• 一般是指由60％－70％的煤粉、40％－30％的 水和少量化学添加剂组成的混合物。它既保持了 煤炭原有的物理化学特性，又具有和石油类似的 流动性和稳定性。工艺过程简单，投资少、燃烧 产物污染较小，具有很强的实用性和商业推广价 值。
煤的先进燃烧技术
• 具有原有煤的特性外，特殊的要求：
（1）水煤浆的浓度。水煤浆的浓度是指固体煤的质量浓
2、燃烧方式：
层状燃烧，粉煤喷流燃烧，沸腾燃烧法
3、直接燃烧过程的特点
（1）不能完全燃烧，热能利用率低，能源浪费；
（2）烟气中含有大量粉尘及有害气体，污染环境；
（3）工作制度不严格，产品质量难以稳定和提高；
（4）产量低，劳动强度大，难以实现自动化。
煤气燃烧法
1、燃烧过程 将煤气制成半煤气或全煤气再按气体燃料燃烧。 2、燃烧特点 （1）热值高； （2）易满足窑炉内火焰气氛和温度要求； （3）用煤劳动条件好，污染少，燃料费用低。
度，它直接影响到水煤浆的着火性能和热值。通常浓
度控制在60％－75％之间。
（2）水煤浆中煤的粒度。煤的粒度对水煤浆的流变性、
稳定性及燃烧特性影响很大，合理的粒径分布有利于
达到较高的水煤浆浓度。
=408763/118798=3.44kmol
总反应：
4.44C+3.87N2+3.44H2O=CO2+3.76N2+3.44C
O+3.44H2
（3）水煤气的组成：
燃烧阶段： CO2%=1/（1+3.76）*100%=21%
N2%=3.76/(1+3.76)*100%=79%
制气阶段： CO%=3.44/（3.44+3.44）*100%=50%
转盘上有固定刮刀，转动时，把灰刮入灰盘。
煤的先进燃烧技术
• A 低NOX燃烧技术 • 燃烧过程中抑制NOX生成 • 低NOX燃烧器 • 空气分级燃烧技术（再燃技术） 烟气再循环技术
煤的先进燃烧技术
• B 循环流化床燃烧技术 • 核心：炉膛内流态化。一种流化床燃烧技术 • 特点：固体燃料与气体、或与受热面、或在固体颗粒之
• 依托于循环流化床燃烧技术发展起来的循环流
化床锅炉也在世界范围内迅速发展。
• Lurgi式循环流化床锅炉示意图。图5－23 • /us/63288738/19045490.
shtml
煤的先进燃烧技术
煤的先进燃烧技术
• C 水煤浆燃烧技术
• 水煤浆是一种煤基的液体燃料
（2）燃烧阶段： 挥发物的燃烧：煤挥发物放出达着火浓度和着火温
度先燃烧，
焦碳的燃烧：主要燃质，发热量占总发热量一半以 上。 燃烧完全、迅速的条件：保持较高温度、供给充足 空气、使空气与燃料混合良好
（3）燃尽阶段：
固体燃料所特有的阶段
焦炭将烧完外部包一层灰渣空气难以渗入剩余焦 炭难以燃尽
保持较高温度，保温一定时间以保证燃烬
C+CO2=2CO-162375 kj/mol CO+H2O=CO2+H2+43576 kj/mol
间隙送风法：（提供热量的方法）
先将空气通入发生炉中，使空气与煤反应生成 热量，所得气体主要是CO2和N2，当燃烧温度 升高至能产生可燃气体时，停止送空气，而送 水蒸气，使煤与水蒸气作用产生可燃气体，并 吸收热量。当温度降至一定限度时，停送蒸气， 改送空气，如此循环。 称送入空气阶段为燃烧阶段或吹气阶段。
2.07C+2.07H2O=2.07CO+2.07H2-2.07*118798 能分解水蒸汽量=246388/118798=2.07mol
反应总C量=2+2.07=4.07mol
得到总气体：4.07CO+2.07H2+3.67N2=9.9kmol
（3）煤气构成及产率：
CO%=4.07/9.9=41.4% H2%=2.07/9.9=20.9%
2C+O2+3.67N2=2CO+3.67N2+24638kj/mol
（3）煤气的构成： 理想煤气：
CO%=2/2+3.76=34.7%
N2%=3.76/2+3.76=65.3% 实际煤气的组成和热值，见表5-1
（4）煤气产率：单位质量的C转化为煤气的 体积
V=（2+3.76）/2*12=5.38%（Nm3/kg碳）
间发生强烈的传质或传热作用，并剧烈燃烧。
；能在
850－900℃进行低温燃烧——可以防止床层结渣，以
维持正常的流态化，而且使炉内脱硫处于最佳温度范围
，并有效控制了NO的生成；床内温度分布均匀等
煤的先进燃烧技术
• 循环流化床燃烧技术是目前最成熟、最经济、
应用最广泛的一项清洁燃烧方式。
根据煤中炉中的状态分
固定床 沸腾床 气流床
根据气化压力分
常用发生炉 加压发生炉 我国常用常压、固定床发生炉
固定床按炉蓖分
无炉蓖发生炉
固定炉蓖发生炉 人工间隙加煤排灰
回转炉蓖发生炉 机械加煤排灰
固定床按干馏，气化部位分
一段式发生炉
两段式发生炉
三种典型一段式发生炉（见图5-6）
（二）发生炉的构造： 1、炉身： （1）大多数为圆形炉身 外皮：6～10mm钢板焊接 保温层：10～20mm石棉网填充 炉衬：200～250mm粘土砖
改变蒸汽的送入量。
由鼓风饱和温度查蒸汽含量 蒸汽量=空气消耗量Va*蒸汽含量。 一般鼓风饱和温度：50~60℃
5、气化过程的效率。
指气化效率、热效率 可根据热平衡计算
收入热量：
气化煤的化学热Q1=Qnet，c*Mc 鼓入空气中蒸汽热焓Q2=Mm*im
支出热量 干煤气化学热 Q3=Qnet.CgVg 干煤气显热 Q4=Vg*Cg*Tg 焦油化学热 Q5=Qt*Mt 焦油物理热 Q6=mi(Ti+CgTg) 损失热量，向外散热等。
氧化层、灰层
气化过程： 气化剂送入——灰层预热——氧化层遇到C （C+O2）——CO2和少量的CO（O2消耗尽， 氧化层消失）——还原层CO2被还原成CO，H2O被还 原成H2——煤层进行干燥和干馏——空层煤气——引 出。
3、煤气的组成随燃烧层 高度的变化：图5-2
（二）气化指标
• • • • • 评价指化过程的重要指标有： 煤气质量 煤气产量 气化强度 气化效率
人工间隙加煤：生产过程不稳定
机械连续加煤 双钟蔓式加煤机 双滚筒式加煤机
3、搅拌装置 作用： 使煤在炉膛内分布均匀 可打碎粘度煤壳，疏松顶部料层 分类： 人工搅拌 机械搅拌
4、炉蓖 作用： 分配气化剂，打碎灰渣，连续均匀排灰突出的 磷片状组成的锥体，共五层 结构 ： 中心线与炉身中心不同，偏心转动，易破碎，排灰 气体沿锥体层间隙进入炉内 5、排灰装置
N2%=3.76/9.9=38.9%
煤气产率 V=9.9/12*4.07*22.4=4.54Nm3/kgC 实际煤气组成，见表5-1
（4）气化过程特点： 1）克服了空气煤气和水煤气的特点 2）煤的适用性强 3）热值适中——玻璃池窑采用——工业采用
煤的气化方法
二、气化过程及气化指标
（一）发生炉内的气化过程： （二）气化指标
挥发份与残余碳气化反应
二、发生炉煤气的种类：
• 空气为气化剂 ——空气煤气 • 水蒸汽为气化剂 ——水煤气 • （空气+水蒸汽）为气化剂 ——混合煤气
1、空气煤气
（1）定义： 以空气为气化剂，利用煤中炭与空气中的氧进
行所制得的煤气，若纯炭与空气反应，使碳
全部转化成CO的煤气称理想空气煤气。 （2）总反应：
1、煤气的质量：
指煤气组成、发热量
煤气可燃气体含量高，热值高
2、煤气产率：
气化1kg煤所得到的煤气产量，又称气化率
可用C平衡计算： Vg=Cg*100/(CO2+CO+CH4+C2H4)*0.536(Nm3/k g) 1kg 燃料中C=煤气中Cg+灰渣中Ca+飞灰中Cf+ 焦油中Ct CO2、CO—指煤气中含C 气体的百分率
影响因素：煤的挥发份高，煤气的产率低
3、气化强度 定义： 单位时间内，发生炉单位截面上所气化的煤 量1kg /m3h 整个发生炉在单位时间内所气化的煤气量 称生产能力kg/h 影响因素：煤的种类，发生炉结构等。
4、比消耗量 定义：每气化1 kg煤所消耗的气化剂用 量，分蒸汽耗量，空气耗量 计算方法： 空气消耗量：Nm3/kg，用N2平衡计算。 设：Vg—煤气生成量，Nm3/kg； N—煤中氮的百分含量，%； Ng—煤气中氮的百分含量，%。
（5）气化过程的特点：
1）气化过程会熔融结渣，影响正常气化过程
2）热值低，气化效率低，出口温度高，带走
的热量。
3）不能满足工艺要求，很少采用。
2、水煤气
（1）定义：
以蒸气为气化剂，利用煤中炭与水蒸气的反应所
制得的煤气。
（2）气化反应：
C+H2O=CO+H2-118798 kj/mol
C+2H2O=CO2+2H2-75222 kj/mol
（1）气化效率：ηg 每单位气化用煤所含的发热量转化为煤气的 发热量的百分数 ηg=Q3/Q1*100%
（2）热效率：ηb
所有进入气化过程中的热量利用率 ηb=（Q3+Q5）/（Q1+Q2*100%） ηb=（Q3+Q4+Q5+Q6）/（Q1+Q2）*100%
三、发生炉的炉型和构造
（一）发生炉的炉型：
气化1kg煤气化所得煤气中氮量= Ng Vg/100 Nm3/kg 煤中氮量= N/100*22.4/28 Nm3/kg
空气中氮量=Va*79/100 Nm3/kg Va*79/100+ N/100*22.4/28= Ng Vg/100 Va=1/79（Ng Vg- N/1.25） Nm3/kg