1、企业生产实际教学案例库应用化工生产技术专业（煤化工方向） 二、 水煤气发生炉的工作循环目 录一、 U.G.I.型水煤气发生炉结构水煤气发生炉和混合煤气发生炉的构造基本水煤气发生炉和混合煤气发生炉的构造基本相同，一般用于制造水煤气或作为合成氨原相同，一般用于制造水煤气或作为合成氨原料气的加氮半水煤气，代表性的炉型当推料气的加氮半水煤气，代表性的炉型当推U.G.I.U.G.I.型水煤气发生炉。型水煤气发生炉。水煤气生产原料用焦炭或无烟煤，燃料从炉水煤气生产原料用焦炭或无烟煤，燃料从炉顶加入，气化剂从炉底加入，灰渣主要从炉顶加入，气化剂从炉底加入，灰渣主要从炉子的两侧进入灰瓶，少量细灰由炉箅缝隙漏子
2、的两侧进入灰瓶，少量细灰由炉箅缝隙漏下进入炉底中心的灰瓶内。下进入炉底中心的灰瓶内。其结构如下图所示。其结构如下图所示。一、一、U.G.I.型水煤气发生炉结构型水煤气发生炉结构1-1-支柱；支柱；2-2-炉底三通圆门；炉底三通圆门；3-3-炉底三通；炉底三通； 4-4-长灰瓶；长灰瓶；5-5-短灰瓶；短灰瓶；6-6-灰斗圆门；灰斗圆门； 7-7-灰灰槽；槽；8-8-灰犁；灰犁；9-9-圆门；圆门；10-10-夹层锅炉放水管；夹层锅炉放水管；11-11-破碎板；破碎板；12-12-小推灰器；小推灰器；13-13-大推灰器；大推灰器；14-14-宝塔型炉条；宝塔型炉条；15-15-夹层锅炉入口；夹
3、层锅炉入口；16-16-保保温层；温层；17-17-夹层锅炉；夹层锅炉；18-R18-R型连接板；型连接板；19-19-夹夹层锅炉安全阀；层锅炉安全阀；20-20-耐火砖；耐火砖； 21-21-炉口保护炉口保护圈；圈；22-22-探火装置；探火装置； 23-23-炉口座；炉口座；24-24-炉盖；炉盖；25-25-炉盖安全连锁装置；炉盖安全连锁装置；26-26-炉盖轨道；炉盖轨道；27-27-气出口；气出口；28-28-夹层锅炉出气管；夹层锅炉出气管； 29-29-夹夹 层锅炉野液位警报器；层锅炉野液位警报器；30-30-夹层锅炉进水管；夹层锅炉进水管；31-31-试火管及试火考克；试火管及试
4、火考克； 32-32-内灰盘内灰盘33-33-外外灰盘；灰盘；34-34-角钢挡灰圈；角钢挡灰圈； 35-35-蜗杆箱大方门；蜗杆箱大方门； 36-36-蜗杆箱小方门；蜗杆箱小方门；3737一蜗杆；一蜗杆；38-38-蜗轮；蜗轮；39-39-蜗杆箱灰瓶；蜗杆箱灰瓶；40-40-炉底壳；炉底壳； 41-41-热电偶接热电偶接管；管； 42-42-内刮灰板；内刮灰板；43-43-外刮灰板外刮灰板一、一、U.G.I.型水煤气发生炉结构型水煤气发生炉结构其结构如上图所示。其结构如上图所示。发生炉炉壳采用钢板焊制，上部衬有耐发生炉炉壳采用钢板焊制，上部衬有耐火砖和保温硅砖，使炉壳钢板免受高温的火砖和保温
5、硅砖，使炉壳钢板免受高温的损害。损害。下部外设水夹套锅炉，用来对氧化层降下部外设水夹套锅炉，用来对氧化层降温，防止熔渣粘壁并副产水蒸气。温，防止熔渣粘壁并副产水蒸气。探火孔设在水套两侧，用于测量火层温探火孔设在水套两侧，用于测量火层温度。度。一、一、U.G.I.型水煤气发生炉结构型水煤气发生炉结构制造水煤气的关键是水蒸制造水煤气的关键是水蒸气的分解，由于水蒸气的分气的分解，由于水蒸气的分解是吸热反应，一般采用的解是吸热反应，一般采用的方法是燃烧部分燃料来提供。方法是燃烧部分燃料来提供。间歇法制造水煤气，主要是间歇法制造水煤气，主要是由吹空气由吹空气( (蓄热蓄热) )、吹水蒸气、吹水蒸气( (
6、制气制气) )两个过程组成的。在两个过程组成的。在实际生产过程中，还包含一实际生产过程中，还包含一些辅助过程，共同构成一个些辅助过程，共同构成一个工作循环，如图所示工作循环，如图所示二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环1.1.空气吹风空气吹风 目的：目的：空气自从炉底吹入，送风发热空气自从炉底吹入，送风发热（碳与氧反应），提高炉温；（碳与氧反应），提高炉温；主要产物：主要产物：氮和二氧化碳，少量一氧化碳；氮和二氧化碳，少量一氧化碳；热量回收：热量回收：将大部分吹风气送入燃烧室，将大部分吹风气送入燃烧室，加入适量空气与一氧化碳反应放出热量，加入适量空气与一氧化碳
7、反应放出热量，蓄于燃烧室内，吹风气放空，部分送入蓄于燃烧室内，吹风气放空，部分送入气柜。气柜。二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环(a) 空气吹风空气吹风吹风气吹风气水蒸气二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环2. 2. 上吹制气上吹制气 蒸汽（混有适量空气：得蒸汽（混有适量空气：得到氮气，保证炉温，提供了热到氮气，保证炉温，提供了热量）从炉底吹入，生成的水煤量）从炉底吹入，生成的水煤气（上行煤气）从炉顶导出送气（上行煤气）从炉顶导出送入气柜。入气柜。二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环水蒸气水
8、蒸气二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环吹风气吹风气3.3.下吹制气下吹制气 上吹制气后，炉底温度下降，炉顶上吹制气后，炉底温度下降，炉顶温度尚高，使蒸汽从炉顶吹入与温度尚高，使蒸汽从炉顶吹入与碳反应，生成水煤气从炉底导出。碳反应，生成水煤气从炉底导出。（注：在此阶段气化剂进入煤气炉（注：在此阶段气化剂进入煤气炉前，先通过燃烧室吸收储存的热前，先通过燃烧室吸收储存的热量，提高气化剂的温度）量，提高气化剂的温度）二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环吹风气吹风气
9、4.4.二次上吹二次上吹 下吹后，炉底充满水煤气，此时吹入下吹后，炉底充满水煤气，此时吹入空气升高炉温，可能引起爆炸。再从炉空气升高炉温，可能引起爆炸。再从炉底吹入蒸汽将炉底煤气排净，为吹风作底吹入蒸汽将炉底煤气排净，为吹风作准备。二次上吹虽可制气，但下吹制气准备。二次上吹虽可制气，但下吹制气后，由于炉温大幅下降，后，由于炉温大幅下降，气质差气质差，主要，主要还是防止爆炸，二次上吹还是防止爆炸，二次上吹时间尽可能短；时间尽可能短；二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环吹风气吹风气5.5.空气吹
10、净空气吹净 空气从炉底吹入，将残存的水空气从炉底吹入，将残存的水煤气吹出并送入气柜，同时制得的煤气吹出并送入气柜，同时制得的吹风气吹风气( (空气煤气空气煤气) )与与2,3,42,3,4阶段制阶段制得的水煤气在气柜中混合为半水煤得的水煤气在气柜中混合为半水煤气。然后转入吹风阶段。气。然后转入吹风阶段。二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环吹风气吹风气煤气煤气123456789水蒸气水蒸气加氮空气加氮空气空气空气吹吹风风气气间歇制半水煤气各阶段气体流向示意图间歇制半水煤气各阶段气体流向示意图间
11、歇式生产半水煤气各阶段阀门开毕表间歇式生产半水煤气各阶段阀门开毕表阶段阀门开闭情况123456789空气吹风一次上吹下吹制气二次上吹空气吹净二、二、 U.G.I.型水煤气发生炉的工作循环型水煤气发生炉的工作循环阀门如何开闭？阀门如何开闭？请你思考填入下表中。请你思考填入下表中。注意事项：注意事项：1 1、水煤气中的、水煤气中的(CO+H(CO+H2 2) )和和N N2 2之比不符合合成氨原料之比不符合合成氨原料气的要求气的要求 通常是在上述生产水煤气的基础上，在一次上吹制通常是在上述生产水煤气的基础上，在一次上吹制气阶段鼓入水蒸气的同时，并适量鼓入空气气阶段鼓入水蒸气的同时，并适量鼓入空气(
12、 (称加称加N N2 2空气空气) )，这样制得的煤气中氮气含量增加，符合合成，这样制得的煤气中氮气含量增加，符合合成氨原料气中氨原料气中 (CO+H(CO+H2 2) )和和 (N(N2 2) )之比约之比约3.23.2的要求，的要求，但需注意的是，在配入加氮空气时，其送入时间应但需注意的是，在配入加氮空气时，其送入时间应滞后于水蒸气，并在水蒸气停送之前切断。滞后于水蒸气，并在水蒸气停送之前切断。二、二、 水煤气发生炉的工作循环水煤气发生炉的工作循环2 2、为避免发生爆炸，开启时应先、为避免发生爆炸，开启时应先开蒸汽阀，然后开空气阀；关闭开蒸汽阀，然后开空气阀；关闭时，应先关闭加氮空气阀，然
13、后时，应先关闭加氮空气阀，然后再关闭蒸汽阀。再关闭蒸汽阀。 二、二、 水煤气发生炉的工作循环水煤气发生炉的工作循环注意事项：注意事项：3 3、对每一个工作循环，都希望料层、对每一个工作循环，都希望料层温度稳定。一般而言，循环时间长，温度稳定。一般而言，循环时间长，气化层的温度、煤气的产量和成分波气化层的温度、煤气的产量和成分波动大；相反，则波动小，但阀门的开动大；相反，则波动小，但阀门的开启次数频繁。启次数频繁。二、二、 水煤气发生炉的工作循环水煤气发生炉的工作循环注意事项：注意事项：4 4、在实际生产过程中，应根据具体使用的气、在实际生产过程中，应根据具体使用的气化原料和阀门的控制条件来确定
14、。一般来说，化原料和阀门的控制条件来确定。一般来说，气化活性差的原料需较长的循环时间；相反，气化活性差的原料需较长的循环时间；相反，气化活性高的原料，时间可适当缩短，因为活气化活性高的原料，时间可适当缩短，因为活性高的原料气化时，反应速度大，料层温度降性高的原料气化时，反应速度大，料层温度降低快，适当缩短时间对气化是有利的。工作循低快，适当缩短时间对气化是有利的。工作循环的时间一般在环的时间一般在6 610min10min之间。采用自动控之间。采用自动控制时，每一个工作循环可以缩短制时，每一个工作循环可以缩短3 34min4min。二、二、 水煤气发生炉的工作循环水煤气发生炉的工作循环注意事项：注意事项： 煤炭气化工艺感谢收看感谢收看再见！再见！
