煤气发生炉气化过程提高煤气品质的技术措施
2016/5/26 14:07:54点击：
煤气发生炉生产的煤气是一种低热值煤气，煤气组分随煤气出炉温度的变化而有所改变，实际常用烟
煤气化指标如表1所示.由表1可知，实际煤炭气化指标远低于理想气化指标，发生炉煤气热值与其出
炉温度和炉型有关，一般都比较低.主要原因是可燃成分co和H:含量低，两者之和通常小于4000，其
主要来自CO:还原反应和水蒸气分解反应.N:是气化时由空气带人的，约占煤气体积分数的5000.
N:是惰性成分，降低煤气中N:含量就能提高发生炉煤气的热值.经计算，每降低一个百分点的N2，能
提高煤气热值约为40一50 kJ/m3.
由于煤气发生炉煤气的气化剂采用空气，因此，降低煤气中由空气带入的N:比较困难，除N:之外，提
高煤气热值比较有效的方法是控制CO:的生成量.
为了提高发生炉气化煤气热值，降低工业生产过程中的能源消耗，采用的技术措施主要包括以下几方面.
1煤炭性质
煤炭性质包括煤炭的种类、灰分、水分、挥发分、固定碳，粘结性及机械强度等.如果灰分增多，挥发
分和固定碳含量减少，当灰份达到23%以上时，煤炭的气化可使空层和灰层增大很快，鼓风流量增大，
CO:含量明显增高，严重影响煤气热值和产量.灰层增长过快，要求有较长的出灰时间，长时间的出灰将
扰乱炉层分布，造成多火层、偏炉等现象.空层高度的减小将使下煤不均匀、中间煤多气化减弱、四周灰
高易穿火，煤气质量大幅度下降.因此，对于气化用煤，应控制煤质的变化幅度，保持稳定的煤炭品质.
当煤质不变时气化煤炭堆放时间不宜过长，因为陈旧燃料经多年风化其机械强度和热稳定性变差，使
煤气热值降低.
2煤炭粒度
煤炭粒度对气化过程有着直接影响，粒度过小，气化剂与煤的接触表面积增大，反应速度快，单位时
间内气化量大.但是粒度过小会使发生炉透气性降低，相对缝隙率减小，阻力增大，炉底压力增高造成
炉子穿火和偏炉，使反应生成物流速低，增加带出物损失.反之，如果粒度过大，虽然对生产有利，带出物
损失少，但由于气化反应表面积小，干燥层、干馏层和气化层的反应很难进行完全，降低了气化效率.煤
炭气化不完全，使炉渣含碳量升高，增加了煤的损失.因此，煤炭的粒度应控制在一定的范围之内，并
且大小有一定的比例，粒度相差悬殊，大小块煤同时混杂入炉，将造成反应料层局部气流短路或者引发
偏流现象，造成偏炉、烧穿及结渣等不正常炉况，煤气质量下降，炉渣含碳量升高，产气率下降.对于发
生炉煤炭的粒度一般控制在16一100 mm.
3发生炉出口温度和饱和温度
煤气发生炉出口温度直接反映发生炉内气化层、还原层等的反应温度，饱和温度的高低影响到炉内
CO:的还原一般情况下采用烟煤作为气化原料，炉出口温度应控制在450 ~ 520娜“].炉出口温度波
动范围大，发生炉经常处于冷运行或热运行.对于饱和温度的控制，如果原料为烟煤，由于煤炭粘结性
弱，灰渣软化温度在1 250℃以上.因此，这类煤炭的饱和温度控制在52 ~55℃比较恰当.炉出口温度
反映炉内气化的状况，当炉出口温度升高或降低时，应及时增大或减少加煤量，使炉出口温度处于450
~ 520炉内反应层的温度也就被控制在1 000一1 250.只要饱和温度和炉出口温度稳定，则发生
炉处于较好的工作状态，煤炭气化后的煤气质量也就能维持在较高的水准，煤气热值高且稳定.
.4炉空层高度
煤气发生炉空层是指从炉内料层上表面到炉顶之即加料和反应生成物在炉内停留的空间.在操作
过程中，往往忽视空层的作用，加料和出灰的速度控制失当，造成空层时高时低.空层高度减小，使下煤
不均匀，中间下煤多，四周下煤少，形成中间火层下降，四周气体流速加快，中间气化弱，造成偏炉、穿火
等不良工况，煤气品质下降，炉况难以控制[}l.空层高度过大，煤层必然减薄.由于炉内温度达450一
520 }C,块煤入炉时，下降时间延长，碎裂成小颗粒或粉末的比例增加，对气化不利.并且由于煤层相应
减薄，影响煤炭干燥、干馏及气化的完全进行，使煤气质量下降.因此，对于空层高度的控制具有相当重
要的意义.控制空层高度的方法是通过连续而小量加煤，无级变速出灰装置并低速运转来实现.同时，
要勤测钎，只要发现空层减少，就要加大出灰速度.
空层高度一般控制在2.25 ~2.60 m之间.
对于煤气发生炉这一特殊的煤炭转化设备，为了提高转化率，除采取必要的技术措施外，还必须采
取综合管理的手段，才能从真正意义上达到提高煤气品质的目的.综合管理包括生产质量管理、安全管
理及信息管理等.企业应加强能源运行管理，完善生产考核制度，激发职工重视煤气品质的意识和节能
积极性，使企业生产能耗逐步降低，提高企业自身的经济效益.
煤气化指标如表1所示.由表1可知，实际煤炭气化指标远低于理想气化指标，发生炉煤气热值与其出
炉温度和炉型有关，一般都比较低.主要原因是可燃成分co和H:含量低，两者之和通常小于4000，其
主要来自CO:还原反应和水蒸气分解反应.N:是气化时由空气带人的，约占煤气体积分数的5000.
N:是惰性成分，降低煤气中N:含量就能提高发生炉煤气的热值.经计算，每降低一个百分点的N2，能
提高煤气热值约为40一50 kJ/m3.
由于煤气发生炉煤气的气化剂采用空气，因此，降低煤气中由空气带入的N:比较困难，除N:之外，提
高煤气热值比较有效的方法是控制CO:的生成量.
为了提高发生炉气化煤气热值，降低工业生产过程中的能源消耗，采用的技术措施主要包括以下几方面.
1煤炭性质
煤炭性质包括煤炭的种类、灰分、水分、挥发分、固定碳，粘结性及机械强度等.如果灰分增多，挥发
分和固定碳含量减少，当灰份达到23%以上时，煤炭的气化可使空层和灰层增大很快，鼓风流量增大，
CO:含量明显增高，严重影响煤气热值和产量.灰层增长过快，要求有较长的出灰时间，长时间的出灰将
扰乱炉层分布，造成多火层、偏炉等现象.空层高度的减小将使下煤不均匀、中间煤多气化减弱、四周灰
高易穿火，煤气质量大幅度下降.因此，对于气化用煤，应控制煤质的变化幅度，保持稳定的煤炭品质.
当煤质不变时气化煤炭堆放时间不宜过长，因为陈旧燃料经多年风化其机械强度和热稳定性变差，使
煤气热值降低.
2煤炭粒度
煤炭粒度对气化过程有着直接影响，粒度过小，气化剂与煤的接触表面积增大，反应速度快，单位时
间内气化量大.但是粒度过小会使发生炉透气性降低，相对缝隙率减小，阻力增大，炉底压力增高造成
炉子穿火和偏炉，使反应生成物流速低，增加带出物损失.反之，如果粒度过大，虽然对生产有利，带出物
损失少，但由于气化反应表面积小，干燥层、干馏层和气化层的反应很难进行完全，降低了气化效率.煤
炭气化不完全，使炉渣含碳量升高，增加了煤的损失.因此，煤炭的粒度应控制在一定的范围之内，并
且大小有一定的比例，粒度相差悬殊，大小块煤同时混杂入炉，将造成反应料层局部气流短路或者引发
偏流现象，造成偏炉、烧穿及结渣等不正常炉况，煤气质量下降，炉渣含碳量升高，产气率下降.对于发
生炉煤炭的粒度一般控制在16一100 mm.
3发生炉出口温度和饱和温度
煤气发生炉出口温度直接反映发生炉内气化层、还原层等的反应温度，饱和温度的高低影响到炉内
CO:的还原一般情况下采用烟煤作为气化原料，炉出口温度应控制在450 ~ 520娜“].炉出口温度波
动范围大，发生炉经常处于冷运行或热运行.对于饱和温度的控制，如果原料为烟煤，由于煤炭粘结性
弱，灰渣软化温度在1 250℃以上.因此，这类煤炭的饱和温度控制在52 ~55℃比较恰当.炉出口温度
反映炉内气化的状况，当炉出口温度升高或降低时，应及时增大或减少加煤量，使炉出口温度处于450
~ 520炉内反应层的温度也就被控制在1 000一1 250.只要饱和温度和炉出口温度稳定，则发生
炉处于较好的工作状态，煤炭气化后的煤气质量也就能维持在较高的水准，煤气热值高且稳定.
.4炉空层高度
煤气发生炉空层是指从炉内料层上表面到炉顶之即加料和反应生成物在炉内停留的空间.在操作
过程中，往往忽视空层的作用，加料和出灰的速度控制失当，造成空层时高时低.空层高度减小，使下煤
不均匀，中间下煤多，四周下煤少，形成中间火层下降，四周气体流速加快，中间气化弱，造成偏炉、穿火
等不良工况，煤气品质下降，炉况难以控制[}l.空层高度过大，煤层必然减薄.由于炉内温度达450一
520 }C,块煤入炉时，下降时间延长，碎裂成小颗粒或粉末的比例增加，对气化不利.并且由于煤层相应
减薄，影响煤炭干燥、干馏及气化的完全进行，使煤气质量下降.因此，对于空层高度的控制具有相当重
要的意义.控制空层高度的方法是通过连续而小量加煤，无级变速出灰装置并低速运转来实现.同时，
要勤测钎，只要发现空层减少，就要加大出灰速度.
空层高度一般控制在2.25 ~2.60 m之间.
对于煤气发生炉这一特殊的煤炭转化设备，为了提高转化率，除采取必要的技术措施外，还必须采
取综合管理的手段，才能从真正意义上达到提高煤气品质的目的.综合管理包括生产质量管理、安全管
理及信息管理等.企业应加强能源运行管理，完善生产考核制度，激发职工重视煤气品质的意识和节能
积极性，使企业生产能耗逐步降低，提高企业自身的经济效益.
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