造气炉气化层温度一般都控制在1 100℃以上

造气炉气化层温度一般都控制在1 100℃以上，这时炭与氧的燃烧反应主要受氧外扩散控制，提高风速就可加快炭燃烧速度，迅速提高炉温。另一方面采用强风短吹，就缩短了二氧化碳在还原层的停留时间，可抑制二氧化碳还原反应的进行，减少化学能损失，使更多的热量蓄于炭层，有利于制气反应的进行。采用强风短吹，在入炉风量一定的情况下吹风时间可相应缩短，有效制气时间随之增加，若蒸汽总量不变，则意味着反应气体在气化层停留时间延长，从而使蒸汽分解率相应提高。2)加氮。合成氨工艺要求在制气循环中配入一定量的氮气，以制备符合要求的半水煤气。配氮通常是在制气循环中采取直接加氮，或上吹加氮或上、下吹均匀加氮等方式来实现。不同的加氮方式会对每一制气循环中的炉温波动、制气强度有不同的影响。在造气炉操作中，炉温受原料煤软化温度的限制，不可能提得很高。若采用“吹净”和“回收”的加氮方式，那么在送风总量一定时连续吹风时间就长，这时炭层温升大，为防止结疤，就必须降低吹风起始温度，现在采用该法加氮的企业已很少。而在制气过程中加氮，吹风时间可缩短，这就延长了有效制气时间，而且加氮空气中的氧与炭反应放出的热量还补偿了制气反应消耗的部分热量，结果使气化层温度下降幅度减小，平均制气温度提高。显然这对于提高气化强度及蒸汽分解率是十分有利的。造气炉气化层温度在1 000℃以上时，制气反应速率随温度的提高迅速提高。如1 300℃时，蒸汽在气化层停留时间为1 s，蒸汽分解率达到75％，是1 200℃时的3倍左右，是1 100℃时的6倍。显然，延长最高温度下的制气时间，是提高气化强度及蒸汽分解率的有效措施。在上吹蒸汽流量一定的情况下，适当确定上吹加氮量及加氮时间，便可使上吹开始后一段时间内炉温基本保持不变或仅略有下降，达到延长最高温度下的制气时间和提高气化强度以及蒸汽分解率的目的。以煤气炉(φ2 650mm)的发气量3 300m3／h(标态)、半水煤气平均含氮量21％为例，其每小时加氮空气量则为：设上吹蒸汽流量为3t／h，上吹蒸汽分解率为65％，则维持炉温不变时的加氮空气量应为：加氮时间877／6 356～877／5 084=13.4％～17.3％，即在上吹开始13.4％～17.3％的时间内，可维持炉温基本不变。由此可见，半水煤气中需要的氮气集中在上吹时加入，可延长在最高温度下的制气时间，使整个上吹时间的炉温下降幅度较小，转入下吹的炉温仍能处在较高温度范围内。这无疑对提高炉子的平均制气温度和气化强度，降低蒸汽消耗是有益的。如果采用吹风直接加氮法，那么应根据加氮时鼓风机的风量来确定上行蒸汽流量，以便维持加氮时总的热量平衡。若炭与水蒸气反应吸收的热量不能抵消氧与炭反应放出的热量，那么上吹开始后炉温仍将继续上升。这时，为防止造气炉结疤，仍需以压低吹风的起始温度为代价。显然采用吹风直接加氮，上吹制气更需要采用“强汽短吹”，而下吹制气应用“弱汽长吹”，以维持高限温度操作及合适的气化层位置。(3)上吹放空及吹净。由于在每一制气循环的吹风过后，煤气炉内和上行管道以及除尘器、蒸汽过热器及废热锅炉内都充满了吹风气，所以一般在上吹制气时这部分吹风气就被带进了气柜。如果上吹采用部分放空的方式，将这部分吹风气放掉，而半水煤气中缺少的氮气再以加氮空气的形式补入，那么就相当于增加了吹风量。如以煤气炉、上行管、除尘器、废锅等设备内残存15 m3、平均温度400℃的吹风气，若按每小时实际制气22个循环(每循环为150 s)计，若则每小时可多补入氮空若忽略微压影响，这对于提高平均制气温度及气化强度都是有利的。如按空气量与半水煤气量1∶1计，则每小时产气量可提高130m3左右。上吹放空多长时间，应根据实际系统空间体积的大小和上行温度的高低以及上吹蒸汽流量的大小来确定。若上吹放空的时间太长，则高质量的煤气会被放掉，其结果有可能得不偿失。同样，在制气结束后，系统内残存着煤气与蒸汽的混合气，应将“吹净”这部分气体送入气柜。吹净的时间应以能够将系统残存煤气全部送入气柜为标准。可根据实际系统的体积大小，吹风气的温度及鼓风机的风量来计算。总之，合理确定上吹放空和吹净的时间，就可减少吹风气进入气柜的数量。半水煤气中需要的氮气就可全部以氮空气的方式在制气过程中加入，达到最大限度地提高制气温度并提高蒸汽分解率，得到较高的气化强度及较低蒸汽消耗的效果。* 蒸汽 控制好炉内蓄热与蒸汽的关系：蒸汽与碳的分解反应是在高温下进行的。在造气炉中，其气化层区域的平均温度一般均高于1 000℃，也就是说入炉蒸汽除了分解反应必须吸热外，还要吸收炉内的蓄热来提高自身的温度。如果采用低热焓的蒸汽入炉，在其反应前就要吸收较多的热量，使气化层温度迅速下降，气化层的厚度也迅速减薄，对蒸汽分解反应很不利。若采用高热焓的过热蒸汽就可明显改善蒸汽的分解反应。当入炉蒸汽为湿蒸汽、干蒸汽、150℃过热蒸汽以及300℃过热蒸汽的4种情况时，以热量守恒观点来分析对炉内蓄热和制气反应所产生的影响。当采用300℃过热蒸汽时，由于入炉蒸汽比干饱和蒸汽每小时多1 149 MJ的热焓，明显减少了入炉蒸汽为提高自身温度所需的热量，相对提高了气化层温度，提高了蒸汽分解反应速度，使炉内的蓄热尽可能用于蒸汽分解反应。