常压固定床煤气发生炉的基本气化原理
固定床气化工艺简介：2、固定床气化的过程原理.
2、固定床气化的过程原理 固定床气化炉内的气化过程原理如图4-17所示。
图4-17 固定床气化的原理可见， 在固定床气化炉中的不同区域中，各个反应过程所对应的反应区 域界面比较明显。
当炉料装好进行气化时，以空气作为气化剂或以空气（氧气、富氧空气）与水蒸气作为气化剂时，炉内料层可分为六个层带，自上而下分别为：空层、干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层，气化剂不同，发生的化学反应不同。
由于各层带的气体组成不同，温度不同，固体物质的组成和结构不同，因此反应的生成物均有一定的区别。
各层带在炉内的主要反应和作用都不同。
(1)灰渣层 灰渣层中的灰是煤炭气化后的固体残渣，煤灰堆积在炉底的气体分布板上具有以下三个方面的作用。
①由于灰渣结构疏松并含有许多孔隙，对气化剂在炉内的均匀分布有一定的好处。
②煤灰的温度比刚入炉的气化剂温度高，可使气化剂预热。
③灰层上面的氧化层温度很高，有了灰层的保护，避免了和气体分布板的直接接触，故能起到保护分布板的作用。
灰渣层对整个气化操作的正常进行作用很大，要严格控制。
根据煤灰分含量的多少和炉子的气化能力制定合适的清灰操作。
灰渣层一般控制在100~400mm 较为合适，视具体情况而定。
如果人工清灰，要多次少清，即清灰的次数要多而每次清灰的数量要少，自动连续出灰效果要比人工清灰好。
清灰太少，灰渣层加厚，氧化层和还原层相对减少，将影响气化反应的正常进行，增加炉内的阻力；清灰太多，灰渣层变薄，造成炉层波动，影响煤气质量和气化能力，容易出现灰渣熔化烧结，影响正常生产。
灰渣层温度较低，灰中的残碳较少，所以灰渣层中基本不发生化学反应。
(2)氧化层 也称燃烧层或火层，是煤炭气化的重要反应区域，从灰渣中升上来的预热气化剂与煤接触发生燃烧反应，产生的热量是维持气化炉正常操作的必要条件。
氧化层带温度高，气化剂浓度最大，发生的化学反应剧烈，主要的反应为：22CO O C →+CO O C 222→+2222CO O CO →+上面三个反应都是放热反应，因而氧化层的温度是最高的。
煤气发生炉的工作原理
煤气发生炉的工作原理煤气发生炉是一种将固体燃料转化为可燃气体的装置，它在工业生产和能源利用中具有重要的作用。
煤气发生炉通过热解固体燃料，生成可燃气体，这种气体可以作为燃料供给燃气发动机、工业锅炉等设备，实现能源的高效利用。
下面我们将详细介绍煤气发生炉的工作原理。
首先，煤气发生炉的工作原理基于固体燃料的热解反应。
在煤气发生炉内，固体燃料（如煤、木材等）经过加热后，发生热解反应，生成可燃气体和残留的固体炭。
这一过程主要包括干馏和气化两个阶段。
在干馏阶段，固体燃料受热分解，生成挥发分和固体炭；在气化阶段，挥发分在高温下与空气或水蒸气反应，生成一氧化碳、氢气等可燃气体。
其次，煤气发生炉的工作原理涉及热传导和热解反应。
煤气发生炉内部通过供给燃料和氧气、控制温度和压力等方式，实现固体燃料的热解反应。
炉内的高温环境有利于固体燃料的热解，同时热传导也起着重要作用。
炉壁和炉料之间的热传导有助于维持炉内高温，促进热解反应的进行。
再次，煤气发生炉的工作原理涉及气体的净化和利用。
在煤气发生炉产生的可燃气体中，可能含有一定的杂质和灰尘，需要进行净化处理。
常见的净化方法包括除尘、脱硫、脱氮等。
经过净化处理后的可燃气体可以作为燃料供给燃气发动机、工业锅炉等设备，实现能源的高效利用。
最后，煤气发生炉的工作原理还涉及炉内温度、压力、气流等参数的控制。
在煤气发生炉的运行过程中，需要通过控制燃料供给、氧气供给、炉内温度和压力等参数，实现煤气的稳定产生和净化处理，确保炉内反应的顺利进行。
总之，煤气发生炉是一种将固体燃料转化为可燃气体的装置，其工作原理基于固体燃料的热解反应。
通过热解固体燃料，煤气发生炉可以产生可燃气体，经过净化处理后可以作为燃料供给各种设备，实现能源的高效利用。
在煤气发生炉的运行过程中，需要控制炉内温度、压力、气流等参数，确保煤气的稳定产生和净化处理。
这就是煤气发生炉的工作原理。
煤气发生炉
3.6 煤气系统工作原理常压固定床式煤气发生炉，由机械加料系统、煤气发生系统、蒸气发生系统、破渣卸渣系统组成。
其结构简单、安全性强、操作方便、产生的煤气为混合半水煤气，可与各种工业窑炉联为一体，充分利用了煤气的余热，节能降耗。
生产过程中无烟无尘无噪音。
旋转塔式排渣、卸渣破渣能力强，渣卸入水封池中，无灰尘无噪音。
原煤通用性强。
煤气发生炉是以煤为原料生产煤气，供燃气设备使用的装置。
固体原料煤从炉顶部加入，随煤气炉的运行向下移。
在与从炉底进入的气化剂（空气、蒸汽）逆流相遇的同时，受炉底燃料层高温气体加热，发生物理、化学反应，产生粗煤气。
此粗煤气（即热煤气）经粗除尘后可直接供燃烧设备使用。
在一般的煤气发生炉中，煤是由上而下、气化剂则是由下而上地进行逆流运动，它们之间发生化学反应和热量交换。
这样在煤气发生炉中形成了几个区域，一般我们称为“层”。
按照煤气发生炉内气化过程进行的程序，可以将发生炉内部分为六层：1）灰渣层；2）氧化层（又称火层）；3）还原层；4）干馏层；5）干燥层；6）空层；其中氧化层和还原层又统称为反应层，干馏层和干燥层又统称为煤料准备层。
（1）灰渣层：煤燃烧后产生灰渣，形成灰渣层，它在发生炉的最下部，覆盖在炉篦子之上。
其主要作用为：a保护炉篦和风帽，使它们不被氧化层的高温烧坏；b预热气化剂，气化剂从炉底进入后，首先经过灰渣层进行热交换，使灰渣层温度降低，气化剂温度升高。
一般气化剂能预热达300－450℃左右。
C灰渣层还起了布风作用，使进入的气化剂在炉膛内尽量均匀分布。
(2)氧化层;也称为燃烧层（火层）。
从灰渣中升上来的气化剂中的氧与碳发生剧烈的燃烧而生成二氧化碳，并放出大量的热量，它是气化的主要区域之一，其主要反应是：C + O2 CO2 + 97650大卡氧化层的高度一般为所有燃料块度的3－4倍，一般为100－200毫米。
气化层的温度一般要小于煤的灰熔点，控制在1200℃左右。
（3）还原层：在氧化层的上面是还原层。
固定床气化
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常压发生炉煤气生产工艺
常压移动床气化工艺是比较古老的，应用非常普遍的气化方法。其特点是：整个气化过程是在常压下进行的； 在气化炉内，煤是分阶段装人的，随着反应时间的延长，燃料逐渐下移，经过前述的干燥、干馏、还原和氧化等 各个阶段，最后以灰渣的形式不断排出，而后补加新的燃料；操作方法有间歇法和连续气化法；气化剂一般为空 气或富氧空气，用来和碳反应提供热量，水蒸气则利用该热量和碳反应，自身分解为氢气、一氧化碳、二氧化碳 和甲烷等气体。
移动床又叫固定床。移动床是一种较老的气化装置。燃料主要有褐煤、长焰煤、烟煤、无烟煤、焦炭等，气 化剂有空气、空气-水蒸气、氧气-水蒸气等，燃料由移动床上部的加煤装置加入，底部通入气化剂，燃料与气化 剂逆向流动，反应后的灰渣由底部排出。
当炉料装好进行气化时，以空气作为气化剂，或以空气（氧气、富氧空气）与水蒸气作为气化剂时，炉内料 层可分为六个层带，自上而下分别为：空层、干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层，气化剂不同，发生的 化学反应不同。由于各层带的气体组成不同，温度不同，固体物质的组成和结构不同，因此反应的生成物均有一 定的区别。各层带在炉内的主要反应和作用都不同。
常压固定床气化生成煤气的有效成分主要有H2、CO和少量CH4,用于合成氨生产的半水煤气中的氮也是有效成 分。用作燃料的煤气以单位发热量来衡量，而用作合成气则以CO和H2的体积百分含量来表示。工业煤气一般分为 空气煤气、混合煤气（发生炉煤气）、水煤气、半水煤气和中热值煤气。
工艺分类
常压发生炉
移动床气化炉
技术发展
常压固定床煤气化技术是以空气、蒸气、氧为气化剂，将固体燃料转化成煤气的过程。自1882年第一台常压 固定床煤气发生炉在德国投产以来，该项技术不断得到完善。由于技术成熟可靠，投资少，建设期短，在国内外 仍广泛使用。在冶金、建材、机械等行业用于制取燃气。在中小型合成氨厂用于制取合成气。但可以预计，由于 生产技术不断更新，企业生产规模的不断扩大，装置大型化，这种气化技术由于对原料要求严格，生产能力小， 能耗高等缺点随着时间的推移终将被淘汰。
煤气发生炉基础知识与气化原理教学讲义
第一章基础知识与气化原理随着我国经济的不断发展，对能源的充分利用和环境保护工作逐步提高到较高境界。
在我们冶金行业中，混合发生炉煤气已经得到了广泛的使用。
要保证煤气设施的安全、经济、稳定顺行，就必须熟悉和了解有关煤气的生产和使用方面的知识，本章简要介绍与煤气发生炉有关的几个方面的基础知识。
第一节基础知识一、温度（一）温度的概念。
物质的热与冷，用分子运动学解释是由于分子的平均运动速度快与慢，或者说分子平均动能大与小的原因引起的。
物体的热与冷的特性用一个量去衡量，这个量就是温度。
温度是标志物体冷热程度的参数。
我们常用的测量温度的标准尺度为摄氏温标,用℃表示。
（二）温度表示法。
摄氏温标又名国际百度温标，它规定纯水在一个标准大气压下，开始结冰的温度为0℃，而纯水沸腾时的温度为100℃。
在0℃～100℃之间百等分，每等分为1℃。
零以上为正值，零以下为负值，或称为零上几度或零下几度。
在实际使用中，为保证设备、人身的安全，保证设备的顺行，通过对温度参数的控制来达到较理想的运行状态，满足安全生产的要求。
例如，控制煤气的炉出温度400℃～550℃，气化剂的温度45℃～65℃，生产中工业加热炉炉温等。
二、压力（一）压力的基本概念。
单位面积上所受的垂直力称为压力强度，即压强。
我们平时习惯把压强称为压力，其公式：P＝F／S 式中：P―压强F―垂直力S―受力面积。
用分子运动学解释压力概念，由于存在容器内的流体分子不断地运动，对容器的壁产生撞击，在单位面积中所受的垂直的撞击力就是压力，压力的大小与撞击时力的大小和单位面积内撞击的次数有关，若撞击力大，撞击次数多，压力就高，若撞击力小和撞击次数少压力就低。
影响气体压力大小的因素，一是气体的压缩程度：一定体积的气体，充满不同体积的容器，气体的压力便发生变化，压缩程度较大，压力较大，反之较小。
二是压力和温度有关：同体积的气体，温度较高，分子运动加剧，碰撞次数增多，压力增大,反之,压力减小.如果气体分子间的作用力忽略不计，压力与分子的数量和分子的平均动能成正比。
常压固定床煤气发生炉的基本气化原理
常压固定床煤气发生炉的基本气化原理固体燃料用气化剂进行热加工，得到可燃性气体的过程称为固体燃料的气化，又称为造气，所得的气体统称为气化煤气，用来与燃料进行气化反应的气体称为气化剂。
常压固定床煤气发生炉，一般以块状无烟煤或烟煤等为原料，用蒸汽或蒸汽与空气的混合气体作气化剂，生产以一氧化碳和氢气为主要可燃成分的气化煤气。
煤气炉内燃料层的分区1－干燥层 2－干馏层 3－还原层 4－氧化层 5－灰渣层煤气发生炉燃料层分区示意图固体燃料的气化反应，按煤气炉内生产过程进行的特性分为五层，如图2-1所示：干燥层——在燃料层顶部，燃料与热的煤接触，燃料中的水分得以蒸发；干馏层——在干燥层下面，由于温度条件与干馏炉相似，燃料发生热分解，放出挥发分及其它干馏产物变成焦炭，焦炭由干馏层转入气化层进行热化学反应；气化层——煤气炉内气化过程的主要区域，燃料中的炭和气化剂在此区域发生激烈的化学反应，鉴于反应条件的不同，气化层还可以分为氧化层和还原层。
（1）氧化层：碳被气化剂中的氧氧化成二氧化碳和一氧化碳，并放出大量的热量。
煤气的热化学反应所需的热量靠此来维持。
氧化层温度一般维持在1100～1250℃，这决定于原料煤灰熔点的高低。
（2）还原层：还原层是生成主要可燃气体的区域，二氧化碳与灼热碳起作用，进行吸热化学反应，生产可燃的一氧化碳；水蒸气与灼热碳进行吸热化学反应，生成可燃的一氧化碳和氢气，同时吸收大量的热。
灰渣层—气化后炉渣所形成的灰层，它能预热和均匀分布自炉底进入的气化剂，并起着保护炉条和灰盘的作用。
燃料层里不同区层的高度，随燃料的种类、性质的差别和采用的气化剂、气化条件不同而异。
而且，各区层之间没有明显的分界，往往是互相交错的。
固体燃料气化反应的基本原理固定床煤气发生炉制造燃气，首先使得空气通过燃料层，碳与氧发生放热反应以提高温度。
随后使蒸汽和空气混合通过燃料层，碳与蒸汽和氧气发生吸热和放热的混合反应以生成发生炉煤气。
固定床连续气化法富氧制气概述
题目：固定床连续气化法富氧制气概述固定床连续气化法富氧制气概述摘要：目前我国大部分化工企业采用固定床间歇式制气法制取半水煤气，CO等含量虽然较高，但不能连续和节能的进行生产。
本文所介绍的这种方法不但可以连续造气、节约能源，而且制成的产品煤气品质较高。
本文从原理、工艺流程、主要系统等进行了简要的概述，还附加了一些实际过程的处理方法等。
关键词：工艺、流程、造气炉、操作方法、液压油系统1．生产原理、工艺流程及工艺指标1．1生产原理以干燥后的焦碳（或焦球）为原料、O2及CO2为气化剂，在新型CO气体发生炉内进行气化反应，制得粗CO气，其主要反应如下：C+O2=CO2+394.5KJ/mol （1）C+CO2=2CO-168.5KJ/mol （2）C+1/2O2=CO+112.9KJ/mol （3）反应主要按（1）、（2）式进行。
反应（1）、（3）为氧化反应，是强放热过程；（2）为还原反应，为吸热反应。
CO2除参加反应外，还起载热体作用和调节温度作用，控制燃烧层最高温度在灰熔点（T2）以下，防止灰渣结块。
1．2工艺流程1．2．2该流程示意图如下[2]：1—CO2罗茨机 2—混合器 3—预热器 4—造气炉5—废热锅炉 6—洗气塔 7—气柜 8—脱硫1．2．3生产流程简述（内蒙古宜化生产工艺）将粒度为25～60mm的合格焦碳加入到自动加焦机，自动加焦机定量将焦炭加入气化炉内，从界区外来的合格的O2和CO2严格按一定比例（1.8～2.1）混合后，从气化炉底部进入，与焦炭进行氧化和还原反应，气化炉产生的粗炉气经过旋风除尘器除去大部分灰尘，并经废热锅炉回收热量后，再进入联合洗气塔，将煤气温度降到45℃以下，同时除去煤气中的大部分粉尘后送至后工段。
1．2．4工艺特点：（1）在常压下连续加料，连续排灰，连续气化，干法排灰气化工艺。
（2）工艺流程简单，为防止CO泄漏，设计上采用严格防泄漏措施。
（3）气化炉生产强度大，易于检修，特殊的炉篦结构，具有均匀布气，破渣、排渣三个功能，并可根据原料特性调整各层布气。
煤气发生炉工作原理及操作规程
2H2O+C→CO2+2H2+17970 大卡由于还原层位于氧化层之上，从上升的气体中得到大量热量，因此还原层有较高的温度约 800-1100℃，这就为需要吸收热量的还原反应提供了条件。而严格地讲，还原层还有第一、第二之分，下部温度较高的地方称第一还原层，温度达 950-1100℃，其厚度为300-400 毫米左右；第二层为 700-950℃之间，其厚度为第一还原层 1.5 倍，约在 450 毫米左右。
(2)点火时先把火棒放在加热炉后，再送煤气，点燃后开二次风关小再逐然加大风二次风，若一次点火不成，应将废气排尽后，再进行送煤气，逐个烧嘴点火；
(3)当遇到突然停电时，应立即打开放气烟囱，把水放掉，关闭通向生产加热炉的一槽水箱（加煤气）；
(4)迅速打开六只观察孔盖（打钎孔盖），突
然停电时使用；
(5)经常检查煤气管道，防止渣油堵塞或煤
(1)煤气出口温度，一般控制在 450—550℃。
(2)混合气饱合温度在 50—65℃。
(3)一次风正常工作压力为 100—250mmH20。
(ห้องสมุดไป่ตู้据各种类型炉子)
7、每个作业班组每天须对水封进行清理，灰斗 5-6 天清理一次，除尘 4—5 天清理一次。
8、煤气发生炉安全操作及保养注意事项：
(1)点火时必须关小一次风，人站在点火孔或炉门侧面一米外，以防煤气窜出伤人；
煤气发生炉工作原理
煤气发生炉工作原理
煤气发生炉是一种用于生产合成气体的设备，它通过煤或其他碳质物质的热解过程，产生一种可燃气体，其中主要成分是一氧化碳和氢气。
煤气发生炉工作原理的核心是煤的热解反应，下面我们来详细了解一下煤气发生炉的工作原理。
首先，煤气发生炉内部的煤气化过程是通过煤与空气或者氧气的反应来实现的。
当煤在高温下遇热分解时，会产生一氧化碳和氢气，这个过程称为煤气化。
煤气发生炉内部的煤气化反应需要在高温下进行，通常在800°C以上才能够有效进行。
因此，煤气发生炉内部需要提供足够的热量来维持煤的热解反应。
其次，煤气发生炉内部的煤气化反应需要控制氧气的供给和煤料的输送速度，以确保煤料在炉内充分接触空气或氧气，从而实现有效的煤气化。
同时，煤气发生炉还需要排出煤气化过程中产生的煤气和煤渣，以保持炉内的稳定工作状态。
最后，煤气发生炉产生的合成气体需要通过净化和冷却处理，以去除其中的杂质和降低温度，从而得到符合要求的合成气体。
这个过程通常包括除尘、脱硫、脱氮等步骤，以确保合成气体的质量
和安全性。
总的来说，煤气发生炉的工作原理是通过煤的热解反应产生合成气体，然后经过净化和处理得到可用的合成气体。
这个过程需要控制炉内的温度、氧气供给和煤料输送速度，同时需要对产生的合成气体进行净化和冷却处理。
煤气发生炉在工业生产中具有重要的应用价值，能够为工业生产提供可靠的燃料和原料来源。
煤气发生炉原理
煤气发生炉原理
煤气发生炉是一种将固体燃料转化为可燃气体的装置，它是工业生产和能源利用中的重要设备。
煤气发生炉的原理是通过热解固体燃料，产生可燃气体，然后将其用作燃料进行燃烧。
下面我们将详细介绍煤气发生炉的原理。
首先，煤气发生炉的主要原理是热解固体燃料。
在煤气发生炉内部，固体燃料（如煤、木材等）在缺氧或氧气不足的环境下受热分解，产生可燃气体。
这个过程主要包括干馏和气化两个阶段。
干馏是指在高温下，固体燃料中的挥发性成分被分解出来，产生液体和气体。
气化是指在高温下，固体燃料中的非挥发性成分被分解成一氧化碳和氢气等可燃气体。
其次，煤气发生炉的原理还涉及气体净化。
由于煤气发生炉产生的气体中含有一定的固体颗粒和有害气体，需要经过净化处理才能作为燃料使用。
气体净化一般包括除尘、脱硫、脱氮等工艺，通过这些工艺可以将固体颗粒和有害气体去除，从而得到清洁的可燃气体。
最后，煤气发生炉的原理还包括燃烧利用。
经过热解和净化处理后的可燃气体可以用作燃料进行燃烧，产生热能或动力。
燃烧利用是煤气发生炉的最终目的，通过燃烧可燃气体可以产生热能，用于工业生产或供暖，也可以产生动力，用于驱动发电机等设备。
综上所述，煤气发生炉的原理主要包括热解固体燃料、气体净化和燃烧利用三个方面。
通过这些原理，煤气发生炉可以将固体燃料转化为可燃气体，并将其用作燃料进行燃烧，从而产生热能或动力。
煤气发生炉在工业生产和能源利用中具有重要的地位，它的原理和工艺对于提高能源利用效率和减少环境污染具有重要意义。
第三章移动床常压气化详解
四 固定床气化对煤质量的要求
粒度：（粒度与比表面积和传热的关系） 煤的比表面积和煤的粒径有关，煤的粒径越小，其比表
面积越大。 煤和灰都是热的不良导体，导热系数小，传热速度慢，
因此粒度的大小对传热过程的影响显著，进而影响焦油的产 率。
四 固定床气化对煤质量的要求
粒度：（粒度与生产能力的关系）
对于固定床而言，粒度范围一般在6-50mm之间，一般大 于6mm。粒度小有利于气化反应，但会增大气化剂通过燃料 层的阻力，粒度太小，会增加带出物的损失。反之，大块燃 料会增加灰渣中可燃组分的含量。
一 煤气化产物的种类
•常压固定床煤气化技术是以空气、空气—水蒸汽、 水蒸气等为气化剂，将固体燃料转化成煤气的过程。 • 常压固定床气化生成煤气的有效成分主要有 H2 、 CO和少量 CH4 ，用于合成氨生产的半水煤气中的氮 也是有效成分。 工艺煤气一般分为空气煤气、混合 煤气（发生炉煤气）、水煤气、半水煤气等。
四 固定床气化对煤质量的要求
综上所述，固定床气化对原料的要求是低水、低 灰、低硫、高活性、高灰熔性、热稳定性好、机械 强度高、不黏结、粒度均匀适中的燃料。
五 制气原理
1 空气煤气
• 空气煤气是发生炉煤气最简单的生产工艺。它以空气作为气化燃料， 主要的化学反应如下：
C O2 CO2 394.4kJ / mol
原料煤的性质对气化过程影响很大。固定床气化对煤的选 择尤为严格。
• 水分：随煤的碳化度而异。无烟煤和烟煤的含水量多在 5%以下。次烟煤和褐煤含水量约10%-30%。煤种水分和挥 发份含量有关，随挥发份含量降低而降低。气化用煤含水量 越低越好，一般要求不超过8%。
煤中水分高会增加气化过程的热损失，降低煤气产率和 气化效率，使消耗定额增加。 •
煤气发生炉的工作原理
煤气发生炉的工作原理
煤气发生炉是一种利用化学反应将固体或液体燃料转化为可燃气体的装置。
其工作原理主要涉及到以下几个步骤：
1. 燃料供应：燃料通常为固体煤、石油、木材等，也可以是液体油、重油等。
燃料通过进料系统进入发生炉。
2. 预热和干馏：燃料在发生炉中首先受到预热和干馏，燃料中的可燃气体开始释放并升温。
在这个过程中，发生炉的温度会逐渐升高。
3. 热解和气化：当燃料达到一定温度时，其中的有机物开始发生热解和气化反应。
在高温条件下，燃料中的碳氢化合物会分解为一系列的气体，如氢气、一氧化碳和甲烷等。
4. 气体反应：在发生炉中，这些气体进一步参与气体反应，如水煤气反应、甲烷化反应等。
这些反应将进一步提高气体的燃烧性能和热值。
5. 除尘处理：在气体生成的过程中，也会产生一些固体颗粒，如灰尘和焦炭等。
发生炉通常配备有除尘装置，用于去除这些固体颗粒，确保气体的清洁和环保排放。
6. 尾气处理：发生炉产生的尾气中还可能含有一些有害物质，如硫化物、氮氧化物等。
为了达到环保要求，发生炉通常还会配置尾气处理装置，用于去除并净化这些有害物质。
总结起来，煤气发生炉通过燃料的热解和气化，将固体或液体燃料转化为可燃气体。
在这个过程中，燃料中的有机物发生分解和反应，生成可燃气体。
同时，发生炉也需要配备除尘和尾气处理装置，确保气体的清洁和环保排放。
煤气发生炉的原理
煤气发生炉煤气发生炉是将煤炭转化为可燃性气体——煤气（主要成分为CO、H2、CH4等）的生产设备。
工作原理为：将符合气化工艺指标的煤炭筛选后，由加煤机加入到煤气炉内，从炉底鼓入自产蒸汽与空气混合气体做为气化剂。
煤炭在炉内经物理、化学反应，生成可燃性气体，上段煤气经过旋风除油器、电捕器过滤焦油.下段煤气经过旋风除尘器清除灰尘，经过混合后输送到用户使用。
广泛适用于轧钢炉、退火炉、锻造炉、钢管炉、玻璃炉、熔铝炉、铜材炉、建陶炉等各种热工炉所需温度范围内的各种炉形。
中文名:煤气发生炉外文名:Gas furnace用途:熔炼、退火、煤气站等使用原料:煤产出:煤气、焦油、炉渣主体材质:金属结构目录1工作原理.2基本用途.3主要分类.▪单段.▪双段.4配套设备.▪电捕焦油器.▪旋风除尘器.▪窑.5原料.6技术参数.▪环保标准.▪安全措施.▪煤气净化.▪蒸汽调节煤气发生炉工作原理发生炉煤气是通过水蒸气和空气混合形成气化剂后流经炽热的固定燃烧床生成的。
空气中所含的氧气、水蒸气与燃料中的碳反应，生成了共含有CO、CO2、H2、CH4、N2等成分的发生炉煤气。
与空气混合的蒸气提高了热效率，并降低了燃烧床的温度，从而控制了熔块的形成。
蒸气与碳反应是吸热反应：C+H2O=CO+H2－Q（Q为热量，下同）当氧气和碳反应时就放出热量：2C+O2=2CO+Q煤气发生炉工作原理燃烧床的温度取决于气化剂的饱和温度，燃料的粒度、类型及发生炉的炉型。
燃烧床的温度是非常重要的，因为对于给定的燃料和炉型，它决定着发生炉煤气的成分：在温度高的情况下，可产生大量的可燃气体。
因此，重要的是既保持燃烧床高温而又不会形成熔块。
形成熔块的温度取决于燃料的渣融特性，在氧气充足的情况下，还会出现两种反应：2CO+O2=2CO2+QC+O2=CO2+Q。
所以说，CO的产生并不一定意味着任何碳燃烧都能使煤气的热值降低。
另外，一些水蒸气还与CO反应，由于每体积CO转化为CO2时，同时生成了相同体积的H2：CO+H2O=CO2+H2。
固定床气化合成气组成
固定床气化合成气组成一、引言随着我国经济的快速发展，能源需求日益增长，煤炭作为一种重要的能源资源，在保障国家能源安全方面具有不可替代的作用。
然而，传统的煤炭利用方式存在污染环境、能源利用率低等问题。
为了提高煤炭利用效率，减少环境污染，研究新型煤气化技术成为当前能源领域的重要课题。
固定床气化合成气组成技术作为一种清洁、高效的煤炭利用方式，得到了广泛关注。
本文将对固定床气化合成气组成技术进行详细阐述，以期为我国煤炭清洁利用提供参考。
二、固定床气化合成气组成技术原理固定床气化合成气组成技术是一种以煤炭为原料，通过气化反应将煤炭转化为合成气（一氧化碳和氢气）的高效利用方式。
在固定床气化过程中，煤炭与氧气进行反应，生成合成气、二氧化碳和水。
反应产物经过冷却、分离和净化处理，得到高纯度的合成气。
固定床气化合成气组成技术具有气化效率高、投资成本低、操作简便等优点。
三、固定床气化合成气组成技术优势1.高效利用煤炭资源：固定床气化合成气组成技术可以将煤炭转化为高价值的合成气，提高煤炭利用率，降低能源消耗。
2.环保性能优越：固定床气化过程可以有效减少煤炭直接燃烧产生的污染物排放，降低对环境的影响。
3.灵活调整合成气组成：通过调整气化条件，如氧气与煤炭的摩尔比、气化温度等，可以实现对合成气组成的灵活调整，满足不同应用场景的需求。
4.设备投资低、运行成本低：固定床气化合成气组成设备结构简单，投资成本较低；同时，操作简便，运行成本较低，有利于企业降低生产成本。
四、固定床气化合成气组成技术应用前景1.合成气作为清洁能源：高纯度的合成气可以作为清洁能源应用于发电、供暖等领域，替代传统的煤炭、天然气等能源，降低碳排放。
2.合成气用于化工生产：合成气作为一种重要的化工原料，可用于生产甲醇、合成氨、烯烃等化学品，满足我国化工产业需求。
3.合成气制氢燃料电池：固定床气化合成气组成技术生产的氢气具有高纯度、低杂质的特点，可用于氢燃料电池等新能源领域，推动我国能源结构转型。
常压固定床煤气化工艺方案设计书
摘要本设计以常压固定床煤气化的设计过程为内容，包括对工艺流程的确定和说明、生产条件的确定和说明以及附属设备的选型等内容。
进而深入了一层了解煤气化工艺，并得到化工工程设计的初步训练。
本文从一定的层面上对常压固定床煤气化发生炉内部的传热、传质过程进行了简要综述。
关键词：常压固定床，煤气化发生炉，床层，炉壁，传热一、煤气化原理（一）煤气化的基本过程煤的气化过程是一个有热效应的化学反应过程，反应物是煤和气化剂。
气化剂一般为空气、氧气、水蒸气或氢气。
煤和气化剂按照一定的比例，在一定温度和压力条件下发生化学反应，煤中的可燃成分转化为气体燃料，即产品煤气，灰分则以灰渣的形式出。
煤的气化分为完全气化和不完全气化，不完全气化即通常说的煤的干馏，其产品包括煤气、焦油和半焦；完全气化的产品是煤气或水煤气，本章所讲的煤的气化技术只讨论煤的完全气化技术【11。
下图所示为典型的煤气化工艺流程。
图1煤的气化过程图2典型的煤气化工艺流程从包含的物理化学过程来看，煤的气化过程包括以下几个阶段：干燥脱水，热解,挥发分和残余固定碳的气化反应。
煤的干燥脱水过程去除了原煤中所含的全部水分，在温度达到350C以上时，开始发生煤颗粒的热解反应，析出气体中间产物和焦油，统称为挥发分。
剩余的是固体焦炭或半焦，煤的热解过程可以用下面的总体表达式表示：热解煤 --- CH4+其他气态烃+焦油+CO+CO2+H2+H2O+焦炭或半焦（S）式中，除了焦炭或半焦为固体产物，其余全部是气态产物，除此之外，还有少量含有机氮、硫等元素的气态中间产物。
（二）固定床反应器固定床反应器又称填充床反应器，装填有固体催化剂或固体反应物用以实现多相反应过程的一种反应器。
固体物通常呈颗粒状，粒径2〜15mm左右，堆积成一定高度（或厚度）的床层。
床层静止不动，流体通过床层进行反应。
它与流化床反应器及移动床反应器的区别在于固体颗粒处于静止状态。
固定床反应器主要用于实现气固相催化反应，如氨合成塔、二氧化硫接触氧化器、烃类蒸汽转化炉等。
煤气发生炉的工作原理
煤气发生炉的工作原理
煤气发生炉是一种用于生产燃气的设备，它通过将固体燃料（如煤、木材等）在缺氧条件下加热，产生可燃气体的装置。
煤气发生炉的工作原理主要包括燃料预热、干馏分解和气体净化三个过程。
首先，燃料预热。
在煤气发生炉内，燃料首先要经过预热的过程。
在这个过程中，燃料被加热到一定温度，使其脱除大部分的水分和挥发性成分，以提高后续分解的效率。
燃料预热的过程需要在缺氧条件下进行，以防止燃料燃烧，同时也为后续的干馏提供了条件。
其次，干馏分解。
在燃料预热之后，燃料进入到干馏分解的阶段。
在这个阶段，燃料中的挥发性成分被加热分解，产生出煤气和焦炭。
煤气主要是一种混合气体，其中包含一定比例的一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体，而焦炭则是煤气发生炉的副产品，可以用作燃料或者其他化工原料。
最后，气体净化。
在干馏分解之后，产生的煤气中还会含有一些有害物质，如焦油、烟尘等。
因此，煤气需要经过净化处理，以
去除这些有害物质，提高煤气的纯度和可燃性。
气体净化的过程通常包括冷却、除尘、除硫等步骤，通过这些步骤可以有效地净化煤气，使其达到工业生产和生活用途的要求。
总的来说，煤气发生炉的工作原理是通过燃料的预热、干馏分解和气体净化这三个过程，将固体燃料转化为可燃气体。
这种煤气可以作为工业生产中的燃料，也可以用于家庭生活的取暖、烹饪等用途。
煤气发生炉在工业和生活中都有着重要的作用，通过了解其工作原理，可以更好地理解其在生产和生活中的应用。
煤气发生炉基础知识
基本常识1. 什么是混合发生炉煤气?答：混合发生炉煤气是以空气和水蒸汽混合气体作为汽化剂而产生的煤气。
2.混合发生炉煤气的主要成分是什么?答：混合发生炉煤气由两部分组成：可燃气体有一氧化碳、氢气、甲烷以及少量的重碳氢化合物；不可燃成分有氮气、二氧化碳等。
3. 什么是常压固定床煤气发生炉？答：常压固定床煤气发生炉的气化是在两个特定的条件下进行的，一是气化过程是在常压下进行，工作压力在3-8千帕之间，因为接近大气压，故称为常压。
二是料层是堆放在炉篦上，在气化过程中料层要维持一定的高度，这即是固定床的含义。
固定床是相对的固定，它的固定的料层厚度是以动态的加煤与出灰来维持。
4. 发生炉产生煤气的原理是什么？答：在发生炉中，煤是由上而下，汽化剂是由下而上，它们之间做逆流运动，产生化学反应和热量交换，生产煤气。
主要的化学反应有：（1）煤中的碳与气化剂空气中的氧、水蒸汽之间的反应；（2）气化剂中的氧、水蒸汽、各种生产气之间的反应；（3）煤的热裂解反应。
5.发生炉内各层次的作用是什么？反应式有哪些？答：1）灰层作用①灰渣由氧化层沉降下来，温度比较高，当空气和水蒸汽鼓入之后进行热量交换，将汽化剂预热；②由于渣层被汽化剂冷却降温，铺在炉篦上起到保护作用；③灰渣分布在炉篦上呈疏松状，可以起到均匀分布鼓风的作用。
2)氧化层作用是使空气中的氧气和碳进行急剧的化学反应，生成二氧化碳，同时放出大量热量，为以上的各层反应供热。
氧化层反应式：C+O2→CO2+热量；3 ）还原层作用是生成煤气中的主要可燃物还原层反应式：CO2+CO→CO；H2O+C→H2+CO2；H2O+C→H2+CO2；4）干馏层的作用是析出煤中挥发分及其他干馏物，使煤变成焦碳；5）干燥层的作用是把煤中的水分蒸发，为下层准备好干燥的煤。
6. 汽包的作用是什么？答：汽包又称集汽器，作用有：1）向炉体水套可靠的供水；2）汇集煤气发生炉水夹套产生的蒸汽，实现汽水分离；3）输出蒸汽供系统和探火使用。
煤化工工艺学课件5.3固定(移动)床气化法
产品回收
经过净化的气体产品经过冷却、分离 等步骤，得到各种有用的气体组分， 如氢气、一氧化碳等。
固定(移动)床气化法
04
应用和发展
在煤化工领域的应用
生产合成气
固定(移动)床气化法可用于将煤转 化为合成气，合成气是生产各种 化工产品的原料。
固定(移动)床气化法
03
工艺流程
原料准备
01
02
03
原料准备
将煤破碎至一定粒度，去 除其中的杂质，为气化做 好准备。
煤的输送
通过输送设备将破碎后的 煤送至气化炉的进料口。
煤的干燥
在气化前对煤进行干燥， 以降低气化过程中的水蒸 气分压，提高气化效率。
气化剂的准备
空气的压缩
将空气经过压缩，提高其压力和流速，以满足气化炉的需求 。
未来的研究重点将集中在提高气化效率、降低能 耗和减少污染物排放等方面，以实现绿色、低碳 、可持续发展。
同时，加强国际合作与交流，吸收国外先进技术 成果，也是推动我国煤化工行业发展的重要途径 。
THANKS.
移动床气化法的优点
气化强度高，生产效率高；气化温度均匀，煤气 质量稳定；粗煤气中基本不含焦油、酚等杂质； 用水量较少。
固定床气化法的缺点
气化温度较低，反应速度较慢，生产效率较低； 炉内各段反应温度不均，导致粗煤气中含有一部 分焦油、酚等杂质；需要消耗大量的冷却水来冷 却煤气。
移动床气化法的缺点
对原料煤的粒径要求较高，需要使用粒径较小的 煤；操作复杂，投资较大；煤气中甲烷含量较低 ，热值较低。
针对这些问题，本章提供了相应的解 决方案和措施，有助于指导实际生产 操作和提高产品质量。
煤气发生炉原理
煤气发生炉原理
煤气发生炉是一种将固态燃料（如煤炭）通过燃烧反应转化为可燃气体的装置。
它的原理主要包括气化和燃烧两个过程。
首先，固态燃料在煤气发生炉内部经过气化过程转化为气体燃料。
在气化过程中，由于高温和控制供氧条件的作用，燃料中的固体炭质物质会发生热解和裂解反应，生成一系列可燃气体。
这些可燃气体主要包括一氧化碳（CO）、氢气（H2）、一些
低级烃类（如甲烷、乙烷等）以及少量的杂质气体（如氨气、二氧化硫等）。
气化过程需要一定的温度和压力条件，并且通常在不完全氧化的状态下进行，以提高可燃气体的产率。
其次，转化后的可燃气体通过燃烧反应释放出热能。
在煤气发生炉中，可燃气体与适量的氧气混合后，经过点火引燃，发生燃烧反应。
这一过程会释放出大量的热能，燃烧生成的高温燃烧气体可作为热量源或工业过程中的燃料。
总的来说，煤气发生炉通过气化固态燃料转化为气体燃料，并且通过燃烧释放出热能的原理，能够将煤等固态燃料转化为可利用的气体能源。
这种能源转化技术在工业生产和能源利用方面具有重要的应用价值。
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常压固定床煤气发生炉的基本气化原理
固体燃料用气化剂进行热加工，得到可燃性气体的过程称为固体燃料的气化，又称为造气，所得的气体统称为气化煤气，用来与燃料进行气化反应的气体称为气化剂。
常压固定床煤气发生炉，一般以块状无烟煤或烟煤等为原料，用蒸汽或蒸汽与空气的混合气体作气化剂，生产以一氧化碳和氢气为主要可燃成分的气化煤气。
煤气炉内燃料层的分区
1－干燥层 2－干馏层 3－还原层 4－氧化层 5－灰渣层
煤气发生炉燃料层分区示意图
固体燃料的气化反应，按煤气炉内生产过程进行的特性分为五层，如图2-1所示：干燥层——在燃料层顶部，燃料与热的煤接触，燃料中的水分得以蒸发；干馏层——在干燥层下面，由于温度条件与干馏炉相似，燃料发生热分解，放出挥发分及其它干馏产物变成焦炭，焦炭由干馏层转入气化层进行热化学反应；气化层——煤气炉内气化过程的主要区域，燃料中的炭和气化剂在此区域发生激烈的化学反应，鉴于反应条件的不同，气化层还可以分为氧化层和还原层。
（1）氧化层：碳被气化剂中的氧氧化成二氧化碳和一氧化碳，并放出大量的热量。
煤气的热化学反应所需的热量靠此来维持。
氧化层温度一般维持在1100～1250℃，这决定于原料煤灰熔点的高低。
（2）还原层：还原层是生成主要可燃气体的区域，二氧化碳与灼热碳起作用，进行吸热化学反应，生产可燃的一氧化碳；水蒸气与灼热碳进行吸热化学反应，生成可燃的一氧化碳和氢气，同时吸收大量的热。
灰渣层—气化后炉渣所形成的灰层，它能预热和均匀分布自炉底进入的气化剂，并起着保护炉条和灰盘的作用。
燃料层里不同区层的高度，随燃料的种类、性质的差别和采用的气化剂、气化条件不同而异。
而且，
各区层之间没有明显的分界，往往是互相交错的。
固体燃料气化反应的基本原理
固定床煤气发生炉制造燃气，首先使得空气通过燃料层，碳与氧发生放热反应以提高温度。
随后使蒸汽和空气混合通过燃料层，碳与蒸汽和氧气发生吸热和放热的混合反应以生成发生炉煤气。
2.1 以空气作为气化剂的气化反应
空气从炉底经过，经灰渣层预热后到达氧化层，此时气体中的氧与炽热的碳接触，发生如下反应：
2C+O2=2CO+221.2kJ (2-1)
2CO+O2=2CO2+566.0 kJ (2-2)
C+O2=CO2+393.8 kJ (2-3)
气体往上升，到还原层，气体中的CO2与碳发生化学反应：
CO2+C=2CO-172.6kJ (2-4)
2.2 蒸汽为气化剂的气化反应
水蒸汽与碳的气化反应，主要是灼热的碳将氢从其氧化物水中还原出来，在煤气生产中，通常叫作蒸汽分解。
蒸汽通过高温燃料层时，最先通过的气化层称为主还原层，随后通过的气化层称为次还原层。
在还原层里，主要发生如下反应：
C+2H2O=CO2+2H2-90.2 kJ (2-5)
C+H2O=CO+H2-131.4 kJ (2-6)
在主还原层生成的二氧化碳，在次还原层被还原成一氧化碳：
C+CO2=2CO-172.6 kJ (2-7)
从造气阶段的化学反应原理，希望形成有利于蒸汽分解和二氧化碳还原反应的条件，所以可以认为：提高气化层的厚度和温度是有利的，适当地降低蒸汽的流速也是很有利的。
在碳与蒸汽的化学反应中，增加气化层厚度、降低气流速度等措施，可使得反应速度加快，又能使得一氧化碳的含量增加，提高蒸汽分解率。
3. 煤在带干馏段煤气发生炉内的气化反应过程
煤在带干馏段煤气发生炉内的气化反应过程，可概括为图2-2所示的状况。
图2-2 煤在带干馏段煤气发生炉气化反应过程示意图解
20~40mm的块煤从炉顶部的加煤装置被送入炉内，并且自上而下地缓缓移动，经过干燥、干馏、气化，完成全部反应过程之后，形成炉渣从炉底排出。
由空气和水蒸汽所组成的气化剂，从炉底炉篦进入炉内，自下而上地逆流而上，并且均匀分布于各反应层之间，进行热交换和一系列化学反应，所产生的煤气，从顶部煤气出口排出。
在炉内自下而上大致形成以下几个区段：
（1）灰渣层
处于炉篦上方，经燃烧反应所形成的灰渣层，通过与鼓进的气化剂进行热交换之后，温度有所下降，既能保护炉篦使其不被烧坏，又对气化剂起到一定的预热作用。
（2）氧化层
炉内气化反应过程的主要区段之一。
经灰渣层预热过的气化剂，自下而上穿行，与灼热的焦炭接触反应，并放出大量的热：
C+O2→CO2+394.55kJ/mol
炉内氧化层的温度最高，通常可达到1100~1200℃。
在氧化层内，气化剂中的氧迅速被消耗殆尽并生成CO2，在氧化层上端截面上，CO2的生成量达到最大值。
（3）还原层
还原层是两段炉内碳被气化的重要场所。
在该层下部，由新生成的CO2与水蒸气和N2混合而成的
气流，以3~6m/s的速度向上流动，与以10~40cm/s的速度向下移动的灼热的炭料接触反应。
此时CO2被还原成CO，同时也有CO的析碳反应：
CO2+C→2CO-173.09kJ/mol
2CO«C+CO2+172.2kJ/mol
上述的两个反应中，CO与CO2之间的相互转变都是不完全的。
两者的比例，由反应过程的温度压力以及体系内的气相组分浓度和其它宏观条件而定。
上述反应，通常被称为空气煤气反应过程。
气化剂中的水蒸气，与碳质原料发生水蒸气分解反应，并有调节炉温、保护炉篦的功能：
C+H2O→CO+H2-131.0kJ/mol
C+2H2O→CO2+2H2-88.9kJ/mol
上述反应过程是吸热的。
反应过程所需要的热量，是来自氧化层焦炭燃烧时所释放的热。
因此，高温状态下的氧化层，为还原层提供了热源。
在还原层中由于一部分热量被消耗，使料层温度下降，即低于氧化层。
还原层上部，继续进行CO2的还原反应，同时还有甲烷化反应存在，也进行CO的变换反应。
这样，通过还原层的气体有CO、CO2、H2、CH4以及未被分解完的水蒸气和氮。
氧化层和还原层，统称为气化层。
通过氧化层和还原层所生成的煤气，称为气化煤气，因甲烷量少热值低也称为贫煤气，其中含有极少量的焦油和煤粒及灰尘。
这部分高显热的气化煤气，上升到干馏层，为煤的低温干馏提供热源。
（4）干馏层
通过气化层上升的煤气流进入干馏层。
干馏层是带干馏段煤气炉极具特色的反应区段。
进入干馏层内的载热气体，温度约在700℃以下。
在此区段基本上不再产生上述的小分子间的气化反应，而是进行煤的低温干馏，生成热值较高的干馏煤气（气体组成有H2、CH4、C2H6、C3、C4组分和气态焦油成分）、低温干馏焦油和半焦（半焦中的挥发份约为7~10%），干馏煤气和雾状焦油同气化段产生的贫煤气一起从煤气炉的顶部出口引出。
生成的半焦下移到气化段后进行还原与氧化反应。