[实用新型]间歇式造气炉入炉蒸汽液压调节装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种造气炉，尤其涉及一种间歇式煤气发生炉。

背景技术

1、造气炉主要热反应原理及过程；

间歇式(半)水煤气发生炉(简称造气炉)，其主要热化学反应：

●C+O₂＝CO₂+Q

●2C+O₂＝2CO+Q

●C+CO2＝2CO-Q

●C+2H₂O＝CO₂+2H₂-Q

●C+H₂O＝CO+H₂-Q

●CO+H₂O＝CO₂+H₂+Q

●C+2H₂＝CH₄+Q

造气炉的主要生产过程有以下几个阶段：

(1)吹入足量空气(氧气)与炉内碳元素反应，生成二氧化碳，放出大量热量，使气化层温度升高，蓄热。

(2)吹风过后炉温最高，通入上吹蒸汽，蒸汽进入气化层进行高温分解，此时炉温最高，蒸汽分解率也最高，应当通入较大的蒸汽量，提高产气量。随着上吹进行，气化层温度逐步下降。上吹占循环时间22-25％左右。

(3)为防止气化层上移过多，上吹进行一定时间后，通入下吹蒸汽进行下吹，下吹占循环时间46-50％左右，气化层温度进一步下降。在下吹的后半段，炉温已经很低，蒸汽分解率大大降低，吹入的蒸汽量越大，炉温下降越快，炉温波动大。浪费了蒸汽，气质成分也差。

(4)下吹结束后，为了安全进行二次上吹，把炉底的煤气吹到炉的上部。二上吹占循环时间6-8％左右。

(5)吹净阶段是用空气将炉顶的煤气吹入气柜，并回收一定的氮气。吹净占循环时间4％左右。吹净结束开始下一个循环。

2、影响造气炉稳定运行的主要因素：

气化层的温度和厚度是造气炉稳定运行，产气量大，气体成分合格的决定因素。气化温度要控制在较小的范围内波动，若温度过高，易使气化层温度超过煤灰熔点。此时灰渣易结块，并粘结煤粒，增加炉内阻力。影响高温燃煤在气化层中的均匀分布，会在短时间内形成气沟、气化层倾斜或烧穿的气化异常现象，使炉况恶化。

气化层温度控制的较低时，则气化化学反应速度减慢，气化强度降低，产气量降低。蒸汽分解率低，灰渣中残碳量增加，煤气质量变差。

目前主要靠控制吹风总量和入炉蒸汽总量使造气炉达到吸热和放热平衡，控制炉温，调节炉况。进风量越多，气化层温度越高，造气炉蓄热越多。通入蒸汽进行分解时，其分解率越高。随着制气时间增长，进入或通过炉内蒸汽越多，带走大量热量，气化层温度急剧下降，蒸汽分解率随之降低，产气率大大降低。此时大量经过气化层而末能分解的蒸汽带走大量热量，使热量损耗较大，降低了热利用率。

3、入炉蒸汽自调的必要性：

在吹净和吹风阶段，炉内蓄热升温。其余时间均需通入蒸汽制气，需通入蒸汽的时间较长。一般情况下，进入的蒸汽都比实际反应所需要的蒸汽量有较多的过量蒸汽。随着蒸汽通入时间的增长，带走炉内的热量逐多，炉温迅速下降，蒸汽分解率急剧降低。末分解的蒸汽带走大量热量，造成蒸汽或热利用率不高，浪费大量能源。

为解决蒸汽入炉后期分解率急剧降低的事实，所以采用入炉蒸汽流量自调的方法，使之在上吹刚开始时通入足量蒸汽，此时蒸汽分解率最高，发气量最大，随上吹时间进行，炉温降低，适当减小入炉蒸汽流量，稳定炉温，保持高的蒸汽分解率。特别是下吹阶段，由于下吹时间长，随着时间推移，下吹的后半段炉温已经很低，蒸汽分解率大大下降，按下吹开始时的蒸汽量吹入炉内，蒸汽带走大量热量只能使炉温加速降低。通过自动调节逐渐减少入炉蒸汽量，使炉内温度波动减小，蒸汽分解率保持在较高的水平。这样可以稳定炉况，提高产气量或气体质量；使气体成分中CO明显增加，CO2显著减少，提高产量和显著降低煤耗，降低生产成本。

在间歇式造气炉生产过程中，实现入炉蒸汽流量自动调整能够节能的理论已经得到实践的验证。使入炉蒸汽流量随气化层温度降低而减小，这样，既达到节能、提高蒸汽分解率，又使气体成份改善，还使气化层温度减少波动，进而有利于最佳产气。

但由于造气车间环境恶劣，以前使用气动调节阀或电动调节阀，都有动作慢，阀门打开速度慢的缺点，不能满足工艺需求；气动和电动调节阀在该生产环境中还存在不耐用，维护工作量大的缺点。所以此技术就被各厂家渐渐放弃使用，未能得到应用。