气化炉的分类与计算公式.pdf

第四章 气化炉 世界煤炭气化技术的发展趋势有以下几个方面。 ①增大气化炉规模，提高单炉制气能力。以 K—T 炉为例， 20 世纪 50 年 代是双嘴炉， 20 世纪 70 年代采用了双嘴和四头八嘴，以及后来设计的六个头的气化炉等，使 得单炉产 气能力大幅度提高。 ②提高气化炉的操作压力，降低压缩动力消耗，减少设备尺寸，降低氧 耗，提高碳 的转化率。 ③气流床和流化床技术日益发展，扩大了气化煤种的范围。 ④提高气化过程的环保技术，尽量减少环境污染。 ⑤将煤炭气化过程和发电联合起来的生产技术越来越受到各国的重视， 并巳建成不 同规模的生产厂。 总之，煤炭气化技术的发展基本是围绕气化炉展开的，以下对常用的不 同类型的煤 气化技术以及所使用的气化炉作一基本介绍。 第一节 概 述 基本概念 ： 1、 气化炉：进行煤炭气化的设备叫气化炉。 2、 气化炉分类 ① 按照燃料在气化炉内的运动状况来分类是比较通行的方法， 一般分为移动床 ( 又叫固定床 ) 、沸腾床 ( 叉叫流化床 ) 、气流床和熔融床等。 ② 气化炉在生产操作过程中根据使用的压力不同， 又分为常压气化炉和加压气 化炉； ③ 根据不同的排渣方式，可以分为固态排渣气化炉和液态排渣气化炉。 3、 煤气的分类： 如果以空气作为气化剂，生产的煤气称空气煤气。 如果以空气 ( 富氧空气或纯氧 ) 和水蒸气的混合物作为气化剂， 生产的煤气称混合 煤气； 如果将空气 ( 富氧空气或纯氧 ) 和水蒸气分别交替送人气化炉内， 间歇进行，生产 的煤气叫水煤气； 气体成分经过适当调整 ( 主要是调整含氮气的量 ) 后．生产的煤气符合成氨原料气 的要求，这种煤气叫做半水煤气。 4 、气化炉的组成 各种不同结构的气化炉基本上由三大部分组成， 即加煤系统、气化反应部分和排 灰系统。 加煤系统 ：要考虑煤入炉后的分布和加煤时的密封问题。 气化部分 ： ①是煤炭气化的主要反应场所， 首要考虑的问题是如何在低消耗的情况下， 使煤 最大限度地转化为符合用户要求的优质煤气 ②由于煤炭气化过程是在非常高的温度下进行的， 为了保护炉体而加设内璧衬里 或加设水套也是非常必要的。水套一方面可以起到保护炉体 ( 也包括炉内的布煤 器或搅拌装置 ) 的作用，同时可以吸收气化区的热量而生产蒸汽，该部分蒸汽叉 可以作为气化时需用的蒸汽而进入气化炉内。 排灰系统 ①作用 : 保证了炉内料层高度的稳定，同时也保证了气化过程连续稳定地进行 . ②问题：对移动床而言，由于炉箅 ( 气化剂的分布装置 ) 和排灰系统结合在一起， 气化剂的均匀分布和排灰操作是生产上较为重要的两个问题。 不论采用何种类型的气化炉，生产哪种煤气，燃料以一定的粒度和气化 剂直接接触进 行物理和化学变化过程， 将燃料中的可燃成分转变为煤气， 同时产生的灰渣从炉 内排除出 去，这一点是不变的。然而采用不同的炉型，不同种类和组成的气化剂，在不同 的气化压 力下，生产的煤气的组成、 热值以及各项经济指标是有很大差异的。 气化炉的结 构、炉内 的气固相反应过程及其各项经济指标，三者之间是紧密联系的。 一、气固相反应 1、气固相反应 ：在气化炉内，物质基本上以两种相态存在，一是气相即空气、 氧气、水蒸气 ( 称为气化剂 ) 和气化时形成的煤气， 另外是固相即燃料和燃料气化 后形成的固体如灰渣等。工业上把这种反应称气固