陶瓷线路板 在煤气发生炉操作中,经常会出现火层吹翻、炭层流出、气质差等现象,其原因主要是火层问题。 在煤气发生炉中,氧化层与还原层并称为火层。一个稳定的火层包括温度与厚度2个方面。 1 温度对煤气发生炉的影响 原料煤因品种、产地不同,它的灰熔点温度也会不同。我公司造气车间所采购的原料煤成份见表1。 在正常生产中,气化层(氧化层)温度要求控制在软化温度与熔融温度之间。在此温度区域中,受炭层重力与炭粒相互作用力的影响,软化的煤发生变形,炭粒相互粘结成为具有一定抗冲击力的相对稳定的保护层。该保护层对高负荷一次风产生的速度冲力具有一定的保护作用,可防止火层被吹翻。在此温度区域内,制气阶段发生2个主要反应: C(固)+H2O(气)=CO(气)+H2(气)—131.28 kJ C(固)+2H2O(气)=CO2(气)+2H2(气)—90.13 kJ 合理的温度促进了主反应对低压过热蒸汽的分解率,避免了副反应程度,减少了CH4等副反应产物的生成,提高了有效气体含量。如果火层温度超过熔融温度,则部分炭粒凝集成块,熔融白勺原料煤不断集结长大。如果不及时调整蒸汽量与生产负荷,当结块大于400mm以上时,炉条就很难将大块排出。并且大块在炉条上滚动还会对火层起到破坏作用,影响了火层的稳定性(此时火层最容易被吹翻)。如果火层温度低于软化温度,甚至不到变形温度,火层中炭粒之间没有软化粘结能力,炭层易被吹翻,导致主反应程度降低,副反应升高,半水煤气质量下降,生产负荷亦有所降低。而在炉条转动带动灰渣下降的同时,未完全反应的原料煤就会随灰渣带出形成流炭现象。 1993年我公司与上海自动化研究所合作,采用陶瓷保护套管、碳化硅为热电偶进行火层温度测试。通过在夹套打孔,将温度测试仪插入火层中,测得火层温度在周期性变化中最高为1 300℃,最低为900℃(由于测试仪在测定时要经过夹套冷区,实际温度大约在950~1 350℃)。这说明车间采购的原料煤基本保证了T2与T3对火层温度的要求,同时保证了气体质量。 2 厚度对煤气炉生产的影响 影响火层产气量及返焦率的另一个因素就是火层厚度。在生产中为保证火层不被吹翻,除了控制好温度,同时要保证有一定的火层厚度。火层越厚,抵御一次风冲量的能力就越大,保证火层不被吹翻。同时制气反应量增加,低压过热蒸汽分解率提高,生产负荷升高。 车间分别对5台煤气炉进行火层厚度测定:将试火杆从试火孔打入炭层,在火层高温区试火杆上有一红区,这一区域为火层厚度,大约都在 500mm左右。 火层厚度与原料煤品质有关。热稳定性好、固定炭含量高、挥发份及水份含量低的原料煤形成的炭层较稳定,火层厚度就高。 影响火层厚度的另一个重要因素是炉箅结构。我们采用的AXG—30、AXG—36五边扇形炉箅是经过30多年的生产实践与理论研究开发出来的,适合“三低一高”生产操作要求。与其它型式炉箅不同,其最大特点是通风面积大、气室容积大、气体分布均匀,特别是提高了侧边的通风面积,因而增加了整个火层面积与火层厚度。 2001年4月下旬,对新系统3台¢3 600煤气发生炉产气量进行过估算(包含开炉时间及合成氨产量),测定数据见表2。 吨氨折合半水煤气3 100m3(标态),开炉时间合计为716.94台时,生产合成氨总量3 885.2 t,则单炉产气量为16 799.3m3/h(标态)。 从上述数字可以看出,五边扇形炉箅的投用提高了一次风量。由于气体分布均匀、火层面积提高、厚度增加,基本防止了炭层易吹翻的弊端。与宝塔形炉箅相比,不管是火层温度区域以及厚度都有了很大改观,因而产气量有了很大提高。宝塔形炉箅负荷只能维持在40 000m3/h(标态),产气量仅为9000m3/h(标态),返焦率在25%以上。在“三低一高”电火花笔操作条件下,无论是生产负荷、产气量、低压蒸汽的分解率、返焦率都有了明显提高,因而生产成本大大降低。所有这一切,都与保障煤气发生炉火层密不可分。 |
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