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）目 录一、两段式煤气发生炉原理二、两段式煤气发生炉结构三、连续式两段发生炉四、间歇式两段炉 从混合炉的生产原理来看，炉内存在煤的干从混合炉的生产原理来看，炉内存在煤的干馏层和气化层，干馏层一般较薄，当煤加入馏层和气化层，干馏层一般较薄，当煤加入炉内时，干馏迅速进行，煤炭中含量的重质炉内时，干馏迅速进行，煤炭中含量的重质烃没有经过高温裂解即随生成气出炉，在后烃没有经过高温裂解即随生成气出炉，在后面的降温过程中冷凝成为重质焦油产物，这面的降温过程中冷凝成为重质焦油产物，这种焦油既难脱水分离，质量又差，使用很困种焦油既难脱水分离，质量又差，使用
2、很困难。同时，净化循环冷却水中有含酚物质，难。同时，净化循环冷却水中有含酚物质，水质极易恶化，污染环境。水质极易恶化，污染环境。一、两段式煤气发生炉原理一、两段式煤气发生炉原理 两段炉使用含有大量挥发分的弱黏结性烟煤和褐煤来两段炉使用含有大量挥发分的弱黏结性烟煤和褐煤来制取煤气。在同一时间内，干馏和气化是分开进行的制取煤气。在同一时间内，干馏和气化是分开进行的，在炉体内将干馏和气化分段进行，干馏段较高，煤，在炉体内将干馏和气化分段进行，干馏段较高，煤的加热速度也较慢，干馏温度也较低，一般为的加热速度也较慢，干馏温度也较低，一般为500500600600，属于低温热分解，析出的是分子量较低的轻，
3、属于低温热分解，析出的是分子量较低的轻质烃类蒸气，冷凝后成为轻质焦油。低温热分解以后质烃类蒸气，冷凝后成为轻质焦油。低温热分解以后的固体产物主要是含有重质烃的煤半焦。半焦进入气的固体产物主要是含有重质烃的煤半焦。半焦进入气化区在化区在90090012001200的高温下经过相对较长时间的裂的高温下经过相对较长时间的裂解，基本上避免了重质焦油的生成。另一方面，气化解，基本上避免了重质焦油的生成。另一方面，气化时容易出现的酚蒸气，也因高温深度分解，使得废水时容易出现的酚蒸气，也因高温深度分解，使得废水中的酚含量有所下降。中的酚含量有所下降。一、两段式煤气发生炉原理一、两段式煤气发生炉原理 移动式两
4、段煤气发生炉有两种类型，一种是移动式两段煤气发生炉有两种类型，一种是连续生产的，类似于一般发生炉；一种是换连续生产的，类似于一般发生炉；一种是换向间歇生产的，类似于水煤气发生炉。连续向间歇生产的，类似于水煤气发生炉。连续生产生成的上段煤气的低热值生产生成的上段煤气的低热值(标态）为标态）为6.706.708.79MJ/m8.79MJ/m，下段煤气的低热值为，下段煤气的低热值为4.614.615.86MJ/m5.86MJ/m，上段煤气的热值高于下上段煤气的热值高于下段煤气；间歇式生成的煤气热值更高，混合段煤气；间歇式生成的煤气热值更高，混合后的煤气低热值约为后的煤气低热值约为11.79MJ/m1
5、1.79MJ/m。二、两段式煤气发生炉结构二、两段式煤气发生炉结构 两段炉仍采用空气和水蒸气作为气化剂。连续两段炉仍采用空气和水蒸气作为气化剂。连续生产的两段炉采用二者的混合物，故气化区不生产的两段炉采用二者的混合物，故气化区不如单独使用空气时的温度高，但由于连续生产如单独使用空气时的温度高，但由于连续生产，温度波动不大。缺点是空气中的氮气全部混，温度波动不大。缺点是空气中的氮气全部混入煤气中，因而煤气的热值大幅度降低。入煤气中，因而煤气的热值大幅度降低。间歇式换向两段炉的气化剂也是空气和水蒸气间歇式换向两段炉的气化剂也是空气和水蒸气，不同的是，两者是分开使用的。加热升温时，不同的是，两者是分
6、开使用的。加热升温时用空气，气化用空气，气化时时用水蒸气，在两个阶段内低温用水蒸气，在两个阶段内低温干馏连续进行。干馏连续进行。二、两段式煤气发生炉结构二、两段式煤气发生炉结构 连续式两段炉。气化段包括水套、转动炉箅、连续式两段炉。气化段包括水套、转动炉箅、灰盘等主要部分。水套上部是干馏段，其炉壁灰盘等主要部分。水套上部是干馏段，其炉壁由钢板外壳内衬耐火砖构成，炉膛内用格子砖由钢板外壳内衬耐火砖构成，炉膛内用格子砖砌成十字拱形隔墙，隔墙中空，和外壳内衬砖砌成十字拱形隔墙，隔墙中空，和外壳内衬砖的环状空间一起构成热气体的通道，用来对于的环状空间一起构成热气体的通道，用来对于干馏段内的煤料进行隔墙
7、加热。干馏段的上部干馏段内的煤料进行隔墙加热。干馏段的上部直径比下部直径小，可以防止搭桥悬料。当使直径比下部直径小，可以防止搭桥悬料。当使用微黏煤时，煤气经过环状通道和格子砖的空用微黏煤时，煤气经过环状通道和格子砖的空隙将热量传给干馏段，以防止煤粘在壁上。隙将热量传给干馏段，以防止煤粘在壁上。三、三、连续式两段发生炉连续式两段发生炉 气化原料煤由炉顶的煤斗通过加煤机加入到气化原料煤由炉顶的煤斗通过加煤机加入到炉内，空气被水蒸气饱和后从炉底气化剂入炉内，空气被水蒸气饱和后从炉底气化剂入口送入，混合气化剂穿过炉箅，和半焦发生口送入，混合气化剂穿过炉箅，和半焦发生燃烧、气化反应。生成的煤气大部分通过
8、上燃烧、气化反应。生成的煤气大部分通过上部的干馏段四周的环形砖道和中间的分隔砖部的干馏段四周的环形砖道和中间的分隔砖道，隔墙加热干馏段的煤，而后再从气化炉道，隔墙加热干馏段的煤，而后再从气化炉中部的下段煤气出口出炉，温度为中部的下段煤气出口出炉，温度为500500600600。三、三、连续式两段发生炉连续式两段发生炉 气化段生成的煤气中的另一部分则进入干馏气化段生成的煤气中的另一部分则进入干馏段煤层，利用显热对煤进行干馏，煤气和干段煤层，利用显热对煤进行干馏，煤气和干馏段产生的干馏煤气混合由上段煤气出口引馏段产生的干馏煤气混合由上段煤气出口引出，温度为出，温度为100100150150。经过的
9、电捕焦油器。经过的电捕焦油器可得到轻质焦油。一般上段煤气和下段煤气可得到轻质焦油。一般上段煤气和下段煤气的产量之比为的产量之比为1 1：3.53.5左右，两段煤气混合后左右，两段煤气混合后，煤气高热值为，煤气高热值为6.06.07.5MJ/m7.5MJ/m。两段炉的气化原料为褐煤、不黏结煤等。两段炉的气化原料为褐煤、不黏结煤等。三、三、连续式两段发生炉连续式两段发生炉 考虑到特殊的料层高度，煤的粒度大比较有考虑到特殊的料层高度，煤的粒度大比较有利，且要求均匀，选用中块煤，粒径在利，且要求均匀，选用中块煤，粒径在202050mm50mm之间。为了发挥两段炉干馏段的优点，之间。为了发挥两段炉干馏段
10、的优点，增加生成煤气中的含烃量，提高煤气的热值增加生成煤气中的含烃量，提高煤气的热值，原料煤中的挥发分宜大于，原料煤中的挥发分宜大于20%20%。两段炉国内使用的数量少，品牌规格多，多两段炉国内使用的数量少，品牌规格多，多数炉的内径在数炉的内径在3m3m左右，高度约为左右，高度约为13m13m。三、三、连续式两段发生炉连续式两段发生炉 间歇式两段炉和连续式两段炉结构相似。首先，从炉间歇式两段炉和连续式两段炉结构相似。首先，从炉底送入空气使氧化区的半焦部分氧化，产生大量的热底送入空气使氧化区的半焦部分氧化，产生大量的热量将气体加热。大部分热气体进入干馏区的热气体通量将气体加热。大部分热气体进入干
11、馏区的热气体通道对煤隔墙加热，另有少部分热气体直接进入干馏煤道对煤隔墙加热，另有少部分热气体直接进入干馏煤层对煤进行加热，温度达到层对煤进行加热，温度达到500500600600时，煤料开始时，煤料开始低温热分解，产生的干馏气从上段煤气出口引出。随低温热分解，产生的干馏气从上段煤气出口引出。随后经过干馏层换热后的鼓风气由炉内热气体通道折下后经过干馏层换热后的鼓风气由炉内热气体通道折下由气化炉下段煤气出口放空，少量鼓风气随干馏气由由气化炉下段煤气出口放空，少量鼓风气随干馏气由炉上部出口去净化冷却系统。此阶段将使气化区的温炉上部出口去净化冷却系统。此阶段将使气化区的温度上升到度上升到1100110
12、012001200，为气化阶段准备所需的全部，为气化阶段准备所需的全部气化反应热。气化反应热。四、四、间歇式两段炉间歇式两段炉 和和U.G.IU.G.I型水煤气发生炉类似，间歇式两段型水煤气发生炉类似，间歇式两段炉也有水蒸气吹尽阶段。即从炉底吹入水蒸炉也有水蒸气吹尽阶段。即从炉底吹入水蒸气将吹风气排尽，为下阶段制气做准备。气将吹风气排尽，为下阶段制气做准备。四、四、间歇式两段炉间歇式两段炉 接着，由炉底送入接着，由炉底送入200200300300的过热水蒸气进的过热水蒸气进行上吹制气，水蒸气在气化区和炽热的炭进行行上吹制气，水蒸气在气化区和炽热的炭进行气化反应，生成的高温水煤气全部流入干馏段气
13、化反应，生成的高温水煤气全部流入干馏段,对煤进行直接干馏。生成的干馏气和水煤气对煤进行直接干馏。生成的干馏气和水煤气一起由上段煤气出口引出。而后，转为由炉上一起由上段煤气出口引出。而后，转为由炉上部送入部送入500500的过热水蒸气，经干馏区的中心的过热水蒸气，经干馏区的中心隔墙和环形砖道至气化区，与炽热的焦炭进行隔墙和环形砖道至气化区，与炽热的焦炭进行下吹制气，制得的下吹水煤气由炉底的水蒸气下吹制气，制得的下吹水煤气由炉底的水蒸气入口导出；最后，再重复上吹制气，同时可吹入口导出；最后，再重复上吹制气，同时可吹尽残留在炉底的水煤气以保证鼓风时的安全。尽残留在炉底的水煤气以保证鼓风时的安全。四、
14、四、间歇式两段炉间歇式两段炉 上述水煤气的生产过程的循环时间约为上述水煤气的生产过程的循环时间约为3.5min,3.5min,各各个阶段的时间分配的时间分配比例大致为：吹风个阶段的时间分配的时间分配比例大致为：吹风阶段，阶段，30%30%；水蒸气吹尽，；水蒸气吹尽，3%3%；上吹制气，；上吹制气，47.6%47.6%；下吹制气，；下吹制气，14.2%14.2%；二次吹尽，；二次吹尽，5.2%5.2%。间歇式两段炉可以气化的煤种有不黏结或弱结性间歇式两段炉可以气化的煤种有不黏结或弱结性的烟煤、热稳定性好的褐煤。块度为的烟煤、热稳定性好的褐煤。块度为202040mm40mm或或303060mm60
15、mm，煤灰分含量最高允许在，煤灰分含量最高允许在40%40%50%50%之间之间，最高允许的水分含量为，最高允许的水分含量为5%5%30%,30%,超过此范围，超过此范围，必须干燥脱水，否则干馏段吸热太大而影响正常必须干燥脱水，否则干馏段吸热太大而影响正常生产。生产。四、四、间歇式两段炉间歇式两段炉 间歇式两段煤气炉的生成气的有效成分较多间歇式两段煤气炉的生成气的有效成分较多，即可作原料气，也可以作燃料气，还可以，即可作原料气，也可以作燃料气，还可以作为中小城市的城市煤气。煤气的主要技术作为中小城市的城市煤气。煤气的主要技术指标如下。指标如下。四、四、间歇式两段炉间歇式两段炉 煤气热值，约为煤
16、气热值，约为12.55MJ/m12.55MJ/m；煤气产率，煤气产率，1.51.51.6m1.6m/kg/kg煤；煤；空气消耗量，空气消耗量，3.43.44.0m4.0m/kg/kg煤；煤；水蒸气消耗量，水蒸气消耗量，1.01.01.2kg/kg1.2kg/kg煤；煤；煤气组成为煤气组成为（COCO2 2），），7.0%7.0%9.0%9.0%；(H(H2 2),50%),50%51%;51%;(CO),28%(CO),28%29%;29%;(CH(CH4 4),0.6%),0.6%0.8%;0.8%;(O(O2 2),0.1%;),0.1%;(N(N2 2),5%6%),5%6%。四、四、间歇式两段炉间歇式两段炉 煤炭气化工艺感谢收看感谢收看再见！再见！
