盘式煤气发生炉作为工业领域重要的气化设备,其核心功能在于将固态燃料转化为可燃气体。其结构特征鲜明——炉体主体呈扁平或浅盘状,燃料在炉箅上形成一定厚度的料层,气化剂(空气、蒸汽或混合气)自下而上穿透料层,在高温条件下完成干燥、干馏、氧化与还原等一系列复杂反应,终生成以CO、H2、CH4等为主要成分的煤气。依据不同的设计侧重与应用需求,盘式煤气发生炉主要可从以下三个维度进行分类:
一、 按炉体结构形式分类
单层盘式发生炉:
结构特点: 结构为基础,仅有一个燃料层和气化反应区。炉内反应过程相对集中。
工作过程: 燃料从顶部加入,在单层炉箅上完成气化,灰渣由底部排出。
适用场景: 适用于燃料性质较为单一、对煤气质量要求不太苛刻的场合,如小型工业加热炉或特定工艺环节的供热。
多层盘式发生炉:
结构特点: 炉体内部设置多层(通常为2-3层)炉箅或反应区,各层功能相对独立(如干馏层、气化层)。
工作过程: 燃料逐层下落,在不同层面经历干燥预热、干馏热解、高温气化等阶段。气化剂可分层通入,优化反应条件。
优势与适用: 显著提高了燃料利用率和气化效率,煤气热值与质量更优,灰渣含碳量低。广泛用于对煤气品质要求高、处理量较大的工业领域,如大型陶瓷窑炉、玻璃熔炉、金属热处理等。
二、 按适用燃料类型分类
燃煤盘式发生炉:
燃料: 主要使用无烟煤、弱粘结性烟煤、贫煤、煤矸石等块状或型煤。
设计要点: 炉箅结构、破渣排渣装置、气化剂配比需针对煤的灰熔点、粘结性、反应活性等特性进行优化。是传统、应用广泛的类型。
生物质燃料盘式发生炉:
燃料: 木块、木片、秸秆压块、果壳、椰壳等生物质原料。
设计要点: 需考虑生物质挥发分高、固定碳低、灰分熔点差异大、易结渣等特点。常采用特殊炉箅、强化干燥和热解区域设计,控制气化温度防止结焦。
应用: 在木材加工、食品烘干、区域供热等环保要求高的领域有良好前景。
焦炭/半焦盘式发生炉:
燃料: 冶金焦、气化焦、或由煤/生物质热解得到的半焦。
特点: 燃料灰分低、含碳量高、几乎无挥发分,反应活性相对较低。气化过程更集中于高温氧化还原反应。
应用: 主要用于需要高纯度、高热值还原性煤气的场合,如某些金属冶炼或化工合成气制备。
三、 按应用领域与煤气用途分类
工业加热用发生炉:
目标煤气: 主要追求热值满足工艺温度要求。
特点: 结构相对简单,对煤气净化要求适中(通常需去除大部分粉尘和焦油),广泛应用于陶瓷、玻璃、耐火材料、铸造、锻造、金属热处理等行业的窑炉和加热炉。
化工原料气/合成气发生炉:
目标煤气: 要求煤气组分(H2、CO比例)稳定,杂质(焦油、硫化物、粉尘)含量极低。
特点: 常配套复杂的煤气净化系统(洗涤、电捕焦、脱硫等),严格控制气化参数(温度、压力、汽氧比)。用于生产合成氨、甲醇、氢气或作为还原气。
民用燃气发生炉(早期/特定区域):
目标煤气: 要求热值稳定、安全无毒(低CO含量)、洁净。
特点: 规模通常较小,强调操作安全性和简易性,需配备完善的脱硫、脱焦油和CO变换装置(以提高H2含量,降低CO)。在天然气管道未覆盖的特定历史时期或区域曾使用。
盘式煤气发生炉凭借其结构适应性强、操作相对简便、对燃料粒径要求相对宽松等优势,在特定工业领域依然保持着生命力。其分类体系清晰反映了设备设计的核心考量因素——如何通过结构优化、燃料适配和工艺控制,、经济、环保地将固体燃料转化为满足终端需求的煤气能源。随着清洁能源技术的发展,盘式炉在生物质气化等方向仍具有探索价值,其分类体系也将随着技术迭代而不断演进。
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