众所周知,固定床煤气发生炉是已有工业煤气发生炉使用时间最长,应用最为广泛,一次性投资最少的一种煤气发生炉。几十年来,经过不断的技术改造和技术进步,固定床煤气发生炉无论是产量,还是消耗都取得了很大的进步。但其本身的特点决定了它还满足不了人们的期望:由于是固定床、间歇式制气,所以它的单炉生产能力受到限制:由于是固态排渣,所以其能量利用率比较低。
即使如此,在现阶段它仍是最适合我国国情的基本形式。怎样才能使固定床煤气发生炉更好的为我们的生产服务?怎样才能挖掘其最大生产潜力?这是我们每一个造气工作者都必须认真面对和思考的问题。
近年来,我们在造气方面取得了很大的进步。不管是造气高效风机、专用炉箅的使用,还是对阀门形式、煤气炉高径比的辨认,都从一个侧面说明了我们确实在进步。但是这些进步对于生产实际和增产降耗来说是不够的,因为这种进步只是形式上的进步,而不是理论上的突破,如果理论研究长期没有突破的话,而我们又陷于使用形式上的争论和比较的话,那么我们现在这种进步也不会维持多久。
谈到固定床煤气发生炉的理论研究势必要围绕气化层的讨论展开。什么样的气化层才是比较理想的气化层呢?笔者认为理想的气化层应该具备以下几个基本条件。一是蓄热要尽可能的多,即气化温度高;二是波动要尽可能小,即气化强度大;三是平面温差要尽可能小,即气化强度均匀;四是位置要尽可能适当,即热量损失小;五是稳定性要好,即操作弹性大。
要得到比较理想的气化层,就现在技术条件和对气化反应的理解来说是比较困难的。这是因为现阶段要使气化层的位置尽可能适当和蓄热尽可能多是能够想办法做到的,但是要使其波动尽可能小、平面温差尽可能小就比较困难了,加上我们的下行入炉蒸汽没有分布器,实际入炉蒸汽分布是不均匀的,因此炉况的稳定性也就没有了保障,其操作弹性自然就不会大。我们知道固定床煤气发生炉有水夹套,水夹套内的介质是水,在气化反应时夹套内的水要带走大量的热量,并在夹套壁附近产生冷壁效应影响,夹套周围会形成一圈环状低温区,也就是说在气化层位置也会形成这样一个环状低温区,从而使气化层的平面温差过大,气化强度降低,气化层骨架作用减小,炉况的稳定性就差。让我们为难的是这个环状低温区又是传统水夹套无法消除的,加上我们在对造气工艺的理解上没充分考虑到不同温度下,蒸汽对气化层温度的影响是不一样的,所以传统的造气工艺又造成气化层的位置、温度波动大。这些原因直接导致了固定床煤气发生炉的发气量降低,灰渣残炭升高,炉子垮风洞等不正常现象,且这些不正常现象多集中在环状低温区。
为什么传统制气工艺会造成气化层的位置和温度波动大呢?首先,我们不妨把气化层看成是一个热量质点。一个制气循环,其位移轨迹就是一条正弦图像,正弦波的波幅就是气化层的位移,也可以理解为气化层厚度。从物理学基本原理可知,波的波幅越大,波长越大,在传递的过程中,外界的影响就越大,波本身的稳定性就越差。其次,传统的制气工艺仅仅考虑的是一个制气循环的完成,而
没有考虑到不同温度下,蒸汽对气化层温度的影响是不一样的,对气化层的质密度、透气性的影响也是不一样的。因此,气化层的位移、温度波动大是传统制气工艺无法克服的,也是影响单炉发生量和消耗的一个重要原因。传统工艺是怎样影响气化层的位移和温度的,笔者今后的文章中会有专门讲述的。
另外,固定床煤气发生炉还存在两个明显的技术缺陷:一是下行蒸汽没有分布器,所以蒸汽穿过炭层时分布是不均匀的,这势必会影响到气化强度的均匀性和稳定性;二是没有炉内除尘器,带出物无法被造气炉利用直接导致消耗增高。
针对固定床煤气发生炉存在技术缺陷和问题。我所开发出多项专利产品和技术,有针对性地解决上述问题。对于如何消除水夹套的冷壁效应,我所开发出了专利产品BL系列防磨隔热型水夹套,经过实际生产检验,不仅有效地解决了水夹套冷壁效应,发气量亦有明显提高,提高幅度在8-10%。消耗也有明显降低,特别是灰渣残炭降低明显,而且夹套的工作环境得到改善,使用寿命自然延长,对于如何消除传统制气工艺造成气化层的位移和温度波动大的问题,我所开发出了专利技术BL制气新工艺,在湘北某厂的实际生产证明,有效地解决了这个问题,单炉发生量可提高3-5%,同时半水煤气的质量明显好转;针对固定床煤气发生炉没有炉内除尘器和下行蒸汽分布器的问题,我所开发出BL系列多功能炉内除尘器,煤气炉下行制气时它起着分布下行蒸汽的作用,其他时间起着炉内除尘器的作用,除下的煤粒返回煤气炉内利用。因此,多功能炉内除尘器对稳定炉况降低消耗大有好处。
我所是一家专门研究煤气化技术的单位,开发出的产品和技术皆来源于生产,有很强的针对性和实用性。我们愿与兄弟厂家密切合作,为提高造气水平服好务。