发生炉煤气

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什么是发生炉煤气

  发生炉煤气是指用空气(或氧气)和少量的蒸气将煤或焦炭、半焦,在煤气发生炉中进行汽化所产生的煤气、混合煤气、水煤气、单水煤气、双水煤气等[1]

  发生炉煤气的组成成分如下[2]

发生炉煤气的成分组成   /%
成分组成CH4C2H6C4H10COH2CO2O2N2总计
发生炉煤气1.8O.430.48.42.4O.256.4lOO

发生炉煤气热值的提高[3]

  • 发生炉的理想气化指标

  在理想气化条件下,碳全部转化为CO,且C和O2生成CO的反应所放出的热量全部用于水蒸气分解反应,气化系统为绝热。碳的化学热将无损失地全部转入煤气中,使冷煤气气化效率达100% ,理想气化指标的计算结果见表1。

表1 发生炉煤气的理想气化指标
煤气低热值
/(MJ.m − 3)
煤气体积分数/%1kg纯碳气化耗率与产率
COH2N2空气消耗
/m3
蒸汽消耗
/kg
煤气产率
/m3
7.5041.6020.8037.602.150.754.48

  实际发生炉中气化原料并非纯碳,气化中存在各种副反应和各种热损失,实际气化指标与理想气化指标存在较大差距。

  • 提高现有发生炉煤气的热值途径

  发生炉煤气的热值低,主要可燃成分是CO和H2,它们主要来自CO2还原反应和水蒸气分解反应。文献 通过对块煤的分级筛分、稳定空层及控制适宜炉出温度和饱和温度等措施,达到了煤气产率提高、炉渣含碳量降低及煤气热值增加的目的。

  N2是投入的空气带人的,约占煤气中体积分数的50%。N2是惰性成分,如果能降低煤气中N_2含量,就能提高发生炉煤气的热值。经计算,每降低一个百分点的N_2,能提高煤气热值40~50kJ/m3。在理想气化指标中,煤气中N2体积分数仅为37.6%,降低N2含量潜力很大。采用富氧浓度下气化,可以提高煤气热值,但空分制氧成本太高。利用出炉煤气余热用热管预热气化剂,提高了煤气产量和热值,改善了煤气发生炉内的反应过程。通过大幅度提高气化剂的鼓风温度,使气化剂中的蒸汽处在过热状态,这样既带人大量的物理热,又使蒸汽处在过热状态,既加速了气化反应速度,又可降低供应用煤的氧化燃烧产生的化学热,这样既节省了煤气炉中的碳,又可减少供应的空气,从而也少带入N2,提高了煤气的热值。这种气化工艺的前提条件是气化过程不结渣、少结渣,要有经济合理的热源,除自身出炉煤气余热外,还可利用工业窑炉的余废热。江西某厂用现代碳黑炉的废热将空气预热到700℃,与普通锅炉饱和蒸汽混合后,一起鼓人煤气发生炉,减少了发生炉煤气N2含量,发生炉煤气中含有较高的CH4CmHn等成分,煤气的热值提高到7 550~7 900 kJ/m3

参考文献

  1. 增值税税率和征收率.福建省国家税务局,2006年10月18日
  2. 管承浩,万淑敏,杨杰,刘心明.发生炉煤气和天然气的技术经济指标比较[J].玻璃,2012(6)
  3. 贾明生,陈恩鉴.发生炉煤气生产与应用过程的能耗分析[J].煤气与热力,2003(6)
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