煤气发生炉生产过程中影响灰渣含碳量的因素

不粘煤、弱粘接性煤、长焰煤、年老褐煤。可选用煤种：大同煤，铜川煤，内蒙古包头煤，神木煤等。同时要符合煤气发生炉的标准项目 技术指标粒度(mm) 20～40；25～50；30～60 最大粒度与最小粒度之比 ≤2 块煤限下率(%) ≤10 含矸率(%) ≤2 干基挥发分Vd(%) ≥20 干基灰分Ad(%) ≤18 干基全硫分St.d(%) ≤2 灰熔融性软化温度ST(℃) ≥1250 热稳定性TS＋6(%) ＞60 用煤气发生炉生产煤气已经有了很长的历史，主要用于工业生产及家庭日常生活，并得到了一定的发展和完善。随着资源的日益减少，发生炉的灰渣含碳量在其各项指标中显得越来越重要，降低灰渣含碳量成为用煤气企业节能降耗、充分利用资源的重要途径。 一、发生炉生产原理 要了解煤气发生炉的生产原理，必须先了解发生炉运行时的内部情况。炉内料层自下而上依次分为灰层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层，料层和顶部夹套之间区域俗称空层。煤仓里的煤通过加煤系统进入炉内，灰层适当时排走，保持炉内一直有燃料。鼓风机来的空气穿过水夹套上部，与水套自产蒸汽混合，进入饱和管，再与外来蒸汽混合作为气化剂进入炉内，在氧化层与灼热的煤发生反应，主要有C+02=CO2+Q（氧化反应）。高温的气体继续上升，在还原层发生如下反应：CO2+C=CO-Q，H2O+C=H2+CO-Q（还原反应）。最后，所有的气体（此时已称煤气）从炉出口管导出，进入洗涤、净化、输送工序。 二、发生炉生产过程主要指标 灰层高度：目前通过插钎探火，根据钎子温度、颜色能了解灰层高度，灰层过高过低对炉子生产和设备本身都不好。 空层高度：可用钎子测出。 煤气成分和质量：煤气的成分和质量影响到煤气的热值，进而影响到用户的正常生产，氧含量超标对煤气站和用户会造成威胁。因此在煤气生产中，操作工及时了解煤气的质量是十分必须的。当前，主要由专职化验员利用奥氏气体分析仪定期分析，然后将结果反馈给司炉工，司炉工根据结果去调整炉况。 饱和温度：也就是气化剂的温度，它反映的是气化剂中所含蒸汽的量，通过调节发生炉补充蒸汽阀门或入炉软水量可以调整饱和温度。 反应温度：由于生成煤气的化学反应是吸热反应，因此炉内反应温度是一个非常重要的参数。当前无法准确的测量出该参数，生产中也没有对该参数进行直接控制，而是通过人工插钎探火，根据钎子颜色判断反应层的温度，然后通过调整饱和温度间接控制反应温度。 炉出温度：也就是出口煤气温度。 空气流量：指入炉空气的流量，能反映煤气产量。 炉出压力：煤气要安全运行，炉出压力必须稳定在正压。 炉底压力：指气化剂进入料层前的压力，决定于料层阻力。料层阻力大，炉底压力就高。通常，空气流量改变，炉底压力、炉出压力也随着改变。 反应时间：可以认为是同一料层做为火层来燃烧的时间。 三、影响煤气发生炉灰渣含碳量的因素 从上述情况看来，灰渣含碳量的高低应决定于反应温度。反应温度高，氧化层的煤燃烧得较完全，灰渣含碳量就低；反之亦然。而在灰熔点之上，熔融的煤浆将燃料包住，使之得不到充分反应；熔化的煤冷却后会凝固，难以排走，不利于运行和保护设备，因此是尽量避免的。此外，反应时间和料层的稳定也很重要，设想炉体内同一水平面有灰层、氧化层、还原层、干馏层，该水平面排出的灰含碳量一定高。而如果同一料层维持为氧化层状态的时间越长，则燃烧反应就越完全，灰渣含碳量就越低。增加反应时间、维持氧化层高温及炉内料层稳定，是降低灰渣含碳量的关键。 在发生炉的控制指标中，目前可显示及控制的有空气流量、炉底压力、炉出压力、炉出温度和饱和温度，炉内各层次的高度可通过探火测钎来得知。这些指标中，空气流量、保和温度、灰层高度与反应温度及料层稳定有较大关系，能影响到灰渣含碳量。而其他指标一般用来控制发生炉的稳定、安全运行。 空气流量控制着同一时间段内进入发生炉的空气体积。流量小，氧化层反应时间就长，灰渣含碳量就低。但空气流量的调整受到煤气产量、煤气压力等因素的制约，调整的机会较少。况且，空气流量与氧化层温度有一定的关系，简单说，空气流量小，与煤反应的氧气也少，氧化层温度自然低所以，空气流量要根据不同的要求来确定。 灰层高度起到保护炉篦、均匀分布并加热气化剂等作用。一般情况下，维持在300—600mm最好。 在所有的指标中，饱和温度包含的内容最复杂，它体现出了气化剂的温度、含水量等内容。一定体积的空气，其温度不同，能包含的水分也不同。温度越高，可汽化的水越多，气化剂所含水分也越多，不利于反应温度的提高，煤碳得不到很好的气化，难以降低灰渣含碳量。反之，饱和温度太低，氧化层温度有可能超过灰熔点，造成结渣，同样达不到效果。气化剂参与了煤的气化反应，而饱和温度决定了气化剂的性质，所以，控制好饱和温度，对降低灰渣含碳量有重大意义，可以说是问题的关键。 既然饱和温度对灰渣含碳量有重大影响，那么，影响饱和温度的因素又有哪些呢？发生炉的气化剂由空气进入水夹套上部，带走水夹套内的蒸汽而形成，此外，在饱和管还有补充蒸汽加入。因此，饱和温度主要在这两个环节受到影响。分析和研究这两个环节，找出影响饱和温度的因素，就能很好地控制饱和温度，达到降低灰渣含碳量的目的。 在第一个环节，水夹套内的软化水被炉内燃烧的煤加热，产生水蒸汽，炽热的水蒸汽将通过的空气加热，形成气化剂，气化剂的温度就是饱和温度。水夹套内的软化水由外部补充，因此，补充的软化水温度和流量直接影响到饱和温度。水温越低，流量越大，水夹套产生的蒸汽越少，空气带走的蒸汽也少，饱和温度就越低。 在第二个环节，补充蒸汽加入气化剂，可增加气化剂的含水量，饱和温度也会升高。 另外，无烟煤的粒度对反映的质量影响也很大。目前无烟煤的粒度一般为13~50mm，在其他条件相同且气化反应稳定的情况下，粒度越小，则燃烧反应进行得越完全。粒度越均匀，空气分布也均匀，燃烧也越完全。 此外，灰层的高度、温度，气化剂分布均匀与否，都能影响气化剂在反应前的饱和温度。但相对前几个因素，显得微不足道，也不好分析，可以忽略。 综上所述，影响灰渣含碳量的因素有饱和温度及料层稳定与否。而影响饱和温度的因素又有软化水温度和流量。通过控制软化水温度，调节软化水流量，进而控制饱和温度，就能很好地降低发生炉的灰渣含碳量。