煤气发生炉工作原理是以煤为原料生产煤气，供燃气设备使用的装置。固体原料煤从炉顶部加入，随煤气炉的运行向下移动，在与从炉底进入的气化剂（空气、蒸汽）逆流相遇的同时，受炉底燃料层高温气体加热，发生物理、化学反应，产生粗煤气。此粗煤气（即热煤气）经粗除尘后可直接供燃烧设备使用。这样在煤气发生炉中形成了几个区域，一般我们称为“层”。按照煤气发生炉内气化过程进行的程序，可以将发生炉内部分为六层
1）灰渣层；2）氧化层（又称火层）；3）还原层；4）干馏层；5）干燥层；6）空层；其中氧化层和还原层又统称为反应层，干馏层和干燥层又统称为煤料准备层。
（1）灰渣层：
煤燃烧后产生灰渣，形成灰渣层，它在发生炉的最下部，覆盖在炉篦子之上。
其主要作用为：
a保护炉篦和风帽，使它们不被氧化层的高温烧坏；
b预热气化剂，气化剂从炉底进入后，首先经过灰渣层进行热交换，使灰渣层温度降低，气化剂温度升高。
c灰渣层还起了布风作用，使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布。
（2）氧化层：
也称为燃烧层（火层）。从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧而生成二氧化碳，并放出大量的热量。它是气化过程中的主要区域之一，其主要反应是：
C+O2→CO2
氧化层的高度一般为所有燃料块度的3-4倍，一般为200毫米。气化层的温度一般要小于煤的灰熔点.
（3）还原层：
在氧化层的上面是还原层。赤热的碳具有很强的夺取氧化物中的氧而与之化合的本领，所以在还原层中，二氧化碳和水蒸气被碳还原成一氧化碳和氢气。这一层也因此而得名，称为还原层，其主要反应为：
CO+C→2CO
H2O+C→H2+CO
2H2O+C→CO2+2H2
（4）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200厚
（5）干燥层：
干燥层位于干馏层上面，也即是燃料的面层，主要是把煤中的水发蒸发即可
（6）空层：
空层即燃料层上部，炉体内的自由区，其主要作用是汇集煤气。然后出去
2CO→CO2+C
以及2H2O+CO→CO2+H2
从上面六层简单叙述，我们可以看出煤气发生炉内进行的气化过程是比较复杂的，既有气化反应，也有干馏和干燥过程。而且在实际生产的发生炉中，分层也不是很严格的，相邻两层往往是相互交错的，各层的温度也是逐步过渡的，很难具体划分，各层中气体成份的变化就更加复杂了，即使在专门的研究中，看法也是分歧的。
.5m焦炉炭化室顶部石墨的预防和处理方案
(2011-10-31 11:31:37)
5.5m焦炉炭化室顶部石墨的预防和处理方案
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联系单位:南京盛辉环境技术工程技术有限公司
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服务项目:
一,煤焦化消烟除尘地面站工程
二,粉尘治理及污水处理工程
三,各类非标布袋除尘设备及配件
四、承接钢结构件及机械加工
炭化室顶部厚结石墨是我们焦炉生产中常遇到的一个问题。在焦炉生产管理中，由于焦炉吸压力制度、加热制度的不规范、及煤饼倒塌后未采取降温措施等诸多原因，导致炭化室顶部结了厚厚的一层石墨。石墨的增多会导致炉顶空间温度升高，在加煤时也会因石墨的增多而产生阻力从而导致煤饼倒塌，影响生产产量，煤饼的倒塌反过来又造成炉顶空间过大，煤气导出缓慢，煤气在里面发生二次裂解，进一步使石墨增多，形成恶性循环。在石墨的预防和处理中，我们一定要重视焦炉的生产管理，超前预防比事后处理更为关键。因此，我将我在焦炉生产管理中对石墨的预防和处理方式总结如下：
1.炭化室顶部结石墨的预防
从焦炉生产管理方面，我们一定要做好以下几个环节。
1.1 集气管的压力控制
集气管压力是根据吸气管正下方炭化室底部压力在结焦末期保持在5Pa来确定的。如果集气管压力控制不当，焦炉煤气在炭化室顶部停留时间过长，焦炉煤气不能及时导出，就会发生焦炉煤气二次裂解。发生的主要裂解反应方程式为：
C2H6=C2H4+H2
C2H4=CH4+C
CH4=C+2H2
1.2 初冷器煤气出口的温度控制
在化产回收车间，初冷器煤气出口温度以23～25℃为宜，温度过高也会影响煤气的导出，煤气滞留引发煤气二次分解加重。
1.3 炉顶空间温度控制
炉顶空间温度是指炭化室顶部空间里的荒煤气温度。根据《焦炉技术管理规程》规定，炉顶空间温度宜控制在800±30℃，不宜超过850℃，炉顶空间温度过高，则焦炉煤气在炭化室顶部产生二次裂解，大量的沉积碳附着在炭化室顶部，空间温度过高，也会造成化产回收焦油质量不合格，如焦油比重增大、粘度增大、脱水困难。
1.4 合理的标准温度
合理的制定标准温度是生产中很重要的一个环节，标准温度制定的过高，则会导致炉顶空间温度过高，焦炭过熟，如果标准温度制定的过低，则会导致焦炭不成熟，因此标准温度的制定就显得尤为重要。标准温度的制定可根据以下几方面来把握：
1.4.1 根据焦饼中心温度来制定：焦饼中心温度是焦炭成熟的指标，一般焦炉生产中，焦饼中心温度达到1000±50℃时焦炭已经成熟。
1.4.2 根据焦炭的挥发分来作为参考：一般规定焦炭的挥发分不超过1.9，在我们公司的生产中，我们所要求的焦炭挥发分在1.2～1.5之间。
1.4.3 还可根据炉顶空间温度来作为参考，一般焦炉生产中炉顶空间温度适宜控制在800±
30℃。
1.5 横排温度的均匀
保证横排温度均匀，是焦炉热工管理中最重要的一个环节。如果横排温度不均匀，将导致整个燃烧室立火道加热混乱，焦饼成熟也生熟不一，从而在制定标准温度时产生过高标准。这也导致炉顶空间温度升高，使焦炉煤气发生二次裂解，使炭化室顶部石墨生长加剧。
1.6 正确执行烧上升管制度
按推焦计划提前10分钟～20分钟打开上升管盖(最多不得超过三个)，并同时关闭桥管水封翻板，打开远离上升管的除尘孔盖，吸入空气，烧去炭化室顶部的石墨。
1.7 及时清理倒塌部位的燃烧室立火道
在装煤过程中，如果捣固煤饼倒塌时，要及时对倒塌部位的燃烧室立火道进行处理，常用的方法是减少煤气量，如插铁丝，防止温度过高而影响炉顶空间温度。
1.8 加强煤饼捣固质量。
加强煤饼捣固质量，可以有效防止煤饼倒塌后造成的炉顶空间增大，进而造成煤气滞留时间过长而产生二次裂解。
2.常见的消除石墨方法
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四、承接钢结构件及机械加工
我们的焦炉生产有一段时间因配煤中瘦煤较多，瘦煤吃火比较厉害，为了保证焦炭质量，我们采用了提温的办法来进行生产，又因焦炉开工生产时间不长，捣固工的捣固质量无法保证，塌煤也比较多，从而造成炭化室顶部结炭比较严重。
在焦炉生产中，常见的消除石墨方法有：用压缩空气吹扫石墨、烧空炉清扫石墨、推焦头顶部装刮刀清除石墨，前两种方法最后都离不开人工敲打，但因5.5米的焦炉炭化室很长（长度为15.98米），用人工清扫或敲打很难有多大成效，前两种方法清扫石墨对小焦炉效果还可以，以前我们用烧空炉方法对炭化室长2.8米的焦炉进行过石墨清除，效果显著。对大焦炉来说就有一定困难。我们公司5.5米焦炉采取的是推焦头顶部装刮刀及烧上升管办法来处理炭化室顶部石墨的。
2.1 刮刀清除石墨方法
在我们的推焦头设计中，在推焦杆头上部两角安装了刮刀，在推焦过程中，将炭化室顶部石墨刮出两道槽，但是中间部位的石墨无法处理.最后我们又在推焦杆头上部的中间位置添加了一个刮刀位置，两个刮刀轮回在这三个位置交替使用。这样就可以将石墨清除。
2.2 烧上升管
按推焦计划提前10分钟～20分钟打开上升管盖(最多不得超过三个)，并同时关闭桥管水封翻板，打开远离上升管的除尘孔盖，吸入空气，烧去炭化室顶部的石墨。
上面两种方法有效结合，我们将炭化室顶部石墨彻底清除，稳定了焦炉生产。
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