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可以使用劣质褐煤的高效两段式煤气发生炉

来源:郑州宝旺机械制造有限公司 | 2016-9-21 15:18:52

  两段式热除焦煤气发生炉自上而下由干馏段和气化段两段组成。图1为原有两段式煤气发生炉结构剖面图,该两段式煤气发生炉气化段底部安装带有三层栅片的侧风式炉栅,栅片侧上部设置出风口,炉栅通过底座与旋转的灰盘连接,炉栅下面装有气化剂混合室。煤气发生炉上面设有煤仓,煤仓通过加煤机构和加煤管与煤气发生炉相连。该煤气发生炉设有两个煤气出口,一个是位于煤气发生炉顶部加煤管一侧的炉顶煤气出口Ⅰ,另一个则设在煤气发生炉一侧上部的气化煤气出口,气化煤气出口内端开口于气化段上面,外端连接有气化煤气出口管。在煤气发生炉轴线上通过三通路管吊挂一根中心芯管,三通路管固定在炉壁上,中心芯管上端设有分料锥。

  两段式煤气发生炉生产工艺流程为:煤在干馏段经过干燥和低温干馏,逐渐形成半焦,进入气化段。炽热的半焦在气化段与炉底鼓入的气化剂反应,经过炉内还原层,氧化层而形成灰渣。

  其气化过程为:进入炉内的被气化介质(石炭 )在炉内发生一系列变化。首先在炉内的氧化层被氧化,煤中的炭生成二氧化碳气体,高温的二氧化碳气体向上流动,与已经被加热的炽热的半焦反应,半焦中的炭被氧化,高温的二氧化碳被还原成一氧化碳,水蒸汽被还原成甲烷和气态的氢。反应后的气体继续向上流动,将煤干馏成炽热的半焦,煤中的挥发分逸出。混合气体进一步向上流动,但温度降低,对刚刚进入炉内的煤进行干燥,并最终以预混合煤气的状态排出炉外。

  这种煤气发生炉当使用劣质褐煤时存在的不足:

  1•●、目前常见的煤气发生炉使用侧风式炉栅(如图2 ),驱动炉栅使灰渣从灰盘自动排出。这种炉栅排灰灰渣含残碳量较高,约10~30%左右,致使未完全气化热损失达1000~3000kcal/kg左右。

  其原因是,由于煤在低温干馏的过程中,以挥发份析出为主生成的煤气称为干馏煤气,是两段炉的顶部煤气,约占总煤气量的20~40%,其热值高达6700KJ/Nm3,温度较低,一般上出口煤气出温度60~120℃左右,其温度高低主要取决于煤的质量。这部分煤气含有一定量的焦油(上出口炉出温度通常在80~120℃干馏出的焦油较多 )。这种焦油为低温干馏产物,其流动性较好,可采用静电除尘器捕集起来。但是当煤的质量较差或炉况不稳定时,干馏段温度达不到400℃以上,提取焦油极少,电捕焦油器捕捉焦油不彻底。在气化段,炽热的半焦和汽化剂经过还原•●、氧化等一系列化学反应生成的煤气,称为气化煤气。组成两段炉的底部煤气,约占总煤气量的60~80%,其热值相对较低(6400KJ/nm3),温度较高(250~450℃左右)。

  2•●、由于劣质褐煤的机械强度较低,煤经干馏段低温干馏,进入气化段时,煤已大部分裂解成颗粒和粉末,距气化煤气出口之前的耐火通道及中心芯管入口较近,与上段没有干馏充分的煤渣经高温裂解产生的焦油在气化煤气出口处混合,堵塞了管路,妨碍了煤气的正常输送及生产的顺利进行。

  一种冷凝酚水少,产气量高,可降低生产成本,并避免管路堵塞的利用弱粘结性劣质褐煤生产高品质煤气的两段式煤气发生炉。

两段式煤气发生炉结构

  图中:气化段1•●、干馏段2•●、气化煤气出口3•●、分料锥4•●、加煤管5•●、加煤机构6•●、煤仓7•●、炉顶煤气出口Ⅰ8•●、三通路管9•●、中心芯管10•●、侧风式炉栅11•●、灰盘12•●、气化剂混合室13•●、栅片14•●、出风口15•●、栅帽16•●、破渣器17•●、螺杆18•●、底座19•●、检修口20•●、炉顶煤气出口Ⅱ21•●、下翻风式炉栅22•●、螺栓23•●、风线24。

  技术解决方案:

  一种使用劣质褐煤的两段式煤气发生炉,包括气化段•●、干馏和煤气发生炉顶部加煤管一侧的炉顶煤气出口Ⅰ,其特征在于,拆除煤气发生炉中心芯管和与其相连的分料锥•●、三通路管以及位于煤气发生炉侧壁上部的气化煤气出口,将气化煤气出口通过法兰和盲板封闭形成检修口,在煤气发生炉顶部加煤管的另一侧增设一炉顶煤气出口Ⅱ,并在气化段底部安装带有八层栅片的下翻风式炉栅。

  下翻风式炉栅包括栅帽•●、破渣器•●、螺栓•●、栅片及底座,板状栅片的两端分别带有方向相反的卡台,栅片上表面下部设有破渣器,破渣器顶面分别开有一道卡槽和一道弧形槽,八层栅片呈塔形叠放在底座上,上一层栅片下端的卡台卡装在下层栅片的卡槽内,上下层栅片通过螺栓连接为一体,使上下层栅片之间形成出风风线,最上层栅片上面通过螺栓固定一伞形栅帽。

  预期效果:

  与常规的热除焦两段式煤气发生炉相比,该高效两段式煤气发生炉利用劣质褐煤生产高品质煤气的目标,所生产的煤气达到与优质52汽化煤效果相同,有效避免了煤尘及焦油混合堵塞出口管路的问题,使干馏段温度更为稳定,上煤气出口温度提高,煤气品质及电捕焦油器运行状况更佳,水蒸汽冷凝极大减少,可避免酚水的产生,并可减少灰渣中残炭的含量,提高煤气化程度和产气量,减少热损失,降低生产成本,从而实现降成本•●、节能•●、环保的目的。

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