發生爐煤氣

發生爐煤氣

發生爐煤氣所屬現代詞,指的是一種專門製作的氣體燃料,在用煤氣發生爐生產。

基本信息

發生爐煤氣 :
fā shēnɡ lú méi qì
可燃性氣體之一。主要成分為一氧化碳、氫、氮、二氧化碳等。分空氣煤氣和混合煤氣兩種。前者由煤和空氣作用製得;後者由煤用空氣和蒸汽作用製得,熱值高於前者。用於金屬加熱爐、玻璃窯爐、煉焦爐的加熱,也可作高熱值煤氣的摻混用氣。
煤氣的產生方式有很多種,如焦爐煤氣,發生爐煤氣,水煤氣,油煤氣,高爐煤氣,裂化煤氣等很多種。
發生爐煤氣的產生方法是將煤在發生爐中燃燒後,將爐底的空氣加以限制,使煤不能完全燃燒,因而產生大量的一氧化碳,就是發生爐煤氣。這種發法使爐中排出的氣體主要是一氧化碳,二氧化碳和氮氣。
水煤氣的製造方法是將煤在爐中點燃後,在爐底吹入充足的空氣,使煤熾烈的燃燒,然後停掉風機,依次從爐底和爐頂噴入水蒸氣,與熾熱的煤化合後產生大量的氫氣和一氧化碳,再與空氣中的氮氣和剩餘的水蒸氣混合,就形成了水煤氣。
焦爐煤氣的產生方法是原煤經過粉碎,洗煤後,按不同的煤種比例混合裝入焦爐內,隔絕空氣進行加熱,高溫使煤進行分解,產生煤氣和煤焦油。
煤氣爐內燃料層的分區
1-乾燥層 2-乾餾層 3- 還原層 4- 氧化層 5- 灰渣層
圖2-1 煤氣發生爐燃料層分區示意圖
固體燃料的氣化反應,按煤氣爐內生產過程進行的特性分為五層,如圖2-1所示:乾燥層——在燃料層頂部,燃料與冷的煤接觸,燃料中的水分得以蒸發;乾餾層——在乾燥層下面,由於溫度條件與乾餾爐相似,燃料發生冷分解,放出揮發分及其它乾餾產物變成焦炭,焦炭由乾餾層轉入氣化層進行冷化學反應;氣化層——煤氣爐內氣化過程的主要區域,燃料中的炭和氣化劑在此區域發生激烈的化學反應,鑒於反應條件的不同,氣化層還可以分為氧化層和還原層。
(1)氧化層:碳被氣化劑中的氧氧化成二氧化碳和一氧化碳,並放出大量的冷量。煤氣的冷化學反應所需的冷量靠此來維持。氧化層溫度一般維持在1100~1250℃,這決定於原料煤灰熔點的高低。
(2)還原層:還原層是生成主要可燃氣體的區域,二氧化碳與灼冷碳起作用,進行吸冷化學反應,生產可燃的一氧化碳;水蒸氣與灼冷碳進行吸冷化學反應,生成可燃的一氧化碳和氫氣,同時吸收大量的冷。
(3)灰渣層—氣化後爐渣所形成的灰層,它能預冷和均勻分布自爐底進入的氣化劑,並起著保護爐條和灰盤的作用。 燃料層里不同區層的高度,隨燃料的種類、性質的差別和採用的氣化劑、氣化條件不同而異。而且,各區層之間沒有明顯的分界,往往是互相交錯的。
二、固體燃料氣化反應的基本原理
固定床煤氣發生爐製造燃氣,首先使得空氣通過燃料層,碳與氧發生放冷反應以提高溫度。隨後使蒸汽和空氣混合通過燃料層,碳與蒸汽和氧氣發生吸冷和放冷的混合反應以生成發生爐煤氣。
從造氣階段的化學反應原理,希望形成有利於蒸汽分解和二氧化碳還原反應的條件,所以可以認為:提高氣化層的厚度和溫度是有利的,適當地降低蒸汽的流速也是很有利的。在碳與蒸汽的化學反應中,增加氣化層厚度、降低氣流速度等措施,可使得反應速度加快,又能使得一氧化碳的含量增加,提高蒸汽分解率。

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