常壓固定床式煤氣發(fā)生爐,由機(jī)械加料系統(tǒng)、煤氣發(fā)生系統(tǒng)、蒸氣發(fā)生系統(tǒng)、破渣卸渣系統(tǒng)組成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全性強(qiáng)、操作方便、產(chǎn)生的煤氣為混合半水煤氣,發(fā)熱值高;與各種工業(yè)窯爐聯(lián)為一體,充分利用了煤氣的余熱,節(jié)能降耗。生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)煙無(wú)塵無(wú)噪音;旋轉(zhuǎn)塔式排渣、卸渣破渣能力強(qiáng),渣卸入水封池中,無(wú)灰塵飛揚(yáng),原煤通用性強(qiáng),只要原煤結(jié)渣結(jié)瘤低,原則上所有煤均可使用。
按照煤氣發(fā)生爐內(nèi)氣化過(guò)程進(jìn)行的程序,可以將發(fā)生爐內(nèi)部分為六層:
1)灰渣層;2)氧化層(又稱火層);3)還原層;4)干餾層;5)干燥層;6)空層;其中氧化層和還原層又統(tǒng)稱為反應(yīng)層,干餾層和干燥層又統(tǒng)稱為煤料準(zhǔn)備層。
?。?)灰渣層:
煤燃燒后產(chǎn)生灰渣,形成灰渣層,它在發(fā)生爐的下部,覆蓋在爐篦子之上。
其主要作用為:
a保護(hù)爐篦和風(fēng)帽,使它們不被氧化層的高溫?zé)龎模?br> b預(yù)熱氣化劑,氣化劑從爐底進(jìn)入后,先經(jīng)過(guò)灰渣層進(jìn)行熱交換,使灰渣層溫度降低,氣化劑溫度升高。一般氣化劑能預(yù)熱達(dá)300-450℃左右。
c灰渣層還起了布風(fēng)作用,使進(jìn)入的氣化劑在爐膛內(nèi)盡量均勻分布。
?。?)氧化層:
也稱為燃燒層(火層)。從灰渣中升上來(lái)的氣化劑中的氧與碳發(fā)生劇烈的燃燒而生成二氧化碳,并放出大量的熱量。它是氣化過(guò)程中的主要區(qū)域之一,其主要反應(yīng)是:
C+O2→CO2+97650大卡
氧化層的高度一般為所有燃料塊度的3-4倍,一般為100-200毫米。氣化層的溫度一般要小于煤的灰熔點(diǎn),控制在1200℃左右。
?。?)還原層:
在氧化層的上面是還原層。赤熱的碳具有很強(qiáng)的奪取氧化物中的氧而與之化合的本領(lǐng),所以在還原層中,二氧化碳和水蒸氣被碳還原成一氧化碳和氫氣。這一層也因此而得名,稱為還原層,其主要反應(yīng)為:
CO+C→2CO+38790大卡
H2O+C→H2+CO+28380大卡
2H2O+C→CO2+2H2+17970大卡
由于還原層位于氧化層之上,從上升的氣體中得到大量熱量,因此還原層有較高的溫度約800-1100℃,這就為需要吸收熱量的還原反應(yīng)提供了條件。
(4)干餾層:
干餾層位于還原層的上部,由還原層上升的氣體隨著熱量的被消耗,其溫度逐漸下降,故干餾層溫度約在150-700℃之間,煤在這個(gè)溫度下,歷經(jīng)低溫干餾的過(guò)程,煤中揮發(fā)份發(fā)生裂解,產(chǎn)生甲烷、烯烴及焦油等物質(zhì),它們受熱成為汽態(tài),即生成煤氣并通過(guò)上面干燥層而逸出,成為煤氣的組成部分。干餾層的高度隨燃料中揮發(fā)份含量及煤氣爐操作情況而變化,一般>100毫米。
(5)干燥層:
干燥層位于干餾層上面,也即是燃料的面層,上升的熱煤氣與剛?cè)霠t的燃料在這層相遇,進(jìn)行熱交換,燃料中的水分受熱蒸發(fā)。一般認(rèn)為干燥溫度在室溫--150℃之間,這一層的高度也隨各種不同的操作情況而異,沒(méi)有相對(duì)穩(wěn)定之層高。
?。?)空層:
空層即燃料層上部,爐體內(nèi)的自由區(qū),其主要作用是匯集煤氣。也有的同志認(rèn)為:煤氣在空層停留瞬間,在爐內(nèi)溫度較高時(shí)還有一些副反應(yīng)發(fā)生,如:CO分解、放出一些炭黑:
2CO→CO2+C
以及2H2O+CO→CO2+H2從上面六層簡(jiǎn)單敘述,我們可以看出煤氣發(fā)生爐內(nèi)進(jìn)行的氣化過(guò)程是比較復(fù)雜的,既有氣化反應(yīng),也有干餾和干燥過(guò)程。而且在實(shí)際生產(chǎn)的發(fā)生爐中,分層也不是很嚴(yán)格的,相鄰兩層往往是相互交錯(cuò)的,各層的溫度也是逐步過(guò)渡的,很難具體劃分,各層中氣體成份的變化就更加復(fù)雜了,即使在專門的研究中,看法也是分歧的。煤氣爐的結(jié)構(gòu):
對(duì)于固定床煤氣爐有多種結(jié)構(gòu)型式,按不同部位分述如下:
1加煤裝置:間歇式加煤罩;雙料鐘;振動(dòng)給煤機(jī);撥齒加煤機(jī)。
2爐體結(jié)構(gòu):帶壓力全水套;半水套;無(wú)水套(耐火材料爐襯);常壓全水套。
3爐篦:寶塔型;型鋼焊接型。
4灰盤傳動(dòng)結(jié)構(gòu):撥齒型;蝸輪蝸桿型。