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| 煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)過程中影響灰渣含碳量的因素 發(fā)表于: 2011/12/15 14:44:12 |
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| 不粘煤、弱粘接性煤、長焰煤、年老褐煤。可選用煤種：大同煤，銅川煤，內(nèi)蒙古包頭煤，神木煤等。同時要符合煤氣發(fā)生爐的標準項目 技術指標粒度(mm) 20～40；25～50；30～60 最大粒度與最小粒度之比 ≤2 塊煤限下率(%) ≤10 含矸率(%) ≤2 干基揮發(fā)分Vd(%) ≥20 干基灰分Ad(%) ≤18 干基全硫分St.d(%) ≤2 灰熔融性軟化溫度ST(℃) ≥1250 熱穩(wěn)定性TS＋6(%) ＞60 用煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)煤氣已經(jīng)有了很長的歷史，主要用于工業(yè)生產(chǎn)及家庭日常生活，并得到了一定的發(fā)展和完善。隨著資源的日益減少，發(fā)生爐的灰渣含碳量在其各項指標中顯得越來越重要，降低灰渣含碳量成為用煤氣企業(yè)節(jié)能降耗、充分利用資源的重要途徑。 一、發(fā)生爐生產(chǎn)原理 要了解煤氣發(fā)生爐的生產(chǎn)原理，必須先了解發(fā)生爐運行時的內(nèi)部情況。爐內(nèi)料層自下而上依次分為灰層、氧化層、還原層、干餾層、干燥層，料層和頂部夾套之間區(qū)域俗稱空層。煤倉里的煤通過加煤系統(tǒng)進入爐內(nèi)，灰層適當時排走，保持爐內(nèi)一直有燃料。鼓風機來的空氣穿過水夾套上部，與水套自產(chǎn)蒸汽混合，進入飽和管，再與外來蒸汽混合作為氣化劑進入爐內(nèi)，在氧化層與灼熱的煤發(fā)生反應，主要有C+02=CO2+Q（氧化反應）。高溫的氣體繼續(xù)上升，在還原層發(fā)生如下反應：CO2+C=CO-Q，H2O+C=H2+CO-Q（還原反應）。最后，所有的氣體（此時已稱煤氣）從爐出口管導出，進入洗滌、凈化、輸送工序。 二、發(fā)生爐生產(chǎn)過程主要指標 灰層高度：目前通過插釬探火，根據(jù)釬子溫度、顏色能了解灰層高度，灰層過高過低對爐子生產(chǎn)和設備本身都不好。 空層高度：可用釬子測出。 煤氣成分和質(zhì)量：煤氣的成分和質(zhì)量影響到煤氣的熱值，進而影響到用戶的正常生產(chǎn)，氧含量超標對煤氣站和用戶會造成威脅。因此在煤氣生產(chǎn)中，操作工及時了解煤氣的質(zhì)量是十分必須的。當前，主要由專職化驗員利用奧氏氣體分析儀定期分析，然后將結果反饋給司爐工，司爐工根據(jù)結果去調(diào)整爐況。 飽和溫度：也就是氣化劑的溫度，它反映的是氣化劑中所含蒸汽的量，通過調(diào)節(jié)發(fā)生爐補充蒸汽閥門或入爐軟水量可以調(diào)整飽和溫度。 反應溫度：由于生成煤氣的化學反應是吸熱反應，因此爐內(nèi)反應溫度是一個非常重要的參數(shù)。當前無法準確的測量出該參數(shù)，生產(chǎn)中也沒有對該參數(shù)進行直接控制，而是通過人工插釬探火，根據(jù)釬子顏色判斷反應層的溫度，然后通過調(diào)整飽和溫度間接控制反應溫度。 爐出溫度：也就是出口煤氣溫度。 空氣流量：指入爐空氣的流量，能反映煤氣產(chǎn)量。 爐出壓力：煤氣要安全運行，爐出壓力必須穩(wěn)定在正壓。 爐底壓力：指氣化劑進入料層前的壓力，決定于料層阻力。料層阻力大，爐底壓力就高。通常，空氣流量改變，爐底壓力、爐出壓力也隨著改變。 反應時間：可以認為是同一料層做為火層來燃燒的時間。 三、影響煤氣發(fā)生爐灰渣含碳量的因素 從上述情況看來，灰渣含碳量的高低應決定于反應溫度。反應溫度高，氧化層的煤燃燒得較完全，灰渣含碳量就低；反之亦然。而在灰熔點之上，熔融的煤漿將燃料包住，使之得不到充分反應；熔化的煤冷卻后會凝固，難以排走，不利于運行和保護設備，因此是盡量避免的。此外，反應時間和料層的穩(wěn)定也很重要，設想爐體內(nèi)同一水平面有灰層、氧化層、還原層、干餾層，該水平面排出的灰含碳量一定高。而如果同一料層維持為氧化層狀態(tài)的時間越長，則燃燒反應就越完全，灰渣含碳量就越低。增加反應時間、維持氧化層高溫及爐內(nèi)料層穩(wěn)定，是降低灰渣含碳量的關鍵。 在發(fā)生爐的控制指標中，目前可顯示及控制的有空氣流量、爐底壓力、爐出壓力、爐出溫度和飽和溫度，爐內(nèi)各層次的高度可通過探火測釬來得知。這些指標中，空氣流量、保和溫度、灰層高度與反應溫度及料層穩(wěn)定有較大關系，能影響到灰渣含碳量。而其他指標一般用來控制發(fā)生爐的穩(wěn)定、安全運行。 空氣流量控制著同一時間段內(nèi)進入發(fā)生爐的空氣體積。流量小，氧化層反應時間就長，灰渣含碳量就低。但空氣流量的調(diào)整受到煤氣產(chǎn)量、煤氣壓力等因素的制約，調(diào)整的機會較少。況且，空氣流量與氧化層溫度有一定的關系，簡單說，空氣流量小，與煤反應的氧氣也少，氧化層溫度自然低所以，空氣流量要根據(jù)不同的要求來確定。 灰層高度起到保護爐篦、均勻分布并加熱氣化劑等作用。一般情況下，維持在300—600mm最好。 在所有的指標中，飽和溫度包含的內(nèi)容最復雜，它體現(xiàn)出了氣化劑的溫度、含水量等內(nèi)容。一定體積的空氣，其溫度不同，能包含的水分也不同。溫度越高，可汽化的水越多，氣化劑所含水分也越多，不利于反應溫度的提高，煤碳得不到很好的氣化，難以降低灰渣含碳量。反之，飽和溫度太低，氧化層溫度有可能超過灰熔點，造成結渣，同樣達不到效果。氣化劑參與了煤的氣化反應，而飽和溫度決定了氣化劑的性質(zhì)，所以，控制好飽和溫度，對降低灰渣含碳量有重大意義，可以說是問題的關鍵。 既然飽和溫度對灰渣含碳量有重大影響，那么，影響飽和溫度的因素又有哪些呢？發(fā)生爐的氣化劑由空氣進入水夾套上部，帶走水夾套內(nèi)的蒸汽而形成，此外，在飽和管還有補充蒸汽加入。因此，飽和溫度主要在這兩個環(huán)節(jié)受到影響。分析和研究這兩個環(huán)節(jié)，找出影響飽和溫度的因素，就能很好地控制飽和溫度，達到降低灰渣含碳量的目的。 在第一個環(huán)節(jié)，水夾套內(nèi)的軟化水被爐內(nèi)燃燒的煤加熱，產(chǎn)生水蒸汽，熾熱的水蒸汽將通過的空氣加熱，形成氣化劑，氣化劑的溫度就是飽和溫度。水夾套內(nèi)的軟化水由外部補充，因此，補充的軟化水溫度和流量直接影響到飽和溫度。水溫越低，流量越大，水夾套產(chǎn)生的蒸汽越少，空氣帶走的蒸汽也少，飽和溫度就越低。 在第二個環(huán)節(jié)，補充蒸汽加入氣化劑，可增加氣化劑的含水量，飽和溫度也會升高。 另外，無煙煤的粒度對反映的質(zhì)量影響也很大。目前無煙煤的粒度一般為13~50mm，在其他條件相同且氣化反應穩(wěn)定的情況下，粒度越小，則燃燒反應進行得越完全。粒度越均勻，空氣分布也均勻，燃燒也越完全。 此外，灰層的高度、溫度，氣化劑分布均勻與否，都能影響氣化劑在反應前的飽和溫度。但相對前幾個因素，顯得微不足道，也不好分析，可以忽略。 綜上所述，影響灰渣含碳量的因素有飽和溫度及料層穩(wěn)定與否。而影響飽和溫度的因素又有軟化水溫度和流量。通過控制軟化水溫度，調(diào)節(jié)軟化水流量，進而控制飽和溫度，就能很好地降低發(fā)生爐的灰渣含碳量。
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