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第一章 两段式煤气发生炉工艺流程及气化过程原理


1750
≤6500
400-600
98-196
煤气
工作压力 kPa
水封高度mm
≤4.0
550
1820
≤7500
400-600
98-196
煤气
≤4.0
550
工作原理: 煤气带着灰尘以一定的速度沿切线方向进入除尘器,在除尘器内以螺旋线的 形式作回转运动。悬浮的灰尘颗粒在离心力的作用下被抛向圆筒的内表面,在重 力作用下降落至排灰管。而煤气则从下部进入中央管,形成上升的螺旋气流,从 顶部离开除尘器。
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2、底煤气的产生 原料煤在干馏段被底部煤气干馏后,形成热半焦进入气化段。热半焦的挥发 份一般为3~5%。热半焦因脱去煤中的活性组份,气化活性比烟煤有所降低,其 气化强度一般可达270~350Kg/㎡.h,二段式气化炉气化火层的温度一般为1000 ~1300℃之间。热半焦与蒸汽或空气混合气发生以下反应: C+O2=CO2+408840千焦/千摩尔 C+1/2O2=CO+123217千焦/千摩尔 CO2+C=2CO-162405千焦/千摩尔 C+ H2O =CO+ H2-118821千焦/千摩尔 C+ 2H2O =CO2+ 2H2-75237千焦/千摩尔
排渣方式
上段
煤气
出口
公称 直径
下段
mm
3.5 50-65 0.25 ≥0.20 0.294
2.97 7.5×2 DN350
400×400
5.0
6.5
6.5
50-65
50-65
50-65
0.25
0.25
0.25
≥0.20 0.294
1.7 11×2 DN400
≥0.20
0.294
自动 液压驱动
1.5 11×2 湿式、自动排渣 DN400
≤2.5
≤3.0
2.0-2.5 0.25~0.40 5600~6800 6060-6270 7110-7350 5225-5434
≤3.0
≤3.5
2.0-2.5 0.25~0.40 6000~7800 6060-6270 7110-7350 5225-5434
≤3.0
≤3.5
2.0-2.5 0.25~0.40 7300~9200 6060-6270 7110-7350 5225-5434
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气化段上升的热煤气,在干馏段充分热交换以后,由炉顶出口引出,称为上段 煤气。温度约90-150℃,约占煤气产量的40%。气化段生成的煤气除了一部分作 为载热气流上升进入干馏段外,另一部分从炉内中心管砖壁及中心收集管引出, 称为下段煤气,温度约450-550℃,约占煤气产量的60%。
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2).电器滤清器技术参数:
名称
适用煤种 外径mm
C-12 1620
C-21 1820
C-25 2020
管式 C-37 烟煤 2420
C-72 3100
C-97 3600
壳体高度mm 7400
8940
9600
9600
9600
9600
电晕极 根 12
21
25
37
72
97
沉淀极 根 12
21
25
37
72
有效截面积 m2
0.64
1.1
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3、底煤气的净化处理过程 底煤气净化处理采用先被旋风除尘器离心除尘,除尘后的温度大约在450~ 550℃,继而进入酚水蒸发换热器被回收煤气显热,煤气温度降至180~230℃左 右,再进入风冷器被冷却,温度降至65~80℃,进入间冷器,被循环冷却水间接 冷却至35~45℃。与顶部煤气混合进入二级电捕轻油器,再一次脱油、除尘到低 压总管的冷净煤气经加压机加压后,由煤气管道进入窑炉供用户使用。 煤气中的硫化氢来自于煤中的硫分,一般煤气中80%的硫以硫化氢的状态转入 煤气中,另20%转入灰渣中。随着国家环保政策的要求,越来越多的用户要选择 脱硫。脱硫一般有两种形式:干法和湿法,在此不再叙述。
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2、顶煤气净化冷却处理过程 顶煤气净化处理过程为先进Ⅰ级电捕焦油器,其工作温度为90~150℃之间, 脱除重质焦油(焦油一般热值可达8200大卡/kg以上),其产量因煤种不同而不 定,一般为入炉原煤总量的2~3.5%,是优质化工原料或燃料。经初步脱焦油后 的顶煤气接着进入间冷器,在间冷器内煤气被冷却至35~45℃左右,产生含有轻 油的酚水混合物。其中,轻油因比重轻于酚水而可被分层分离开。被间接冷却后 的顶煤气再进入二级电捕焦油器,煤气中的轻焦油雾滴及灰尘被极化,汇集到极 管管壁,自流至轻油罐,轻焦油的组份相当于重柴油。
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第三节 常用的两段式冷净煤气站净化工艺简介 1、净化的必要性: 1)H2S有毒,车间空气中容许的最大浓度为10mg/m3,它燃烧生成的SO2的容许 浓度为15 mg/m3, H2S与金属化合生成硫化物,对管道有严重的腐蚀作用。但国内 大多数煤的含硫量小于1%,一般不脱硫。 2)煤气中的灰尘颗粒大于20um者,极易堵塞管道。 3)焦油极易堵塞管道,尤其是冷凝下来与灰尘混合流动性更差。对于一般工 业用户,煤气中的焦油和灰尘含量小于100 mg/m3,自动化要求较高的,小于 50mg/m3。 4)水分在煤气中是一种惰性成分,占有一定的体积,其含量越高,单位体积 湿煤气中的发热量越低,就冷煤气而言,水分应该尽量降低。因此在煤气输送到 用户之前,要把煤气的温度降下来,让煤气中含有的水蒸气变为水而排出来。
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1、顶煤气的产生 入炉煤被气化段产生的热煤气加热首先失去内外水分(90~150℃),继而 逐渐被干馏(150~550℃)脱出挥发分,挥发分成份为焦油、烷烃类气体、酚及 H2、CO2、CO、H2O混合物,其中,焦油、轻焦油随顶煤气进入后续净化被脱除, 而烷烃类及H2、CO2、CO类做为干馏煤气和气化段产生的部分发生炉煤气混合成为 顶煤气。 顶煤气的主要成分:焦油、烷烃类气体、酚及H2、CO2、CO、H2O、N2混合物。 上段煤气出口温度一般在90~150℃
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4、发生炉及净化设备(结合万丰flash)
1).两段式煤气发生炉技术性能参数:
型号
CG3φ2.0-1 CG3φ2.6-1 CG3φ3.0-1 CG3φ3.2-1 CG3φ3.4-1
炉膛内径mm
炉膛截面积 m2
水套受热面 积m2
2000 3.14 13.20
2600 5.31 17.00
3000 7.07 17.20
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5).酚水蒸发换热器技术参数:
外壳直径 mm
总高度 mm
1270 1420
≤3.5
≤4.0
煤气 出口 温度 ℃
上段 下段
90-150
90-150
90-150
90-150
90-150
450-550
450-550
450-550
450-550
450-550
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最大炉底鼓风压力 kpa
饱和温度℃
探火孔汽封压力MPa
水套蒸汽产量kg/h
水套蒸汽压力MPa
加煤方式
加煤机驱动装置 灰盘转速r/h 液压站功率kw
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3).间冷器技术参数:
外壳直 总高度
径mm
mm
2120 9600
工作原理:
处理煤气量 Nm3/h
7000-8000
上段 进口
~105
温度℃
下段 进口
混合 出口
~120 ~45
进口 30-35
水温℃ 用水量
出口
T/h
40-45 ~40
间冷器即间接冷却器,在间冷器中,煤气与水是不直接接触的,煤气是在管
3200 8.04 18.40
3400 9.08 24.10
适用煤种 不粘结或弱粘结烟煤、煤质应符合GB9143常压固定床煤气发生炉用煤指标
煤的粒度mm
20-40、25-50、30-60
耗煤量kg/h 750~900
1250~1600 1800~2200 2000~2600 2360~3000
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空气消耗量m3/kg煤
462 1480024700
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主要结构及工作原理: 电器滤清器又称静电除尘器,主要由筒体、电晕极、沉淀极、分气隔板、绝缘 子箱组成,当含有焦油及固体颗粒的煤气经分气隔板均匀地进入电气滤清器,在 高压电场直流电压为40-60kv的作用下,带负电的电晕极周围的气体被电离,产 生大量的电子与正负离子,气体在流动的过程中,其中的焦油被电子与带正电的 离子所吸引,形成了电子焦油粒子与带正电的焦油粒子,这些带电粒子在高压电 场的作用下,各自向它们相对的极移动,即带负电的粒子向沉淀极移动,带正电 的粒子向电晕极移动,在移动的过程中不断吸收其它粒子,使其变成更大的颗粒 ,最终到达沉淀极被吸附粘着于管壁,因自重沉到电捕焦底部,达到除焦油的目 的。
2、热站与冷站的区别: 煤气不经过冷却降温,直接送到用户,为热站;经 过冷却降温净化为冷站。
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二、两段式煤气发生炉的工艺流程(见山东万丰flash)
煤仓
空气鼓风机
Φ3.2m两段式煤气发生炉
汽包
上段煤气 C37电捕焦油器
下段煤气

旋风除尘器
水 蒸
汽 酚水蒸发换热器
流动,而水却是在管壳间流动,即煤气走管程,水走壳程。在间冷器中主要是
依靠金属管壁的传热,将煤气的热量传给水,达到煤气降温的目的。由于煤气温
度的下降,所以煤气中有部分凝结水析出,同时有部分轻质焦油凝结析出,这些
凝结水和轻质油通过水封排出。
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4).旋风除尘器技术参数:
外壳直径mm 处理量m3/h 工作温度℃ 压力损失Pa 工作介质
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底部煤气为完全气化煤气,几乎不含焦油。但含少量灰尘,其热值一般为 1200~1300大卡/Nm3。根据气化原理,炉温高火层厚,煤气热值也提高,反之亦 然。
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