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煤气发生炉的工作原理是什么?

2020/7/3 14:41:45点击:

    要想用好做好一件事情、用好一个产品,我们首先应该了解这件事情的前因后果,熟悉这个产品的工作原理。煤气发生炉工作原理是以煤为原料生产煤气,供燃气设备使用的装置。固体原料煤从炉顶部加入,随煤气炉的运行向下移动,在与从炉底进入的气化剂(空气、蒸汽)逆流相遇的同时,受炉底燃料层高温气体加热,发生物理、化学反应,产生粗煤气。此粗煤气(即热煤气)经粗除尘后可直接供燃烧设备使用。这样在煤气发生炉中形成了几个区域,一般我们称为“层”。

单段煤气发生炉热煤气工艺流程图

我们按照煤气发生炉内气化过程进行的程序,可以将发生炉内部分为六层:


  煤气发生炉的工作原理

(1)灰渣层:


    煤燃烧后产生灰渣,形成灰渣层,它在发生炉的最下部,覆盖在炉篦子之上。

    其主要作用为:

       a、保护炉篦和风帽,使它们不被氧化层的高温烧坏;

      b、预热气化剂,气化剂从炉底进入后,首先经过灰渣层进行热交换,使灰渣层温度降低,气化剂温度升高。

      c、灰渣层还起了布风作用,使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布。

(2)氧化层: 也称为燃烧层(火层)。

    从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧而生成二氧化碳,并放出大量的热量。它是气化过程中的主要区域之一,其主要反应是:C+O2→CO2。氧化层的高度一般为所有燃料块度的3-4倍,一般为200毫米。气化层的温度一般要小于煤的灰熔点。


(3)还原层:


       在氧化层的上面是还原层。赤热的碳具有很强的夺取氧化物中的氧而与之化合的本领,所以在还原层中,二氧化碳和水蒸气被碳还原成一氧化碳和氢气。这一层也因此而得名,称为还原层,其主要反应为:

          CO+C→2CO

          H2O+C→H2+CO

          2H2O+C→CO2+2H2


 (4)干馏层:


       就是把煤中的挥发份,焦油等物质经过加热后所产生的CmHm化合物分离出来,然后再进入还原进行化学反应。


(5)干燥层:


       干燥层位于干馏层上面,也即是燃料的面层,主要是把煤中的水发蒸发即可。


  (6)空层:


       空层即燃料层上部,炉体内的自由区,其主要作用是汇集煤气。然后出去2CO→CO2+C以及2H2O+CO→CO2+H2。


  从上面六层简单叙述,我们可以看出煤气发生炉内进行的气化过程是比较复杂的,既有气化反应,也有干馏和干燥过程。


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