发生炉煤气气化原理及净化流程
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煤气的工艺流程煤气的工艺流程煤气是一种常见的燃料,广泛用于家庭、工业和能源领域。
煤气的生产涉及多个工艺步骤,包括煤炭的原料处理、气化和净化。
下面将介绍一下煤气的工艺流程。
第一步是煤炭的原料处理。
煤炭是煤气的主要原料,通常需要经过破碎、浸泡和筛分等工序进行预处理。
首先,将大块的煤炭进行机械破碎,将其破碎为适合气化反应的小颗粒。
然后,将破碎后的煤炭通过水槽浸泡,以去除其中的杂质和灰分。
最后,通过筛分将煤炭分级,以确保气化反应的均匀性。
第二步是煤炭的气化。
气化是将煤炭转化为煤气的关键步骤。
常见的气化方法包括干燥气化、水蒸气气化和氧气气化。
干燥气化是将煤炭暴露在高温下,使煤中的挥发分通过热解释放出来。
水蒸气气化是在高温和压力下将煤炭和水蒸气一起反应,产生一氧化碳和氢气。
氧气气化是通过向煤炭中通入氧气,与煤炭发生氧化反应,生成一氧化碳和二氧化碳。
这些气化过程中产生的煤气中含有大量的一氧化碳和氢气,是煤气的主要成分。
第三步是煤气的净化。
由于气化过程中产生的煤气中含有杂质和有毒物质,需要进行净化处理,以确保煤气的质量和安全性。
净化过程包括除尘、除硫、除氨和除水等工序。
首先,通过旋风除尘器或电除尘器等设备对煤气中的固体颗粒进行过滤和集尘。
然后,通过吸附剂或化学反应物质将煤气中的硫化氢等硫化物去除。
接着,通过催化剂或吸附剂将煤气中的氨去除。
最后,通过冷却和分离等方法,去除煤气中的水分。
经过以上的处理步骤,煤气的净化过程基本完成。
经过煤气管道的输送,煤气可以被直接供给给家庭和工业用途,也可以作为能源发电或工业炉的燃料。
当然,在实际应用中,还需要对煤气进行质量检测和调整,以满足不同应用场景对燃料的要求。
总之,煤气的生产过程包括煤炭的原料处理、气化和净化等工艺步骤。
这个工艺流程可以将煤炭转化为煤气,进而提供给家庭和工业使用,为人们的生活和生产带来便利和效益。
随着节能环保的要求越来越高,煤气生产的工艺流程也在不断改进和创新,以提高煤气的质量和净化效率。
煤气净化工艺流程煤气净化是指将煤气中的有害物质通过物理或化学手段进行去除、分离或转化,以提高煤气的质量,减少对环境和人体的影响。
下面是煤气净化的工艺流程。
首先,煤气净化的第一步是进行预处理。
预处理通常包括去除粗杂质,如石块、泥土、水分和油脂等。
这些粗杂质会对后续设备和工艺产生影响,所以需要将其去除。
接下来,进行干燥处理。
在输送过程中,煤气中会带有水分,如果不进行干燥处理,会对后续的设备和工艺产生影响。
常用的干燥方法包括加热和冷却再压缩。
然后进行除尘处理。
煤气中的颗粒物会对环境产生污染,所以需要进行除尘处理。
常用的除尘设备有旋风除尘器、静电除尘器和袋式除尘器等。
通过这些设备的运用,可以将煤气中的颗粒物去除。
接着进行脱硫处理。
硫化物是煤气中的一种主要污染物质,如果不进行脱硫处理,会对环境产生严重的污染。
常用的脱硫方法有湿法脱硫和干法脱硫。
其中湿法脱硫是指将煤气中的硫化物与一定量的吸收剂接触,使其发生化学反应,生成不溶于水的沉淀物,从而将硫化物去除。
干法脱硫是指通过向煤气中喷射吸收剂或将煤气通过吸收剂层,使其与煤气中的硫化物发生化学反应,生成不溶性产品,从而将硫化物去除。
最后进行气体的净化。
这一步是为了进一步提高煤气的质量,去除煤气中的其他有害物质。
常用的气体净化方法有吸附法、催化法和冷却法等。
吸附法是指利用吸附剂将煤气中的有害物质吸附在其表面上,从而将其去除。
催化法是指使用催化剂催化有害物质的分解或转化,使其变为无害物质。
冷却法是指通过冷却煤气,使其中的有害物质凝结成为固体或液体,从而将其去除。
通过以上的一系列工艺流程,煤气中的有害物质可以得到有效去除,从而提高煤气的质量,减少对环境和人体的影响。
煤气净化工艺流程的具体选择需要根据煤气中污染物的种类和浓度、净化要求等因素进行综合考虑,以达到最佳的净化效果。
煤气发生炉气化效率-概述说明以及解释1.引言1.1 概述煤气发生炉是一种能够将固体煤转化为可燃性气体的设备,其气化效率直接影响到煤气生产的数量和质量。
在本文中,我们将探讨煤气发生炉气化效率的相关原理、影响因素以及提高效率的方法。
通过深入研究和分析,我们旨在为提高煤气发生炉气化效率提供科学依据和实用建议。
1.2文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的大体结构进行概述,说明各个部分的内容和相互关系。
下面是对文章结构内容的建议:"1.2 文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中,将对煤气发生炉气化效率进行概述,介绍文章的主题和目的,为后续内容的讨论做准备。
在正文部分,将详细介绍煤气发生炉气化原理、煤气发生炉气化效率影响因素以及提高煤气发生炉气化效率的方法,以便读者深入了解煤气发生炉气化的过程和关键因素。
最后,在结论部分,将对全文进行总结,提炼影响煤气发生炉气化效率的重要因素,同时展望未来煤气发生炉气化技术的发展方向。
通过这样的结构安排,希望可以全面而系统地介绍煤气发生炉气化效率相关的知识,为读者提供有益的参考和启发。
"1.3 目的煤气发生炉气化是一种重要的能源转化技术,其效率直接影响到煤气的产生和利用。
本文的目的是探讨煤气发生炉气化的效率,分析其影响因素并提出提高效率的方法,以期为相关工程和技术人员提供指导,促进煤气发生炉气化技术的进一步发展和应用。
通过深入研究煤气发生炉气化的原理和效率的影响因素,可以更好地理解和把握这一技术的特点,从而实现节能减排、提高能源利用效率的目的。
同时,本文还将展望未来煤气发生炉气化技术的发展方向,为该领域的研究提供参考。
2.正文2.1 煤气发生炉气化原理煤气发生炉是一种利用固体燃料在高温下与空气或氧气反应产生煤气的设备。
煤气发生炉气化过程主要包括两个步骤:燃料的燃烧和煤气的生成。
首先,燃烧阶段是煤气发生炉中最初发生的过程。
在高温下,煤或生物质燃料与空气或氧气发生反应,生成一系列气体和热能。
煤炭气化流程简述:煤的气化过程是在煤气发生炉(又称气化炉)中进行的。
发生炉是由炉体、加煤装置和排灰渣装置等三大部分构成的,原料煤和气化剂逆向流动,气化原料煤由上部加料装置装入炉膛,依次下行,灰渣炉渣由下部的灰盘排出。
气化剂由炉栅缝隙进入灰渣层,与热灰渣换热后被预热,然后进入灰渣层上部的氧化层;在氧化层中气化剂中的氧与原料中的碳反应,生成二氧化碳,生成气体和未反应的气化剂一起上升,与上面炽热的原料接触,二氧化碳和水蒸气分别与碳反应生成CO和H2,此层称为还原层;还原层生成的气体和剩余未分解的水蒸气一起继续上升.加热上面的原料层,使原料进行干馏,该层称为干馏层;干馏气与上升热气体混合物即为发生炉煤气、热煤气将上部原料预热干燥,进入发生炉上部空问,由煤气出口引出。
发生炉用水夹套回收炉体散热,煤在煤气发生炉中高温条件下受热分解,放出低分子的碳氢化合物,煤本身逐渐焦化,可以近似地看成是炭。
炭再与气化剂发生一系列的化学反应,生成气体产物。
煤气发生炉工作原理与煤气发生炉煤气成分在一般的煤气发生炉中,煤是由上而下、气化剂则是由下而上地进行逆流运动,它们之间发生化学反应和热量交换。
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(见混合煤气发生炉结构示意图):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。
一般气化剂能预热达300-450℃左右。
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+97650大卡氧化层的高度一般为所有燃料块度的3-4倍,一般为100-200毫米。
气化层的温度一般要小于煤的灰熔点,控制在1200℃左右。
(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+38790大卡H2O+C→H2+CO+28380大卡2H2O+C→CO2+2H2+17970大卡由于还原层位于氧化层之上,从上升的气体中得到大量热量,因此还原层有较高的温度约800-1100℃,这就为需要吸收热量的还原反应提供了条件。
而严格地讲,还原层还有第一、第二之分,下部温度较高的地方称第一还原层,温度达950-1100℃,其厚度为300-400毫米左右;第二层为700-950℃之间,其厚度为第一还原层1.5倍,约在450毫米左右。
煤气发生炉工艺流程一、煤气生成阶段1.煤气发生炉装料:将颗粒状或粉末状的煤料装入煤气发生炉内。
2.加热炉料:通常采用气化剂(如空气、氧气或蒸汽)进行煤料的预热,同时预热炉料可以减少炉料的温度快速升高,以避免炉料颗粒破碎。
3.煤气化反应:在高温下,煤料中的碳氢化合物与气化剂进行反应,生成合成气或煤气。
4.气固分离:合成气或煤气中会带有固体颗粒物,需要通过沉降、过滤等方法将其与气体分离。
5.煤灰处理:煤气发生炉中会产生一定量的煤灰,在煤气生成阶段需要将煤灰进行处理,通常采用煤灰的再气化或煅烧等方式。
6.合成气处理:合成气中主要有CO、H2等气体,还含有少量的CO2、H2S、N2等杂质气体,需要进行进一步的处理来提高合成气的纯度。
二、煤气处理阶段1.CO转化:合成气中的CO含量通常较高,需要进行转化反应降低CO含量,一般采用低温变换反应或水煤气变换反应进行CO转化。
2.催化裂化:合成气中含有重质烃类物质,催化裂化可以将其分解为轻质烃类物质,以提高合成气的能量利用率。
3.脱硫:合成气中的硫化物(如H2S)会对催化剂和后续加工设备产生腐蚀作用,需要进行脱硫处理,常用的方法有物理吸附法、化学吸收法和氧化法等。
4.脱气:合成气中的CO2和N2都是惰性气体,需要将其除去,常用的方法有吸收法、膜分离法和压力摩尔负责法等。
5.气液分离:经过处理后的合成气会被冷却、减压等操作,使其成为液态或湿态煤气,需要通过气液分离操作将煤气和液体分离。
6.储存和运输:最后经过处理和分离后的煤气将被储存和运输,以供下游使用。
煤气发生炉工艺流程的关键是煤气生成和煤气处理两个阶段,通过煤气生成阶段的高温反应将煤料转化为合成气或煤气,然后通过煤气处理阶段的各种操作降低CO、脱硫、脱气等处理,最终获得高纯度的煤气。
这一工艺流程广泛应用于煤气化、炼化和化工行业,为相关产业提供了重要的能源支持。
煤气的原理
煤气是一种由煤炭通过燃烧或加热产生的可燃气体。
煤气的原理主要是通过煤炭的热解和气化过程产生的。
在煤气的产生过程中,煤炭首先被加热至高温,这个过程称为煤的热解。
当煤炭加热到一定温度时,其内部的化学结构发生改变,产生可燃气体。
这些可燃气体主要包括一氧化碳(CO)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等。
接下来,煤炭热解产生的可燃气体会被引导到气化炉中进行气化过程。
在气化炉中,可燃气体与一定量的空气或蒸汽反应,发生氧化还原反应,生成更多的一氧化碳和氢气。
这个过程称为煤气的气化。
通过热解和气化过程,煤炭中的有机物质被转化为可燃气体,同时产生一些固体副产物,如焦炭。
可燃气体经过净化、脱硫和调节等处理后,可以作为能源供应给各种需求,如燃烧提供热量或用作煤气炉、煤气灯等器械的燃料。
总的来说,煤气的原理是通过煤炭的热解和气化过程产生可燃气体,这些可燃气体可以供给各种设备和系统使用,以满足不同的能源需求。
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煤气发生炉工作原理与煤气发生炉煤气成分在一般的煤气发生炉中,煤是由上而下、气化剂则是由下而上地进行逆流运动,它们之间发生化学反应和热量交换。
一、煤气发生炉内部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。
一般气化剂能预热达300—450℃左右。
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+97650大卡。
氧化层的高度一般为所有燃料块度的3-4倍,一般为100—200毫米。
气化层的温度一般要小于煤的灰熔点,控制在1200℃左右。
(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。
发生炉煤气气化原理及净化流程
气化原理
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CO、CO2、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+H2-Q(Q为热量,下同)
当氧气和碳反应时就放出热量:2C+O2=2CO+Q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+Q C+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=2CO H2O+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。
现将备好的合格煤(粒度为20~40mm)通过上煤装置贮存在贮煤仓中,再按事先设定好的程序喂入炉内。
煤经过干燥、预热后落到燃烧床上。
2、此时,甲段燃烧床上的温度已达1000℃以上(温度由气体反应所得)。
在高温、隔绝空气的情况下,煤粒熔化,并干馏。
这里对燃烧床的温度要求是比较严格的:如果温度过高,煤粒会因此而来不及熔化,不能充分反应;如果温度过低,又达不到熔化干馏的要求。
而燃烧床的温度取决于气化剂的饱和温度、燃料的粒度以及探火棒的作用。
煤的“干馏”分解成轻焦油、重焦油、焦炭、煤气(焦炉气)。
其中,轻焦油和煤气先从A 管流出,这部分气体为“顶部煤气”,温度大约120℃。
(在“冷煤气发生炉”中,这部分气体没有先抽出,而干馏所得气体中也含有一部分CH4)
3、在“干馏层”所得的重焦油、焦炭(占干馏所得气体的大部分)由于密度比较大,就从燃烧床旁边进入乙段,其温度大约在1000℃~2000℃。
在乙段底部的炉栅转动,其目的有三:一是使从甲段中流下来的气体保留在乙段;二是通过对气体剂的作用控制燃烧床的温度;三是过滤反应后的灰渣,使其落到丙段的水内,以便除去。
通过顶部加入的水导流到③中,由于高温气化成水蒸气,与甲段下来的气体混合反应:C+H2O=CO+H2(在“冷煤气发生炉”中的水蒸气是直接炉外加热变成水蒸气,再鼓入炉内,这些蒸气称为“外来蒸气”)。
另外,由底部的鼓风机要12KPa的压力下把空气通过B鼓进炉内,通过炉栅进入乙段。
这时发生了C+CO2=2CO反应。
上述两个反应同时进行,使得CO、H2的浓度大大提高,而C、H2O浓度下降。
(在“冷煤气发生炉”中没有炉栅,由甲段下来的气体与“外来水蒸气”反应:C +H2O=CO+H2。
同时,也发生C+CO2=2CO。
这段称为“还原层”。
生成的气体上浮,剩下的进入“气化层”。
)由于这两个反就都是吸热反应,所以温度降至500℃左右。
这部分煤气和着些重焦油、灰渣,通过侧管后,被抽到C管中,并送到洗涤装置中。
(在“冷煤气发
生炉”中的导出气体的管道只有一个。
炉内物质完全反应后,并着“顶部煤气”一起被抽出炉外,送到洗涤装置中。
)气化剩余的灰渣通过炉栅进入④中,内有灰盆、灰犁等除渣装置,当灰渣积累到一定程度,这些装置就启动把灰渣排到炉外。
在乙段生成的气体就是“底部煤气”,乙段称为“气化段”。
净化流程
发生炉形成两段独立的煤气流,即“顶部煤气”和“底部煤气”。
由于两股煤气性质不同,其净化工序亦不同。
“顶部煤气”流经电除焦油器,在这里95%以上的焦油从煤气中析出,暂存于除焦油器下端的贮油槽中。
“底部煤气”首先流经旋风除尘器,除去煤气中的粉尘,然后流经强制冷风器,冷却到120℃左右。
此后,两股煤气混合流经洗涤冷却器,冷却到35℃~40℃,洗涤后的混合煤气流经电除轻油器,在这里除去煤气中剩余的粉尘和油类,且暂存在贮油槽中。
通过伴热保持其液态,然后定期地通过输送泵将贮油槽内的油类物质送到贮油罐,最后作为焚烧燃料烧掉或由用户出售。
强制风冷器、洗涤冷却器及电除油类器在冷却除尘、净化煤气的过程中,会有相当量的酚液析出,含有部分轻质油的酚液混合液流入油水分离器进行油水分离,分离后的轻质油又流回到贮油槽,酚液则通过酚液缓冲罐后,用输送泵送到贮存罐中。
通过伴热保持其液态,然后定期地通过输送泵将贮油槽内的油类物质送到贮油罐,最后作为焚烧燃料烧掉或由用户出售。
由电除油类器流出的冷净煤气,其压力维持在2KPa左右,必要时,再用增压机向煤气增压到15至20KPa后,送入脱硫塔进行脱硫,脱硫后的冷净煤气直接送至用户或送入贮气柜(留待后用)。