欲使固定层间隙生产的造气炉单位截面积煤气产量达到一定水平,应对其气化规律性有个客观认识。本文以常压固定层间隙制气炉进行分析,探讨造气工艺的寻优思路。该造气炉采用焦炭块或无烟块煤为原料,其主要反应为:
C+H2O(g)=CO+H2-131.39KJ
1 影响反应的因素
1.1 气固接触时间和热量
蒸汽分解率与炭层温度,蒸汽与炭的接触时间的关系如图1,温度起决定性作用。
炭层的热量贮存于灰中,当炭层温度达到最高灰熔点t3时,热量最多、温度最高。此时炭已完全氧化燃烧,温度达到极限值,提高蒸汽分解率的关键转变成了气固两相接触时间的延长。
1.2 氧化层和非氧化层
造气炉内实际上分氧化层和非氧化层。吹风时炭氧完全燃烧,反应非常迅速,瞬间耗光了氧,此时氧化层很薄,仅100~120mm,但层炭温度却很高,可达1300℃的灰熔点。
非氧化层很厚,一般为1900mm左右。温度由1300℃至600℃逐渐变化。其热量由烟气自氧化层带来传递给炭层。为说明问题,把氧化层和非氧化层交界处称为过渡层,过渡层平均温度取900℃,过渡层的厚度由热气体的量决定。
1.3 炭层阻力
炭层阻力能使气化剂在炉内停留时间延长。
延长气固在氧化区接触时间的唯一办法是增加炉内氧化层阻力,亦即增大局部阻力系数的值。
灰熔点t1、t2、t3分别为始变形温度、软化温度和熔融温度。熔融时的熔渣密度最大,故阻力系数值最大。
经过计算表明,要煤气炉单炉产气量最大,应使吹风氧化层温度达到极限即灰....