二段式煤氣發生爐

雙段式煤氣發生爐工作原理

合格原料煤由電動葫蘆提升至主廠房儲煤倉，再經雙滾筒液壓加煤機加入爐內，煤受到來自氣化段煤氣的加熱干餾，干餾后半焦狀態下的煤炭在氣化段與氣化劑（空氣、蒸氣）發生反應，氣化段生成的煤氣分為兩部分，一部分從兩段爐下段煤氣出口經旋風除塵器出爐，另一部分向上經管與干餾煤氣混合從上段煤氣出口出爐。下段出口煤氣經旋風除塵器降溫除塵后進入強制風冷器，繼續除塵降溫，然后進入間冷器進一步降溫。上段出口煤氣進入電捕焦油器除焦后，直接進入間冷器，與下段煤氣混合，在混合中完成降溫，混合后煤氣進入電捕輕油器，捕除輕油，煤氣經加壓風機加壓后送往水霧捕滴器脫水送往用戶。
兩段式煤氣發生爐自上而下由干餾段和氣化段組成，首先煤從爐頂煤倉經兩組下煤閥進入爐體，煤在干餾段經過充分的干燥和長時間的低溫干餾，逐漸形成半焦，進入氣化段，熾熱的半焦在氣化段與爐底鼓入的氣化劑充分反應，經過爐內還原層，氧化層而形成灰渣，由爐柵驅動從灰盆自動排出。煤在低溫干餾的過程中，以揮發份析出為主生成的煤氣稱為干餾煤氣，組成兩段爐的頂部煤氣，約占總煤氣量的40%，其熱值較高(6700KJ/nm3) 溫度較低(120℃左右)，并含有大量的焦油。這種焦油為低溫干餾產物，其流動性較好，可采用靜電除塵器捕集起來，作為化工原料和燃料。在氣化段，熾熱的半焦和汽化劑經過還原、氧化等一系列化學反應生成的煤氣，稱為氣化煤氣。組成兩段爐的底部煤氣，約占總煤氣量的60%，其熱值相對較低(6400KJ/nm3)，溫度較高(450℃左右)，因煤在干餾段低溫干餾時間充足，進入氣化段的煤已變成半焦，因此生成的氣化煤氣不含焦油，又因距爐柵灰層較近，所以含有少量飛灰。底部煤氣就可經旋風除塵器及風冷器等設備來處理，這樣對于使用冷凈化煤氣的用戶，便可不采用水洗法就能使用上冷凈化煤氣，從而避免了大量酚水無法處理的缺陷。
兩段式煤氣發生爐有上下兩個煤氣出口，可輸出不同熱值的煤氣，其氣化效率和綜合熱效率均比單段爐高，煤炭經過爐內上段徹底干餾，下段煤氣基本不含焦油，上段煤氣含有少量輕質焦油，不易堵塞管道，兩段爐煤氣熱值高而且穩定，操作彈性大，自動化程度高，勞動強度低。兩段爐煤氣站不污染環境，節水顯著，占地面積小，長期運行成本低。
兩段爐與單段爐對比：
兩段爐熱值高通常在6000KJ/nm3以上，單段爐的煤氣熱值通常在5500KJ/nm3左右。
兩段爐可燒煙煤，但擇煤！如計劃選擇兩段式煤氣發生爐，需要特別注意當地的煤種是否適用，兩段爐一般適用揮發份較高的煤種。對煤的機械強度要求較高，不可以使用煤球。
國內已有發生爐廠家開發出利用兩段爐余熱生產蒸汽的爐型，對熱能利用有了新的解決辦法。

雙段式煤氣發生爐各個層的具體作用

1、空層：頂部，氣相空間同時進行這化學反應。主要作用：匯集煤氣并且使之由爐出口排出。
2、干燥層：干燥層是料層上一層。原煤含有一定水分，當煤落入爐內時，水分受熱蒸發變成蒸汽，使煤得到干燥。
3、干餾層：干餾層位于還原層之上，干燥層之下，產生大量揮發物的一個層次。煤炭經干燥后，在250-300℃下開始折出揮發分及其它干餾產物，這些產物與還原層來的煤氣混合后從爐出口排除。這樣提高了煤氣的熱值，碳氫化合物因溫度低而未裂解，所以煤氣中含甲烷、碳氫化合物以及焦油霧，焦油霧經凈化后除掉。
4、還原層：還原層是生成主要可燃氣體的區域。二氧化碳與灼熱的炭起作用，進行吸熱化學反應，生產可燃的一氧化碳；水蒸氣與灼熱的炭進行吸熱化學反應，生成可燃的一氧化碳和氫氣，同時吸收大量的熱。
5、氧化層：碳與氣化劑中的氧發生激烈的熱化學反應，生成二氧化碳和一氧化碳，并放出大量的熱量，煤氣的熱化學反應所需的熱量靠此來維持。氧化層溫度一般維持在1100～1200℃，這決定于原料煤灰熔點的高低。
6、灰層：氣化反應后爐渣所形成的灰塵，它能預熱和均勻分布自爐底進入的氣化劑，并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、性質的差別和采用的氣化劑、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。