工业上在间歇气化过程中,将自上一次开始送入空气至下一次再送入空气时为止,称为一个工作循环,间歇式制半水煤气的工作循环如图11-6所示。每个工作循环包括下列五个阶段。
图11-6 间歇式制半水煤气各阶段气体流向示意
(1)吹风阶段。空气从炉底吹入,自下而上以提高煤层温度,然后将吹风气经回收热量后放空。
(2)蒸气一次上吹。水蒸气自下而上送入煤层进行气化反应,此时煤层下部温度下降,而上部温度升高,被煤气带走的显热增加。
(3)蒸气下吹。水蒸气自上而下吹入煤层继续进行气化反应。使煤层温度趋于均匀。制得煤气从炉底引出系统。
(4)蒸气二次上吹。蒸气下吹制气后煤层温度已显著下降,且炉内尚有煤气,如立即吹入空气势必引起爆炸。为此,先以蒸气进行二次上吹,将炉子底部煤气排净,为下一步吹风创造条件。
(5)空气吹净。目的是回收存在炉子上部及管道中残余的煤气,此部分吹风气应加以回收,作为半水煤气中N2的来源。(www.xing528.com)
以常压固定床间歇式气化煤气制取工艺对煤种要求苛刻,仅适用优质无烟煤和冶金焦,而且产气量低、总能耗高。
表11-5为煤气发生炉各阶段阀门开闭情况,结合图11-6可清楚理解间歇式制半水煤气的工作循环。每一个吹风和制气工作循环所需时间称为循环时间,循环时间长短由气化温度、煤气质量和阀门开启等综合考虑的结果,一般须依据自控水平、维持炉内工况稳定和燃料性能的优劣来确定。其循环时间的分配则主要取决于燃料的性质,不同燃料气化的循环时间分配百分比大致范围见表11-5所示。
表11-5 不同燃料气化的循环时间分配
间歇操作是通过控制阀门的开启顺序和开启时间达到控制气体组成及热量综合利用的目的。其间歇式固定床UGI型气化炉制半水煤气流程图如图11-7所示。
图11-7 固定床煤气发生炉制半水煤气工艺流程图
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