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| 煤氣發(fā)生爐內固態(tài)物質(zhì)和氣態(tài)物質(zhì)的行程 發(fā)表于: 2011/11/30 14:13:13 |
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| 煤氣發(fā)生爐內固態(tài)物質(zhì)行程： 通過(guò)加煤機將儲煤倉中的煤分批次注入煤氣發(fā)生爐內，加入煤氣發(fā)生爐中的煤首先進(jìn)入干餾段，煤在干餾段中緩慢下移，在此經(jīng)歷干燥及低溫干餾過(guò)程。首先煤炭中的水分被干燥出來(lái)，隨著(zhù)煤炭的不斷下移，溫度進(jìn)一步升高，干餾出焦油和干餾煤氣。經(jīng)過(guò)干燥和干餾后呈半焦狀態(tài)的煤繼續下移，進(jìn)入氣化段，在氣化段經(jīng)過(guò)氧化還原反應，形成以CO和H2為主要成分的煤氣。煤炭中的灰分及極少部分未參與反應的煤炭以灰渣形式繼續下移，由灰刀將其清出爐外。 煤氣發(fā)生爐內氣態(tài)物質(zhì)行程： 作為氣化劑的空氣和水蒸汽自爐底鼓入爐內，在1100－1200℃條件下，與進(jìn)入氣化段的呈半焦狀態(tài)的煤發(fā)生氧化還原反應，形成以CO和H2為主要成分的煤氣Q，氣化煙煤自加煤機，通過(guò)爐頂分煤器均勻加入發(fā)生爐內后，經(jīng)過(guò)8－10小時(shí)的干餾過(guò)程，緩慢下移至氣化反應層，此時(shí)的煙煤已變成半焦狀態(tài)（如果干餾充分，此時(shí)煤中揮發(fā)分含量非常少），它在氣化反應層反應生成的煤氣Q含有很少量的焦油。 為保證干餾段煤料干餾充分，在發(fā)生爐操作時(shí)，需結合入爐煤揮發(fā)分含量的多少及其含水量的多少，調整下段煤氣出口閥門(mén)的通量，人為的將氣化反應段產(chǎn)生的煤氣Q分為Q1和Q2兩部分，Q1自下段引出作為下段煤氣；Q2在爐內上行用于對干餾段中的煤料進(jìn)行充分干餾，干餾過(guò)程中同時(shí)產(chǎn)生一部分以CH4、H2為主要成分的干餾煤氣Q3和大量的焦油蒸汽，Q2和Q3由上段煤氣導出口導出構成上段煤氣。 由于下段煤氣導出口距離氣化反應段較近，對氣化反應段進(jìn)行的探火操作、事故打釬操作及氣化反應段中煤料熱爆產(chǎn)生的粉塵，大部分會(huì )隨下段煤氣Q1導出，下段煤氣還含有一部分水分，其所含焦油量與煤料在干餾段內的干餾程度有關(guān)，如果煤炭干餾透徹，下段煤氣焦油含量很少。下段煤氣所攜帶的主要雜質(zhì)為粉塵、部分水分和少量焦油。 作為上段煤氣一部分的Q2在離開(kāi)氣化反應層上行時(shí)，也同時(shí)攜帶由于探火操作、事故打釬操作及煤料熱爆產(chǎn)生的粉塵，但在上行過(guò)程中，經(jīng)過(guò)5-6米左右高度的干餾煤層的過(guò)慮，這部分粉塵基本被過(guò)慮于下行煤炭中。煤料干餾所產(chǎn)生的焦油，以焦油霧滴形式由上段煤氣帯出。上段煤氣所攜帶的主要雜質(zhì)為煤炭干餾產(chǎn)出焦油、煤中蒸發(fā)出的水分和由煤氣流吹起攜出的少量灰塵。 煤氣管道堵塞原因： 煤氣管道的堵塞，大多是由于煤氣中的灰塵和冷凝下焦油在煤氣管道中混合，造成焦油流動(dòng)性嚴重下降，沉積在管道中造成的，由此可以看出，煤氣管道堵塞的必要條件，是煤氣中含有大量的粉塵及焦油。 實(shí)踐證明，當煤氣溫度處于120-250℃時(shí)，含有焦油和粉塵的煤氣較易堵塞管道，這主要是因為在此溫度下，煤氣中的水呈氣態(tài)（煤氣未達到飽和狀態(tài)），焦油以粒徑微小的氣霧態(tài)存在，煤氣中的粉塵被氣霧態(tài)焦油濕潤，但此時(shí)的焦油粒徑微小，無(wú)法以流態(tài)形式將該部分粉塵帶出，于是經(jīng)過(guò)焦油濕潤后的粉塵便沉積粘附于煤氣管道和設備內壁上，慢慢形成堵塞。 當溫度低于120℃時(shí)，煤氣中的焦油呈流動(dòng)性較好的液態(tài)形式，煤氣溫度再低，煤氣中的水汽也可以部分冷凝呈液態(tài)，液態(tài)的焦油和水可以將沉積于煤氣管道內的粉塵，沖洗帶出管道，從而使管道堵塞概率降低。 當溫度高于250℃時(shí)，煤氣中的焦油和水呈氣態(tài)混于煤氣中隨煤氣流動(dòng)，煤氣管道中沉積下的粉塵未被氣態(tài)的焦油或水濕潤，與管道壁的附著(zhù)力較小，很容易被煤氣流重新圈起帶出管道，所以，此溫度下煤氣管道也不容易堵塞。 通過(guò)介紹美國FW-Stoic兩段式煤氣發(fā)生爐的結構及應用測試情況，揭示了兩段爐上下段煤氣比例調節對煤炭干餾的影響和意義。正確調節上、下段煤氣的流量比例，即根據入爐煤揮發(fā)分含量的多少及其含水量的多少，將氣化段所產(chǎn)煤氣合理的分配給上下段，其目的是充分保證干餾段中煤料干餾所需要的干餾熱量，使煤炭得以充分干餾，保證下段煤氣焦油含量較少，從而有效避免下段煤氣管道堵塞，上下段煤氣比例分配，以?xún)?yōu)先保證上段煤氣的流量為原則。 為保證上段煤氣管道不被堵塞，必須禁止發(fā)生爐空層操作（空層操作加煤時(shí)，會(huì )出現大量揚塵，隨上段煤氣攜出），隨時(shí)保證滿(mǎn)料層操作，從而減少上段煤氣中的粉塵含量。發(fā)生爐頂部須設置分煤器及煤位探測器，隨時(shí)在線(xiàn)檢測煤位，并保證滿(mǎn)料層操作。分煤器保證煤料均勻分布于發(fā)生爐內，并保證足夠的加煤容煤空間；煤位探測器對于保證發(fā)生爐滿(mǎn)料層操作至關(guān)重要，煤位探測器在線(xiàn)隨時(shí)檢測煤位滿(mǎn)否情況，視煤位滿(mǎn)否自動(dòng)指令加煤機動(dòng)作加煤。 發(fā)生爐滿(mǎn)料層操作是保證上段煤氣少攜帶粉塵的關(guān)鍵，因為滿(mǎn)料層操作時(shí)，每次加煤機向發(fā)生爐內加煤，所加入的煤均保證在分煤器的容煤空間內。隨著(zhù)清灰操作，爐內煤料緩慢下移，分煤器容煤空間的部分煤緩慢下移至爐內，此時(shí)，煤位探測器探測到分煤器內缺煤，從而指令加煤機加煤。這樣，由于加煤造成的揚塵就會(huì )停留于分煤器容煤空間內，而沉降下來(lái)后，隨煤緩慢下移至爐內，不會(huì )隨上段煤氣帯出。上段煤氣所攜帶灰塵含量又很少，而且焦油流動(dòng)性很好，從而有效防止上段煤氣管道的堵塞。 發(fā)生爐滿(mǎn)料層操作，一般是由設置于爐頂的分煤器及煤位探測器自動(dòng)檢測并完成的，但有些兩段爐，并未設置分煤器及煤位探測器，而是依靠人為觀(guān)察料位而確定加煤與否，更有許多發(fā)生爐根據上段煤氣溫度確定是否加煤。依靠觀(guān)察料位而確定加煤與否，工人勞動(dòng)強調大，而且很不可靠，發(fā)生爐很容易形成空層；而根據上段煤氣出口溫度確定是否加煤，根本無(wú)法保證發(fā)生爐滿(mǎn)料層操作，因為，上段煤氣出口溫度是隨上段煤氣的流量、煤料中的揮發(fā)分含量及含水量的變化而發(fā)生變化的，根據上段煤氣出口溫度控制加煤頻率，大多數是在有空層的情況下操作。發(fā)生爐處于空層狀態(tài)下操作，加煤時(shí)就會(huì )造成嚴重的揚塵，大量粉塵隨上段煤氣流入煤氣管道，這部分灰塵和冷凝下焦油在煤氣管道中混合沉降，造成煤氣管道堵塞。
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