第二章 煤氣發(fā)生爐主要設(shè)備構(gòu)造及工藝

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1、第二章煤氣發(fā)生爐工藝及主要設(shè)備構(gòu)造煤炭氣化技術(shù)自1839年俄國(guó)第一臺(tái)空氣鼓風(fēng)液態(tài)排渣氣化爐問(wèn)世以來(lái)，至今已有100多年的歷史。我國(guó)的煤炭氣化技術(shù)起步較晚，上世紀(jì)50年代初期，為了適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)恢復(fù)和發(fā)展的需要，借鑒蘇、美40年代末期的設(shè)計(jì)，開始自制常壓固定床煤氣發(fā)生爐煤氣化設(shè)備。經(jīng)過(guò)幾十年的實(shí)踐，通過(guò)不斷改進(jìn)，在加煤、排灰、氣化工藝的自動(dòng)控制等方面取得了可喜的進(jìn)步。在山東冶金、耐材系統(tǒng)，因所用窯爐對(duì)煤氣的潔凈度要求不高，發(fā)生爐煤氣較多應(yīng)用單段爐熱煤氣及兩段爐熱脫焦油煤氣。本章針對(duì)這一特點(diǎn)，重點(diǎn)介紹單段爐熱煤氣站及兩段爐熱脫焦油煤氣站的工藝流程和各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。第一節(jié)工藝流程煤氣站的工藝流程

2、按凈化系統(tǒng)來(lái)分，可分為熱煤氣和冷煤氣兩大系統(tǒng)。熱煤氣是煤氣由發(fā)生爐出來(lái)后只經(jīng)過(guò)粗略除塵，便直接送往用戶。一般在用戶對(duì)煤氣含塵量要求不高、距離較近的窯爐使用。其特點(diǎn)是，系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，投資少，能充分利用煤氣的顯熱和焦油的化學(xué)熱。但煤氣不能遠(yuǎn)距離輸送，且宜堵塞管路、燒嘴，一旦堵塞，不便清理。冷煤氣是煤氣出爐后，經(jīng)過(guò)冷卻、除塵、除焦油并經(jīng)加壓后的冷凈煤氣，系統(tǒng)比較復(fù)雜，但煤氣質(zhì)量高，輸送距離遠(yuǎn)，應(yīng)用范圍比較廣，能適應(yīng)各種窯爐的要求。一、單段爐熱煤氣發(fā)生站工藝流程煙煤、無(wú)煙煤、焦炭為原料的熱發(fā)生爐煤氣站工藝流程見圖2-1。熱發(fā)生爐煤氣站工藝流程為：按使用要求外購(gòu)的煙煤或無(wú)煙煤在煤場(chǎng)經(jīng)破碎、篩分后運(yùn)至上

3、煤系統(tǒng)，通過(guò)輸送皮帶、電動(dòng)葫蘆或爬梯等形式，間歇的將煤送到加煤機(jī)構(gòu)，加入到爐內(nèi)。在煤氣爐內(nèi)，粒煤與由鼓風(fēng)機(jī)帶入的汽、風(fēng)混合物進(jìn)行氣化反應(yīng)。生成的出爐臟煤氣，其溫度約400～600℃，經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器除去粒度較大的粉塵后，通過(guò)帶內(nèi)襯磚（或保溫）和排灰斗的熱煤氣管道直接送往窯爐。加煤機(jī)盤閥40鐘罩閥匯集器旋風(fēng)除塵器用戶軟水系統(tǒng)煤氣爐上煤系統(tǒng)灰渣場(chǎng)鼓風(fēng)機(jī)煤場(chǎng)灰盤傳動(dòng)系統(tǒng)圖2-1單段爐熱煤氣站工藝流程二、兩段爐熱脫焦油煤氣站工藝流程兩段爐熱脫焦油煤氣站工藝流程如圖2-2所示：加煤機(jī)旋風(fēng)除油器焦油箱煤場(chǎng)匯集器鼓風(fēng)機(jī)軟水系統(tǒng)鐘罩閥旋風(fēng)除塵器煤倉(cāng)煤氣總管上煤系統(tǒng)破碎、篩分灰盤傳動(dòng)系統(tǒng)灰渣場(chǎng)電捕焦油器用戶煤氣

4、爐圖2-2兩段爐熱脫焦油煤氣站工藝流程兩段爐熱脫焦油煤氣站工藝流程為：原料煤在煤場(chǎng)進(jìn)行破碎、篩分后，符合工藝要求粒度的中塊煤，經(jīng)上煤系統(tǒng)加入到煤倉(cāng)中，再經(jīng)加煤機(jī)構(gòu)間歇地進(jìn)入煤氣爐內(nèi)，煤受到來(lái)自氣化層的熱煤氣加熱脫除水分及揮發(fā)分成為低溫干餾半焦。半焦下行至氣化層（還原層和氧化層），與由爐底進(jìn)入的空氣和水蒸汽進(jìn)行氣化反應(yīng)，生成發(fā)生爐煤氣，下部的灰渣從煤氣爐灰盤經(jīng)大灰刀排出。部分煤氣經(jīng)過(guò)包圍干餾層的火道引出，成為下段煤氣，其出口溫度根據(jù)不同爐型約為400～600℃，煤氣壓力為1.5～4.540kPa，經(jīng)過(guò)底部旋風(fēng)除塵器除去顆粒較大的灰塵后進(jìn)入煤氣總管。另一部分煤氣進(jìn)入干餾層，與干餾煤氣混合后從兩段

5、爐頂部引出，稱為上段煤氣，其出口溫度約為100～150℃，煤氣壓力約為1～3.5kPa。上段煤氣經(jīng)旋風(fēng)除油器除去帶出物和大顆粒焦油，進(jìn)入電捕焦油器脫除焦油后在煤氣總管與下段煤氣混合得熱脫焦油煤氣供用戶。由于工藝的原因，揮發(fā)分較高的弱粘結(jié)性煙煤特別適用兩段式煤氣發(fā)生爐。第二節(jié)煤氣發(fā)生爐的結(jié)構(gòu)常壓固定床混合煤氣發(fā)生爐在我國(guó)是一種使用最廣泛的氣化設(shè)備，國(guó)內(nèi)常用的大致有Д型爐篦濕式排灰的混合煤氣發(fā)生爐、W-G型干式排灰的混合煤氣發(fā)生爐、兩段式煤氣發(fā)生爐等幾種。表2-1是山東冶金機(jī)械廠生產(chǎn)的部分煤氣發(fā)生爐的技術(shù)性能參數(shù)。一、Д型爐篦濕式排灰的混合煤氣發(fā)生爐Д型的煤氣發(fā)生爐其爐篦形狀與俄文字母“Д”相似

6、而因此命名。3BD煤氣爐屬于“Д”型爐的一種，是在原3AД-135煤氣爐基礎(chǔ)上由山東冶金機(jī)械廠改進(jìn)而成，下面通過(guò)介紹3BD型煤氣爐，了解“Д”型爐的結(jié)構(gòu)型式特點(diǎn)。（一）爐型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3BD煤氣爐的結(jié)構(gòu)組成如圖2-3所示。這類爐型由上、中、下三部分組成。上部包括加煤機(jī)、爐蓋、探火孔等主要部件。中部包括爐體、水夾套，碎渣圈、小灰刀等。下部包括爐篦、灰盤及其傳動(dòng)裝置、排灰刀、鼓風(fēng)箱等。爐體水夾套由四個(gè)支柱支撐在基礎(chǔ)上，其中一個(gè)支柱是活動(dòng)支柱，可以拆下，以便更換爐篦、灰盤。在灰盤、鼓風(fēng)箱處設(shè)有水封，以保證爐子的氣密性?；冶P水封還起到防爆作用，當(dāng)爐內(nèi)發(fā)生爆炸事故時(shí)，可以通過(guò)灰盤水封泄壓。每臺(tái)煤氣爐附帶一

7、臺(tái)蒸汽匯集器，匯集器與爐體水夾套之間的連接管路不能裝設(shè)任何隔斷裝置。匯集器將爐體水夾套產(chǎn)生的蒸汽匯集起來(lái)，經(jīng)過(guò)汽水分離后，熱水通過(guò)管道流回水夾套循環(huán)使用，蒸汽則供煤氣站使用。爐體水夾套與匯集器構(gòu)成的汽水循環(huán)原理是：低溫的軟化水進(jìn)入蒸汽匯集器，然后由下降管流到爐體水夾套的下部，在水夾套內(nèi)的水由于受到爐膛內(nèi)料層傳過(guò)來(lái)的熱量而升溫，在水夾套內(nèi)產(chǎn)生了蒸汽和水的混合物。40因汽水混合物比重較小，水的比重較大，汽水混合物