换反应.这样,通过还原层的气体有CO,、二氧化碳、H2,CH4以及未被分解完的水蒸气和氮.氧化层和还原层,统称为气化层。 通过氧化层和还原层所生成的煤气,称为气化煤气因甲烷量少热值低也称为贫煤气,其中含有极少量的焦油和煤粒及灰尘.这部分高显热的气化煤气,上升到干馏层,为煤的低温干馏提供热源,。 (4)干馏层 通过气化层上升的煤气流进入干馏层.干馏层是带干馏段煤气炉极具特色的反应区段.进入干馏层内的载热气体℃,温度约在700以下.在此区段基本上不再产生上述的小分子间的气化反应,而是进行煤的低温干馏,生成热值较高的干馏煤气(气体组成有H2 CH4,C2H6,C3,低温干馏焦油和半焦,C4组分和气态焦油成分),(半焦中的挥发份约为7 ~ 10%),干馏煤气和雾状焦油同气化段产生的贫煤气一起从煤气炉的顶部出口引出.生成的半焦下移到气化段后进行还原与氧化反应。 常压固定床煤气发生炉的发展 煤是世界上储藏量最丰富的化石燃料,也是中国储量最多的化石燃料.我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国占世界煤产量的25%.煤炭是我国分布最广,较为丰富的能源,而石油,天然气资源则相对不足,预计到本世纪中叶,我国以煤为主的能源结构将不会改变,。 煤的转化和利用有着悠久的历史,比如我国用煤作为能源的历史已有一千五百多年国外用煤制焦的历史.目前,煤的利用主要分为如下几个方面,能源利用:(1),如燃烧、发电等或燃料电池(原料来源);(2),等离子乙炔化、焦化、如气化热解液化,加氢热解,煤与添加物共处理等途径转化为气体,液体,固体等形态的工业过程原料或化学品,如添加剂材料利用;(3),吸附剂等。 用O2/H2O、Air/H2O等气化剂将煤转化为气体燃料的过程称为煤的气化。煤气化反应中的气化剂一般包括O2、H2O、CO2和H2,产物一般为CO、H2、CH4。煤炭气化是煤炭转化中实现煤的清洁高效利用的重要过程之一,用于煤炭气化的反应炉有多种类型,按照气固接触的方式,有固定床、流化床、夹带床及融盐床等。其中,固定床煤气化反应炉因其高热效率和操作系统简单方便而得到广泛应用。目前世界上煤的气化约89%为固定床气化,10%为夹带床,仅有1%为流化床气化。固定床煤气反应炉既可在高压下操作,又可在常压下或中等压力下操作。常压固定床煤气化反应炉的排渣方式有两种,即固态排渣和液态排 渣,对于固态排渣方式,一个很关键的限定条件就是反应器内部温度不能超过煤中灰分的软化温度。根据煤和气体的流动方式,常压固定床煤气化反应炉有逆流式,共流式和错流式,其中以逆流式过程最为普遍,下面总结了此类煤气化反应炉的优点: (一)逆流流动使得灰渣中热焓被进口的冷气体所回收。 (二)挥发产生的气体增加了气体产物的热值。 (三)固体停留时间长,碳转化程度高。 (四)热效率高。 (五)气化产物中夹带的固体量低。 (六)煤气化反应炉尺寸小,投资成本低。 (七)可使用劣质煤气化,对煤的热稳定性和机械强度要求较低。 煤气化过程不同于简单的化学反应体系,它不仅涉及到复杂的化学反应体系还包括了物理过程的脱水干燥和半物理半化学过程的热解干馏.仅就气化反应而言,既有多个平行反应,又有连串反应和二次气相反应.由于反应速率上的差异,较慢的一些反应要用动力学方程来描述,较快的气固反应要由扩散传质方程来描述.庞大的反应体系和繁杂的传热过程使得对煤气化反应炉的数学描述十分困难,然而常压固定床煤气化反应炉的广泛应用也促进了其数学模拟的不断发展.煤气化反应炉的设计,生产过程的控制和产物组成的预测不断给数学模拟提出更高的要求,科学工作者们也一直在这一领域进行着不懈的努力,使得煤气化反应炉的数学模型与模拟由简向繁,由粗向细逐渐完善,。 对煤的气化反应的研究,当时首次研究了水蒸气通过炽热的碳生成水煤气的反应.伴随着煤气化研究的不断发展用于煤气化的常压固定床煤气化反应炉类型也不断增加,前后出现过二十余种不同的炉型,其中最常见的有Lurgi炉和Wellman-Galusha炉,。 国外常压固定床煤气发生炉的发展概况1。 世界上最早的常压固定床煤气发生炉,主要用于冶金和玻璃行业最早用木炭等为燃料,之后发展为气化煤和焦炭.美国的U.G,..I型和前苏联的д型煤气发生炉是一段式炉有代表性的炉型.该炉型在气化无烟煤时有较大的优势,至今仍有很大的市场.当然其主要缺点就是重质焦油煤气携灰和水的污染问题,为了解决这个问题,一些研究者着重对两段炉进行了深入的研究.奥地利维也纳发明了采用两个容器的煤气发生炉,用来制取循环式水煤气,这就是两段式煤气发生炉的最初造型,。 近年来,世界各国对两段式煤气炉的炉体结构和制气生产工艺做了许多改进与提高并使其更加完善.高峰时期,世界各国已建成的两段炉约有几百台,但没有多久由于石油和天然气的开采利用,迫使许多国家的两段炉停产.但对于南非等国由于缺油有煤,且长期受到国际制约,近年来还在不断建设两段炉,现在已经成为两段炉大国,。 2.我国常压固定床煤气发生炉的发展概况 我国在开始从前苏联引进д型一段式煤气发生炉,除此之外我国还从国外先后引进了W-G型,U.G,..I型等其它炉型,后来我国通过在应用中总结大量的实践经验和资料消化吸收后自行研制了适应本国特色的一段式煤气发生炉.这样促进了我国煤气炉的开发和发展.直至今天,人们仍在不断的对一段炉进行改进和完善,由于国情原因,一段炉在国内还很有市场,。 当然,随着部分城市和地区环保要求的逐年提高,外加煤气工业的进一步发展两段炉在气化煤炭上的优势被逐步认识.相关研究单位如机械部工业设计研究院,航天部设计研究院,轻工部北京规划设计研究院及部分高校相关院系等自行开发设计了具有当时国际水平的两段炉.此后我国还先后从英国,美国,法国和意大利等国引进了一批不同形式的两段炉,通过摸索和消化吸收使得我国自行研制的两段炉更加完善,。 然而,近几年很多设计单位由于种种原因放弃了对煤气发生炉的研发,导致了国内研究煤炭气化的技术力量明显下降现在煤气发生炉相关技术发展非常缓慢,有些企业不得不放弃使用发生炉煤气的打算,转而投向价格昂贵的液化石油气和天然气,对很多耗能企业生产成本带来很大影响,。 3.我国常压固定床煤气发生炉热煤气站发展概况 在我国煤气发生炉应用中我国在很多行业如机械冶金、热煤气站占有举足轻重的地位,耐火材料,玻璃以及建材使用的煤气站,大多为气化烟煤的一段式炉热煤气站,这些煤气站常常面临焦油堵塞管道的危害.一些热煤气站开始着手将自己的煤气炉改为两段炉型.山西某玻璃厂率先将一段式煤气发生炉改为两段式煤气发生炉,杭州某玻璃厂将两段炉上下两段煤气以一定比例混合,作为热煤气应用取得了成功.其它企业也作了一些试验.结果表明,改为两段式炉后煤气热值及其压力稳定;输气管道堵塞现象明显减少,同时环保效益也明显提高,:。 现在国内一些经济实力雄厚的企业和位于环保要求高的城市的企业,一般选择了两段式炉作为热煤气站的炉型.而对于大多数企业来讲两段炉的价格偏高,使得在选择炉型时不得不选择价格低廉的一段式炉热煤气站.纵观国内所建投产的热煤气站,两段炉只占了极少数的一部分份额,。 4.我国常压固定床煤气发生炉冷煤气站发展概况 对于一些诸如陶瓷,高岭土等对燃料洁净度要求较高的行业,多选择常压固定床煤气发生炉冷煤气站。 在我国大部分冷煤气站以一段式煤气发生炉为气化炉型.随着两段式煤气发生炉的引进及国产化,许多企业出于环境保护和煤气热值等方面的考虑在新建气化烟煤的冷煤气站时,开始选择两段式煤气发生炉为气化炉型,逐渐一些原有气化烟煤的一段炉冷煤气站也开始进行了两段炉的改造.气化无烟煤的冷煤气站仍以一段式煤气发生炉作为气化炉型,。 现阶段,由于能源的紧缺和企业环保意识的加强,节能环保型煤气站成为了冷煤气站的主要发展方向。 发生炉煤气爆炸基础知识 一、煤气爆炸的必要因素, 煤气着火与煤气爆炸虽然都必须具备三要素,即可燃气体、空气(氧)、火种(或达到一定温度),但是它们也有不同之处: (1)爆炸是在密闭容器内进行,或在相对密闭的空间才会发生,而着火一般是在设备外或设备内空间较大的场合进行。 (2)爆炸时,空气与可燃气体已经充分均匀混合,而着火是在不断的输入可燃气体与逐渐消耗氧气的情况下进行。 (3)爆炸是在瞬间产生的连锁氧化反应,而着火较为缓慢的氧化反应。 (4)爆炸后可使有限空间内气体升压,而着火过程的前后都是处于常压环境。 (5)爆炸时会产生很大的冲击波,并伴随着巨大的响声而着火并无冲击波,只有热辐射,。 煤气爆炸,必须是三要素同时存在如果缺少其中的任何一项,都不会产生爆炸.有时虽然这三个要素都同时存在,但是煤气中的可燃气体组分与含氧的空气未能达到均匀混合,也不能产生爆炸.还应该指出,不是任何数量的可燃气体与空气均匀混合都会发生爆炸,而是当煤气爆炸时,可燃气体应达到一定的比例,只有达到这个比例范围内,才会产生爆炸,。 可燃气体在混合气体中低于这个范围或超出这个范围时,虽然具有火种和高温条件也都不会产生爆炸这个范围就是爆炸极限,又分上限和下限,。 二、容器内煤气爆炸时的压力上升速度及温度, 煤气爆炸是煤气中的可燃气体组分与含氧的空气在密闭的容器内混合后着火,并放出大量的氧化反应热这些热量加速了氧化反应,这种连锁反应在短时间内迅速传递,可使容器内的可燃气体组分全部燃尽,此时容器内的温度即舍剧烈上升,在定容的容器内,气体压力也随之迅速上升,即而引起爆炸.爆炸所产生的爆震波为2000 ~ 3000,/ s,爆破压力为0.71℃左右,温度可达1750 ~ 1.01MPa。 三、发生炉煤气的爆炸极限, 煤气因其成份中含有可燃气体和有毒气体一氧化碳,有较大的易燃易爆和中毒危险.例如发生护煤气的自燃点为530℃,在空气中的爆炸极限为20 ~ 74%,在氧气中的爆炸极限为15% ~ 75%.煤气燃烧时火苗大,温度高极易扩散蔓延.煤气主要危险性是爆炸,其后果可能引起火灾,造成损失.导致煤气爆炸的原因主要有两种,。 (1),或煤气系统内渗入空气煤气中含氧量过高。 (2)煤气系统发生泄漏。 上述两种情况均能使煤气形成爆炸性混合物,遇到火源而发生爆炸.两种情观的区别仅在于一个在煤气系统内部,一个在煤气系统外部。 四、引起煤气爆炸的可能性火源, 能引起煤气爆炸的火源很多,根据煤气生产和输配的特点来讲,主要有: (1),以及烧红的炉壁各种煤气发生炉中炽热的燃烧。 (2)电气设备不符合防爆要求以及电线短路产生的火花。 (3)铁器撞击,摩擦产生的火花。 (4)检修时使用的照明火。 (5)雷击、静电。 (6)含硫物质的自燃火。 (7),火柴等生活用火打火机。 五、煤气发生站的爆炸可能性场合, 在煤气发生站生产运行和停炉检修过程中,影响产生煤气爆炸的因素很多,煤气爆炸的可能性场合如下: (1)停炉检修由于设备或管道内吹扫不彻底,残留有煤气,检修动火或碰撞火花引起爆炸。 (2)无突然停电停电,发生炉内是正压,煤气有可能倒流入煤气管道内在来电生产时,引起爆炸事故;或者停电处理不及时,造成发生炉或系统负压,空气从不严密处漏入,引起爆炸,。 (3)负压,在水封失效或泄漏的条件下煤气排送机前的净化设备和管道有时出现负压将空气吸入体系内,遇电火花,摩擦火花或局部过热达到着火温度均可引起爆炸,。 (4)附属管网煤气设备或管道上附设的水,油汽管道内经常存有煤气,检修动火或其它原因可能引起爆炸,。 (5)违章,或操作失误违章操作或操作不及时,均可能引起爆炸。 (6)设备状况设备技术状况不良,强行生产,有可能引起爆炸事故。