單段煤氣發(fā)生爐工作原理是以煤為原料生產(chǎn)煤氣,供燃?xì)庠O(shè)備使用的裝置。固體原料煤從爐頂部加入,隨運(yùn)行向下移動(dòng),在與從爐底進(jìn)入的氣化劑逆流相遇的同時(shí),受爐底燃料層高溫氣體加熱,發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生粗煤氣。此粗煤氣經(jīng)粗除塵后可直接供燃燒設(shè)備使用。這樣在爐中形成了幾個(gè)區(qū)域,一般我們稱為“層”。
按照氣化過程進(jìn)行的程序,可以將
單段煤氣發(fā)生爐內(nèi)部分為六層:(1)灰渣層;(2)氧化層(又稱火層);(3)還原層;(4)干餾層;(5)干燥層;(6)空層,其中氧化層和還原層又統(tǒng)稱為反應(yīng)層,干餾層和干燥層又統(tǒng)稱為煤料準(zhǔn)備層。
(1)灰渣層:煤燃燒后產(chǎn)生灰渣,形成灰渣層,它在爐體下部,覆蓋在爐篦子上。其主要作用為:保護(hù)爐篦和風(fēng)帽,使它們不被氧化層的高溫?zé)龎?;預(yù)熱氣化劑,氣化劑從爐底進(jìn)入后,先經(jīng)過灰渣層進(jìn)行熱交換,使灰渣層溫度降低,氣化劑溫度升高;灰渣層還起了布風(fēng)作用,使進(jìn)入的氣化劑在爐膛內(nèi)盡量均勻分布。
(2)氧化層:從灰渣中升上來的氣化劑中的氧與碳發(fā)生劇烈的燃燒而生成二氧化碳,并放出大量的熱量。它是氣化過程中的主要區(qū)域之一,氧化層的高度一般為所有燃料塊度的3-4倍,氣化層的溫度一般要小于煤的灰熔點(diǎn)。
(3)還原層::在氧化層的上面是還原層。赤熱的碳具有很強(qiáng)的奪取氧化物中的氧而與之化合的本領(lǐng),所以在還原層中,二氧化碳和水蒸氣被碳還原,這一層也因此而得名,稱為還原層。
(4)干餾層:就是把煤中的揮發(fā)份,焦油等物質(zhì)經(jīng)過加熱后所產(chǎn)生的化合物分離出來,然后再進(jìn)入還原進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。
(5)干燥層:干燥層位于干餾層上面,也即是燃料的面層,主要是把煤中的水發(fā)蒸發(fā)即可。
(6)空層:空層即燃料層上部,爐體內(nèi)的自由區(qū),其主要作用是匯集煤氣。
從上面六層簡單敘述,可以看出單段煤氣發(fā)生爐內(nèi)進(jìn)行的氣化過程是比較復(fù)雜的,既有氣化反應(yīng),也有干餾和干燥過程。