两段炉煤气生产原理.docx

两段煤气发生炉生产基本原理
两段煤气发生炉中的煤的气化分为干镏和气化两个过程。入炉煤块（烟煤）在干镏段缓慢下降，与气化段上升的热煤气进行直接和间接地逆流交换，经过干燥、预热、干镏三个阶段，使煤块中的挥发份、水分等物随温度升高而逐步析出，产生干镏煤气并形成半焦，半焦进入气化段进行完全气化。气化段产生的热煤气，其中的60-70%出下部出口引出，称为下煤气，另外30-40%经干镏段与干镏煤气混合，山上部出口引出，称为上煤气。 
一、 干镏过程
煤在干镏段发生的物理化学主变化主要包括下面几个阶段：
1、干燥阶段（-150℃）：煤中表面水、吸附水蒸发。
2、预热阶段（150-300℃）：150℃-300℃时，煤中放出少时结晶水、二氧化碳和碳氢化合物。200℃-300℃时，煤中化合物开始分解，二氧化碳增多，并放出少量焦油。
3、干镏阶段（300-600℃）：300-400℃时，煤开始软化，并分解出不饱和烃、甲烷、氢气等可燃气体、焦油气体；400-450℃时，大量分解出焦油气；500-600℃基本不产生焦油而形成半焦。
二、 半焦气化过程
煤在气段与气化主剂（空气、水蒸汽）发生复杂时氧化还原反应，生成一氧化碳、氢气等可燃性气体和二氧化碳，主要反应过程可用下面几组方程式表示：
1、C+O2=CO2+Q
2、2H2O（汽）=2H2+Q2-Q
3、CO2+C= 2CO-Q
4、H2O（汽）+C=CO+H2-Q
5、2H2O（汽）+C=CO2+2H2-Q
第二节 两段发生炉煤气站工艺流程
  一、煤气站工艺流程简介
  1、煤气系统
  两段煤气发生炉通过加煤系统旋转下煤阀交替打开烟煤仓进入炉内，空气和自产蒸汽在炉底进风管混合作为气化剂进入炉内与煤发生复杂的氧化还原反应，生成两段发生炉煤气，分别从顶部煤气管引出。
顶部煤气首先进入Ⅰ级电捕焦除去焦油；底部煤气温度较高，首先进入旋除尘器和强制鼓风冷却器，除去煤气中大颗粒粉尘；经过Ⅰ级电捕焦除去焦油的顶部煤气和经过旋风除尘器，风冷器的底部煤气分别进入洗涤塔上部，在洗涤塔内与循环水间接换热冷却后，在洗涤塔底部混合后进入Ⅱ级电捕焦进一步除焦后形成干净的低压煤气送到加压机前。
加压机将低煤气加压后形成高压煤气供炉窑使用。
2、循环水系统
煤气循环水系统分别有冷却水池和洗涤塔自身水池组成。
冷却水池的水通过循环泵顶入洗涤塔，不与煤气接触，起冷间作用。
3、蒸汽和软化水系统
蒸汽由发生炉水夹套产生，水夹套在发生炉下半部，主要起冷藏却炉壁的作用，水夹套受热产生蒸汽，汽、水混合物进入汽包，汽包内的软化进入水夹套，水夹套和汽包形成水、汽自然循环系统。
   进入汽包的蒸汽一部分经过减压后进入炉底，与空气混合作为气化剂，入炉蒸汽量采用自动调节；另一部份放空。
水夹套使用符合锅炉水质标准的软化水，由软化
水夹套使用符合锅炉水质标准的软化水，由软化水泵提供，根据炉夹套设定水位，采用自动补水，软化水由专用制水装备提供。
4、焦油和酚水处理系统
在电捕内，由电晕极和沉淀极构成高压直流电场的两极，煤气在电场作用下，其中焦油和粉尘被电离后，吸附在沉淀级上，并顺着沉淀级往下流入焦油罐，再通过齿轮泵将焦油输送到储油罐；焦油罐设料位检测装置，通过限位开关实现自动排焦。
在洗涤塔内，煤气与循环水间接热交换，煤气冷却后产生的冷凝水中含有大量的酚类物质，叫酚水，酚水从洗涤塔进入酚水罐，再通过齿轮泵输送到指定地点进行无公害处理。酚水罐设料位检测装置，通过限位开关实现自动排放。
5、负荷自动调节
工艺风机为离心鼓风机，采用变频调速，通过改变频率来调整风量或压力；将低压煤气总管压力信号及其设定值输入风机变频器，当低压煤气总管压力偏离设定值时，变频器自动调整风机频率。
加压机为离心鼓风机，采用变频速，通过改变频率来调整风量或压力；将低压煤气总管压力信号及其设定值输入加压风机变频器，当高压煤气总管压力偏离设定值时，变频自动调整风机频率。
这样，加压机电机频率随着高压煤气总管压力的变化而不断调整，低压煤气总管压力随着加压机频率的调整而改变，工艺风机又随着低压煤气总管压力的改变而不断调整，最终保证高压煤气的压力稳定，实现负荷自动调节。
第三节 主要技术工艺指标
一、 压力控制
1、炉底气化剂压力：＜Pa
2、上煤气出口压力：400-3000Pa
3、下煤气出口压力：1200-4000Pa
4、高压总管煤气压力：8500-13000Pa
5、低压总管煤气压力：1000-2000Pa
6、汽包蒸汽压力：0.08-0.5Mpa
7、循环水水泵出口压力：＞0.3Mpa
8、洗涤水泵出口压力：＞0.3Mpa
二、 温度控制
1、上煤气温度：80-120℃
2、下煤气温度：300-600℃
3、洗涤塔出口煤气温度：＜65℃
4、高压总管煤气温度：＜45℃
5、饱和空气温度：40-60℃
6绝缘子箱温度：＞80℃
三、 高度、厚度控制
1、层次高度：灰层：200-600mm
2、火层：200-400mm
3、灰盘水封高度：800mm
4、鼓风箱水封高度：825mm
四、 电压、电流控制
1、Ⅰ级电捕焦（C37）输入电压：300-350V
2、Ⅰ级电捕焦（C37）输入电流：20-30A
3、Ⅰ级电捕焦（C37）输出电压：32-50KV
4、Ⅰ级电捕焦（C37）输出电流50-100mA
5、Ⅱ级电捕焦（C37）输入电压：300-350V
6、Ⅱ级电捕焦（C37）输入电流：20-30A
7、Ⅱ级电捕焦（C37）输出电压：32-40KV
8、Ⅱ级电捕焦（C37）输出电流：75-150Ma
五、入炉煤质控制
要求入炉煤质符合GB9143要求，具体标见表（1）
表（1）两段煤气发生炉气化用煤主要技术指标
序号
项    目
技术指标
1
粒度（MM）
20-40、25-30、60
2
最大粒度/最小粒度
≤2
3
块煤下限率（%）
≤10
4
含矸率（%）
≤2
5
干基挥发分Vd（%）
≥20
6
干基灰分Ad（%）
≤18
7
干基全硫分Std（%）
≤2
8
灰熔融性软化温度ST（℃）
≥1250
9
热稳定性TS%6
＞60≤
10
抗碎强度（
＜60
11
罗加指数R、Ⅰ
≤20
12
自由膨胀序数E.S. Ⅰ
≤2
13
含粉率
≤5
14
含水率
≤3
五、 煤气质量控制
要求煤气质量符合两段发生炉煤气质量通用标准，具体指标见表（2）
表（2）

成份
CO2
二氧化碳
Cnllm
碳氢化合物
O2
氧气
CO
一氧化碳
H2
氢气
CH4
甲烷
N2
氮气
含量
＜6%
0.2左右
＜0.6%
＞28%
＜17%
3%左右
自然数

热值
上煤气低位热值(KJ/Nm:千焦/标准立方米)
7400-7800
下煤气低位热值(KJ/Nm:千焦/标准立方米)
5500-6000
混合煤气低位热值(KJ/Nm:千焦/标准立方米)
6150-6500
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