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1、煤气发生炉的原理 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】煤气发生炉的原理煤气发生炉 煤气发生炉是将煤炭转化为可燃性气体煤气（主要成分为CO、H2、CH4等）的生产设备。工作原理为：将符合气化工艺指标的煤炭筛选后，由加煤机加入到煤气炉内，从炉底鼓入自产蒸汽与空气混合气体做为气化剂。煤炭在炉内经物理、化学反应，生成可燃性气体，上段煤气经过旋风除油器、电捕器过滤焦油.下段煤气经过旋风除尘器清除灰尘，经过混合后输送到用户使用。广泛适用于轧钢炉、退火炉、锻造炉、钢管炉、玻璃炉、熔铝炉、铜材炉、建陶炉等各种热工炉所需温度范围内的各种炉形。中

2、文名:煤气发生炉 外文名:Gas furnace 用?途:熔炼、退火、煤气站等 使用原料:煤 产?出:煤气、焦油、炉渣 主体材质:金属结构 1 1.2 2.3 3.? 4.? 1.4 2.? 3.? 4.? 5.5 1.6 2.? 3.? 4.? 5.? 煤气发生炉工作原理发生炉煤气是通过水蒸气和空气混合形成气化剂后流经炽热的固定燃烧床生成的。空气中所含的氧气、水蒸气与燃料中的碳反应，生成了共含有、H2、CH4、N2等成分的发生炉煤气。与空气混合的蒸气提高了热效率，并降低了燃烧床的温度，从而控制了熔块的形成。蒸气与碳反应是吸热反应：C+H2O=CO+H2Q（Q为热量，下同）当氧气和碳反应时就放

3、出热量：2C+O2=2CO+Q煤气发生炉工作原理 燃烧床的温度取决于气化剂的饱和温度，燃料的粒度、类型及发生炉的炉型。燃烧床的温度是非常重要的，因为对于给定的燃料和炉型，它决定着发生炉煤气的成分：在温度高的情况下，可产生大量的可燃气体。因此，重要的是既保持燃烧床高温而又不会形成熔块。形成熔块的温度取决于燃料的渣融特性，在氧气充足的情况下，还会出现两种反应：2CO+O2=2CO2+QC+O2=CO2+Q。所以说，CO的产生并不一定意味着任何碳燃烧都能使煤气的热值降低。另外，一些水蒸气还与CO反应，由于每体积CO转化为CO2时，同时生成了相同体积的H2：CO+H2O=CO2+H2。因此，不会有热损

4、失。在还原层，其温度低于1200时，还会出现下面的快速反应：CO2+C=2COH2O+C=CO+H2当煤气通过还原带时，可燃气体含量迅速上升，而CO2和水蒸气含量下降。通过还原带后，一些煤气被抽出，流经底部旋风除尘器和强制风冷器，这股煤气称为“底部煤气”，其温度约为400左右。在干馏层，喂入发生炉的燃料，依次被干燥、预热和碳化，生成的蒸气、焦油雾和煤气一块从顶部离开发生炉，这一部分煤气称为“顶部煤气”，其温度保持120左右。煤气发生炉基本用途很多人第一次听说煤气发生炉都会有一种很茫然的感觉，那么它的用途是什么呢?其实很多用煤气发生炉的客户都知道煤气发生炉煤气是由煤气化而得的一种燃料气，但是煤气

5、发生炉煤气最主要的用途是工业燃料。随着工业的发展煤炭、天然气和石油的开发，煤炭在各国能源构成中的的比例逐渐下降，在世界各国产生了能源危机。煤气发生炉也在适应市场需求，一代一代的更新。在我国煤炭始终是最主要的的能源。全国各地、各行、各业都新建了一批煤气发生站。在当前社会为了充分的利用我国丰富的煤炭资源，在其它新的气化方法尚不普及的情况下，煤气发生炉煤气仍然是一种行之有效的气化方式，特别对面宽量大的中小企业尤其是如此。煤气发生炉煤气的具体用途：用途一、煤气发生炉煤气可以用于工业窑炉的加热，例如：机械工业的锻造加热炉、热处理炉;玻璃工业熔池;砂轮、耐火材料工业的隧窑。用途二、煤气发生炉煤气可以用于各

6、种锅炉消烟除尘，各种工业锅炉，特别是中小型锅炉生产中烟尘十分严重，除了不断改进燃料方式和设置各类高校除尘设备外，采用煤气发生炉燃气做燃料，是国内外公认的好办法之一。煤气发生炉主要分类煤气发生炉按不同的制气工艺和所产煤气的质量分为单段煤气发生炉、双段煤气发生炉和干馏式煤气发生炉。煤气发生炉单段的产品属于固体燃料（煤或焦炭）经过气体的一种热加工过程，即用氧或氧化合物（蒸汽、二氧化碳）通过高温的固体燃料（煤、焦炭）层、其中起氧化作用的有机物质单段煤气发生炉 （空气、水蒸汽）称为气化剂，生成含有氢、一气化碳及甲烷等的混合气体称为煤气。炉体结构：全水套结构，自产蒸汽压力为294KPa ，可直接通入煤气炉

7、做气化剂使用。加煤机构：采用机械加煤结构，操作简单，维修方便，气密性好。清灰机构：采用液压传动装置湿式单侧除灰。该炉加料、除渣、布风均匀，操作简便、调节方便、运行可靠。常压固定床煤气发生炉，一般以块状无烟煤或烟煤和焦炭等为原料，用蒸汽或蒸汽与空气的混合气体作气化剂，生产以一氧化碳和氢气为主要可燃成分的气化煤气。煤气炉内燃料层的分区1干燥层2干馏层3还原层4氧化层5灰渣层。煤气发生炉双段发生的煤气分为上段煤气和下段煤气。上段煤气先进I级电捕焦油器，脱除重质焦油及灰尘，其工作温度为90-150摄氏度之间，在进入间接冷却器，在间接冷却器内煤气呗冷却至35-45摄氏度左右。下段煤气经旋风除尘器除尘，除

8、尘后的温度大约在450-550摄氏度。继而进入余热换热器，在给煤气降温的同时回收煤气显热，煤气温度降至200-230摄氏度左右；再进入风冷器冷却，温度降至35-45摄氏度。被间接冷却后的上段煤气和下段煤气进入二级电捕轻油器再一次脱油、除尘。被冷却净化后的煤气经加压及加双段煤气发生炉结构 压，通过煤气管道输送使用。干馏式干馏式煤气发生炉是在两段炉的基础上研发的一种炉型，取消了两段炉的下段煤气全部煤气都在干馏段中充分干馏由煤气炉顶部排出。干馏炉既保留了两段炉在料层控制方面简单的优势，同时由于气化段所生产的煤气全部上行由于干馏煤炭，所以不需要对煤气进行流量比例的调节，大大降低了煤气炉的操作和维护的复

9、杂程度。干馏炉在煤气减少携灰方面优于一段炉和两段炉。煤气发生炉配套设备煤气发生炉电捕焦油器用于过滤煤气中的，电捕焦油器采用结构形式有同心圆式、管式和蜂窝式等三种。无论哪种结构，其工作原理，即在金属导线与金属管壁或极板间施加高压直流电，以维持足以使气体产生电离的电场，使阴阳极之间形成电晕区。电捕焦油器 煤气发生炉旋风除尘器是除尘装置的一类。除沉机理是使含尘气流作旋转运动，借助于离心力降尘粒从气流中分离并捕集于器壁，再借助重力作用使尘粒落入灰斗。旋风除尘器于1885年开始使用，已发展成为多种型式。按其流进入方式，可分为切向进入式和轴向进入式两类。在相同压力损失下，后者能处理的气体约为前者的3倍，且

10、气流分布均匀。普通旋风除尘器由简体、锥体和进、排气管等组成。旋风除尘器结构简单，易于制造、安装和维护管理，设备投资和操作费用都较低，已广泛用来从气流中分离固体和液体粒子，或从液体中分离固体粒子。在普通操作条件下，作用于粒子上的离心力是重力的52500倍，所以旋风除尘器的效率显着高于重力沉降室。大多用来去除m以上的粒子，并联的多管旋风除尘器装置对3m的粒子也具有8085%的除尘效率。选用耐高温、耐磨蚀和服饰的特种金属或陶瓷材料构造的旋风除尘器，可在温度高达1000，压力达500105Pa的条件下操作。从技术、经济诸方面考虑旋风除尘器压力损失控制范围一般为5002000Pa。煤气发生炉窑轧钢加热窑

11、轧钢加热炉一般是由加热炉本体，冷却系统、燃烧系统、进出料、排烟系统、余热回收系统、自动控制系统等七个部分组成。按出料方式分为侧出料和端出料两种。主要用于钢坯的扎前加热，轧钢加热炉其燃烧气氛为还原气氛，减少了对钢坯的烧损，提高了钢坯的加热质量。轧钢加热窑 罩式退火窑罩式退火窑是由2个炉台，2个内罩，一个加热罩和一个冷却罩组成。一只炉台在加热升温和保温时，另一只炉台处于冷却，卸料过程，加热罩交替加热2只炉台，既能够节省能耗，并实现连续生产。罩式退火窑 隧道窑隧道窑根据温度分为高温隧道窑和中温隧道窑两大类。隧道窑结构形式多种多样，内衬可为重质耐火砖或轻质耐火砖形式，窑顶可分为拱卷结构或平吊顶结构，外

12、壳可为金属钢板结构或红砖外墙结构，具体形式可根据产品及用户不同情况进行设计制作。隧道窑主要用于耐火材料、陶瓷及化工粉体的烧成。隧道窑产量大、产品质量稳定。隧道窑 全纤维台车式热处理窑全纤维台车式热处理窑是由炉体、炉门、台车、炉门起吊机构、台车行走机构、煤气发生炉、温控显示等部分组成。其中炉体部分由钢骨架和钢板焊接而成，炉衬由耐火限位块结构组成。台车式炉适用于大型和大批量的铸锻件退火、正火以及回火处理。台车式炉对燃料的热利用高，对周围环境的污染小。台车式热处理窑 煤气发生炉原料煤制气是以煤或焦炭等含碳的物质为原料，以空气和水蒸汽为气化剂，在常压固定床煤气发生炉内气化获取可燃气体的技术，生成气体的

13、主要成分是一氧化碳、氢气、氮气、二氧化碳，可燃组份为一氧化碳和氢气，由于含有大量的惰性组份氮气，因此煤气热值不高，低热值为6 MJ/Nm3 左右。煤气发生炉制气技术中有发生炉冷煤气和热煤气两种，可根据产品的性质选择不同的燃料气，加热对燃料洁净度没有要求的制品，可采用热煤气；加热对燃料洁净度有要求的制品，可将制得的煤气净化变成洁净冷煤气，冷煤气的含尘量及其有害成分（如）很低，不会污染制品，因而可以采用明焰烧成。传统的煤炭燃烧对窑炉的温度不易控制，经常有温度想升升不起来，想降降不下去的情况发生。而应用冷煤气和热煤气加热制品，如调节窑炉温度只须调节煤气阀和风阀的开度，非常简便，对于提高产品质量、改进

14、产品生产工艺、改善劳动条件和环境卫生具有十分明显的效果。煤气发生炉技术参数煤气发生炉技术参数名称单位发生炉规格-炉膛直径mm16001800200024002600300032003400炉膛断面积m22燃料层高度mm10001000100010001000100010001000火层高度mm100300-灰层高度mm100300-适用燃料不粘结性烟煤、无烟煤、焦炭-燃料粒度mm1325 2550-燃料耗量Kg/h35046050060050072070010408501200170020001800220025002800气化剂空气、水蒸气-煤气产量Nm3/h1200160015002100

15、17502500250036003000430060007000650075007000-9000灰盘转速r/h2煤气热值KJ/Nm350205670-煤气出口温度400550-煤气出口压力Pa98014701470-1960-鼓风压力Pa40006000-饱和空气温度50-65-水套工作压力Pa100Kpa294Kpa-探火孔压力Pa100Kpa294Kpa-炉箆传动 电机功率KW4-煤斗提升 电机功率KW3-设备总重T1215192428424555注意事项煤气发生炉环保标准（1） 设置水封水池（），保证水封污水不外排。（2） 冷凝含酚废水集中收集并汽化后再利用。（3） 对噪声较高的设备，

16、采取建筑隔音的方式，治理噪声污染。（4） 固体废弃物集中回收，综合利用。（5）合理设计烘炉送气工艺，设置煤气放散点火器，保证放散烟气达标排放。煤气发生炉安全措施（1） 系统内设置钟罩阀，系统超压时，自动放散卸压，系统内设置多处水封，超压时可自动卸压。（2） 系统内各设备设置蒸汽吹扫，防止空气和煤气混合发生爆炸及造成人员煤气中毒。（3） 煤气发生炉加煤机采用双路、双滚筒加煤，上下配插板阀，有效防止煤气泄漏，从而净化操作空间。煤气发生炉煤气净化由煤气发生炉生成的粗热煤气（温度为500600）首先进入双竖管被热循环水冷却洗涤，煤气中的部分灰尘随热循环水从双竖管下部的水封中排出，被双竖管洗涤降温后的煤

17、气温度约为80，进入洗涤塔进行再次的冷却和洗涤除尘，煤气温度冷却至3045，出口灰尘含量一般小于50mg/m3 。经隔离水封再进入电捕除尘器进行脱油除尘，煤气中的焦油与灰尘总含量不超过100mg/m3以内，通过煤气加压机加压至8-15kpa（也可根据用户用户调整），再经脱硫塔脱去硫份后，供用户使用。煤气发生炉蒸汽调节蒸汽用量控制不当，往往造成煤气发生炉结大块和结疤，严重影响制气的数量和质量，煤气炉气化现有的原料品种较杂，因此，上下吹蒸汽，差值和百分比不能千篇一律，应该根据原料的性能而定。主要是根据原料的灰熔点，其次是原料的灰分含量，所以，对于性能不同的煤，蒸汽如何合理使用，只有在仪表准确，阀门

18、严密不漏，低压蒸汽总管压力稳定，注意吹风排队的情况下，通过实践，认识，最终得到比较适宜的蒸汽用量和上下吹百分比，对高产低耗是有好处的。的原理：是将块煤置于中，将底层煤引燃后，在上面覆盖3000-4000mm厚煤层，再鼓入空气和水蒸汽与煤产生一系列氧化还原反应后在出口处得到含有CO、H2等可燃成份的半水煤气的。1、灰渣层其作用是保证除渣装置的安全而设定的其高度为200300mm（正常运行时最佳）旋转灰盘也是如此，指的是风帽顶向上而不是底部，灰渣层的另一个作用是将煤气和空气进行冷热的交换，以提供给氧化层最佳的所需物质为氧化层提供优越的条件，以供燃烧。 2、氧化层（内厚度为500mm）其主要目的是使

19、空气中的氧气与煤强烈反应而生成二氧化碳，同时释放大量的热量，即C+02=CO2+kmol 3、还原层：还原层是生成煤气的区域其厚度为300400mm其作用就是： CO2+C=kmol C+H2O=CO+H2+ kmol C+2H2O=CO2+2H2+ kmol4、干馏层：就是把煤中的挥发份，焦油等物质经过加热后所产生的CmHm化合物分离出来，然后再进入还原进行化学反应，其高度为200mm厚。5、干燥层：就是把煤中的水份蒸发即可。煤气气化原理常用基础知识1.氧化层（火层）,内的氧化层（火层），是产生煤气的关键部位，其高度为4000mm左右。2. 干燥层,干燥实际上就是烘干。当煤气在一定的温度下（

20、500）煤块外表的水份迅速变为水蒸汽混合在煤气中输出炉外。要求，进入中的煤块不应带水份。否则将影响煤气质量。4. 干馏层,煤块经过干燥过程，又进一步加热（400500）煤块出现干裂解体状态，这种状态就叫干燥。在这个过程中一部分中烷、氢气、一氧化碳、焦油等气体分解出，随煤气混合输出炉外。实际焦化煤气就是在这种状态下产生的混合气体，气体中的主要成份是碳氢化合物（甲烷）焦油及少量一氧化碳。因此，焦化煤气热值高，质量好。上述讲的是干馏过程，指使用烟煤块，无烟煤块在干馏过程中，产生少量碳氢化合物，几乎没有焦油等。2008-09-26 13:19 煤气发生炉安全操作规程 （一）、点火前准备 A、 各运动部

21、件冷态实验正常。 1.检查各减速机内和其它应润滑部位是否加油。 2.灰盘旋转正常；转动方向是否正确。 3.风机启动、停止正常；转向是否正确。 4.自动上煤系统：料斗加料、上升、落料、下降正常。 5.检查各部位螺栓是否拧紧，系统无泄漏。 6.检查钟罩行程、密封是否合格。 7.检查各阀门开关灵活、无故障。 B、各仪表显示正常。反映灵敏、准确。 C、各水封水位正常；水套注满水，水位计显示清晰、进出水时液位显示正常。 D、蒸汽系统循环正常。 1.自动泄压装置正常无堵塞。 2.蒸汽管路畅通，打开蒸汽放散阀。 E、铺炉 用粒度为3070毫米的炉渣铺炉至炉渣高出炉篦100mm左右，并摊平。 （二）、点火 1

22、.点火：加入木柴，木柴量以确保引燃煤层为准。木柴应均匀分布于整个炉膛，点燃木柴并使其全部燃旺，点火时应打开放散阀，放下钟罩、并用上料小车顶开上煤仓盖。 2.待木柴燃旺后，可少量加煤燃烧，启动一次风机，以小量风助燃，如有局部未燃烧时，关小风量或停风，并用探扦适当拨动，使全炉膛均匀着火，如果还不能均匀着火，应重新点燃。停风观察炉膛是否均匀着火，如着火情况良好，点火过程即完成。 3.逐步加煤待煤层达到一定高度时即可正常产生煤气。 4.待煤气产生正常后，转入供气程序。 （三）、供气 1、加热炉点火前必须先打开喷嘴上的二次风阀，将加热炉炉膛吹扫，清除加热炉内和烟道中可能残存的煤气。 2、关小二次风阀 3

23、、点火棒放在喷咀处，慢慢打开煤气阀，即可点燃煤气。注意一定要火等煤气，切忌炉内聚集烟气过多，引起爆炸。 4、点火时人不能正对炉门，炉门及各孔洞处严禁站人。 5、喷嘴点燃后，观察燃烧情况，逐步加大二次风量，调整各喷嘴配风阀门，使各喷嘴稳定燃烧。 6、如喷嘴不着火，说明煤气质量不佳或煤气量不足，应当立即关闭煤气阀门，加大二次风将炉内残气吹净，稍停5分钟后再按上述步骤进行第二次送气点火。 7、加热炉炉膛温度在500以下时应时刻注意加热炉内是否断火，如果断火，应立即关闭煤气阀，打开加热炉门，再重新按程序点火。 8、任何时间各水封部位和水套内严禁缺水，水套内的水应勤加少加。 9、运行中应时常注意电器控制

24、柜上仪表读数，煤气出口温度不能超过400，应及时加煤。 10、工作期间如发现上下水封冒水应减小一次风量。 11、要保持料层高度在700800mm，煤层过低影响煤气质量和产量，严重时会点不着火。 12、加热炉燃烧温度与煤气量、一二次风量、烟囱抽力有关，生产中应及时调整各阀门大小。 13、煤质粒度应符合要求，以免影响产气量，煤块粒度过大或过小或易结渣都会影响煤气生产，严重时会点不着火。 14、各减速机、转动部位严禁缺油。 15、司炉工必须经过专业培训上岗，严禁非工作人员操作开关、阀门。 16、非工作人员不得进入工作现场。 17、严禁在煤气发生炉运行状态下进行维修，煤气发生炉2米范围内严禁火焰。 （

25、四）停炉 停炉可分为以下几种情况：根据用户需要停炉大修停炉突然停电停炉，后一种作为停电事故处理。 对热煤气系统停炉简述如下： 1.正常工作停炉前应先检查煤层高度，然后逐渐减小一次风量降低炉内反应温度，并使炉底保持正压，打开放散阀，用水封隔断煤气发生炉与加热炉之间的联系，再依次关闭一次风阀门、停下风机，打开蒸汽阀门，最后关闭电器控制柜总电源。 2.检修停炉：当计划检修煤气炉停炉时，可在停炉前12小时停止加煤，停炉时逐渐减小风量，打开放散阀，用水封隔断煤气发生炉与加热炉之间的联系，将加热炉炉门打开或台车退出炉外，然后关闭风机。停炉后8小时内不得扒炉，以防空气进入炉内造成爆炸事故。 3.突然停电、停

26、炉： 工作时，遇到突然停电，迅速打开放散阀，加大进炉底蒸汽量，使煤气炉内保持正压，用水封隔断煤气发生炉与加热炉之间的联系。同时将加热炉炉门打开。 （五）、连续工作的煤气发生炉可省去铺炉和木柴引火步骤。 警告：加热炉内空气烟尘浑浊时不能点火，一定要用二次风吹扫炉膛，直至炉膛视线清楚无浑浊气体时才可以供气点火。一、概述 煤在我国能源结构中占70%的比重,清洁使用煤炭是解决我国能源问题的最好途径,煤炭气化是国家推广清洁煤技术的主要方法。 煤气发生炉是专家多年研究的成果，国家专利产品。它以无烟煤、不粘结烟煤为原料，以工期和水蒸汽为气化剂，反映制成煤气，供餐饮、炉灶、锅炉和各种加热炉使用，替代燃油，以低

27、廉的价格给用户节约了大量的费用。在运行中，密闭无污染，改善了工人劳动环境，降低了劳动强度，深受广大用户的欢迎。目前在宾馆、酒店、洗浴中心、机关、学校和企业得到了广泛应用。 二、主要结构 CG系列煤气发生炉由炉体部分、上煤机构、出灰机构、除尘器、配电控制系统、供风系统、蒸汽系统和操作平台组成。 1.炉体部分：采用钢板圆筒结构，有水套循环系统，可自产蒸汽用于气化剂。下部设有一次风的通道，对燃料起到氧化作用。 2.上煤机构：机械传动的上煤机构将煤炭通过小车输送到顶部的煤仓中，按生产需要加入炉膛中。 3.鼓风系统：一次风用离心式鼓风机鼓入，采用仪表测定一次风温度，使发生炉处于最佳工作状态。 二次风通过

28、另设风道送炉窑前在烧咀内与煤气混合后燃烧。同时也可将二次风通过安置在烟道中的空气换热器预热以达到进一步节能的效果。 1.出灰机构：利用旋转炉篦湿式自动排渣。 2.除尘装置：采用除尘效率较好的可调节的水封除尘器，煤气通过除尘器经水洗后使煤气中的灰尘绝大部分沉降，成为纯净的煤气供窑炉使用，也可不经水洗而直接燃烧，本装置还配有排空阀水封隔离装置，以便在停炉时将煤气炉内残留煤气放空并将加热炉与煤气发生炉隔离。 3.配电控制系统：将整机设备的电源、运行控制器、温度显示布置在控制柜上，集中控制和显示。 4.蒸汽系统：包括水套热循环、自动泄压安全装置、阀门、管道等。所产蒸汽满足煤气发生炉自身需要，不必另设配

29、套蒸汽锅炉。 5.操作平台：钢结构的工作平台。供工人在上面操作和维护等作业。 三、煤气发生炉的气化原理 在煤气发生炉中，煤由上而下移动，而气化剂则由下而上移动。煤与气化剂逆向移动分层进行物理化学反应，我们称这个工艺过程为气化。反应过程分5个层次。 (一) 灰渣层 灰渣层在炉篦的上面，是煤炭气化后的残留物，高度在炉篦以上150250mm。其作用是：（1）由于灰渣由氧化层沉降下来，温度比较高，当气化剂经过灰渣层时进行冷热交换，将气化剂预热到200以上，为氧化层的热化学反应带来优越条件，加速燃烧；（2）由于灰渣层被气化剂冷却，对炉篦起到保护作用。（3）灰渣分布在炉篦上呈疏松状，气化剂经过灰渣层时起到重新均匀分布气流的作用。 （二）氧化层 氧化层又称为燃烧层，氧化层在灰渣层的上面，在这一层中，鼓风机中的氧气和碳进行氧化反应，充分燃烧生成大量的二氧化碳，同时产生大量的热。煤气的热化学反应靠此来提供热量。 （三）还原层 还原层是生成煤气的区域，氧化层产生的二氧化碳气体上升到还原层后：（1）和炽热的炭进行吸热化学反应，生成一氧化碳，（