要想用好做好一件事情、用好一個(gè)產(chǎn)品,我們首先應該了解這件事情的前因后果,熟悉這個(gè)產(chǎn)品的工作原理。煤氣發(fā)生爐工作原理是以煤為原料生產(chǎn)煤氣,供燃氣設備使用的裝置。固體原料煤從爐頂部加入,隨煤氣爐的運行向下移動(dòng),在與從爐底進(jìn)入的氣化劑(空氣、蒸汽)逆流相遇的同時(shí),受爐底燃料層高溫氣體加熱,發(fā)生物理、化學(xué)反應,產(chǎn)生粗煤氣。此粗煤氣(即熱煤氣)經(jīng)粗除塵后可直接供燃燒設備使用。這樣在煤氣發(fā)生爐中形成了幾個(gè)區域,一般我們稱(chēng)為“層”。
我們按照煤氣發(fā)生爐內氣化過(guò)程進(jìn)行的程序,可以將發(fā)生爐內部分為六層:
煤氣發(fā)生爐的工作原理(1)灰渣層:
煤燃燒后產(chǎn)生灰渣,形成灰渣層,它在發(fā)生爐的最下部,覆蓋在爐篦子之上。
其主要作用為:
a、保護爐篦和風(fēng)帽,使它們不被氧化層的高溫燒壞;
b、預熱氣化劑,氣化劑從爐底進(jìn)入后,首先經(jīng)過(guò)灰渣層進(jìn)行熱交換,使灰渣層溫度降低,氣化劑溫度升高。
c、灰渣層還起了布風(fēng)作用,使進(jìn)入的氣化劑在爐膛內盡量均勻分布。
煤氣發(fā)生爐的工作原理(2)氧化層:
也稱(chēng)為燃燒層(火層)。從灰渣中升上來(lái)的氣化劑中的氧與碳發(fā)生劇烈的燃燒而生成二氧化碳,并放出大量的熱量。它是氣化過(guò)程中的主要區域之一,其主要反應是:C+O2→CO2。氧化層的高度一般為所有燃料塊度的3-4倍,一般為200毫米。氣化層的溫度一般要小于煤的灰熔點(diǎn)。
煤氣發(fā)生爐的工作原理(3)還原層:
在氧化層的上面是還原層。赤熱的碳具有很強的奪取氧化物中的氧而與之化合的本領(lǐng),所以在還原層中,二氧化碳和水蒸氣被碳還原成一氧化碳和氫氣。這一層也因此而得名,稱(chēng)為還原層,其主要反應為:
CO+C→2CO
H2O+C→H2+CO
2H2O+C→CO2+2H2
煤氣發(fā)生爐的工作原理(4)干餾層:
就是把煤中的揮發(fā)份,焦油等物質(zhì)經(jīng)過(guò)加熱后所產(chǎn)生的CmHm化合物分離出來(lái),然后再進(jìn)入還原進(jìn)行化學(xué)反應。
煤氣發(fā)生爐的工作原理(5)干燥層:
干燥層位于干餾層上面,也即是燃料的面層,主要是把煤中的水發(fā)蒸發(fā)即可。
煤氣發(fā)生爐的工作原理(6)空層:
空層即燃料層上部,爐體內的自由區,其主要作用是匯集煤氣。然后出去2CO→CO2+C以及2H2O+CO→CO2+H2。
從上面六層簡(jiǎn)單敘述,我們可以看出煤氣發(fā)生爐內進(jìn)行的氣化過(guò)程是比較復雜的,既有氣化反應,也有干餾和干燥過(guò)程。