[发明专利]提高型煤活性的方法

说明书

本发明涉及一种固体燃料型煤，特别是一种提高型煤活性的方法。目前工业炉如煤气发生炉的使用效果在很大程度上与燃料质量和煤气发热量有关。我国的煤气发生炉，所用型煤燃料的活性低，如目前玻璃熔窑的熔化率都很高，用现有低活性型煤燃料所产生的发热量最高不超过1400千卡/标米³的发生炉煤气来维持稳定的高熔化量已感到困难。因而目前玻璃行业的煤气发生炉只能使用煤气生产率及煤气质量最好的山西省大同烟煤块煤，但需要长途运输，且大同烟煤块煤活性低，煤块还含有15-20%左右的粉煤，如用于玻璃行业还要以50元/吨的处理价格将这些粉煤处理掉，从而企业每年要为此支付一笔可观的费用。要解决目前的现状，如果没条件改烧重油或天然气等高发热量的燃料，就只有在现有发生炉的基础上采取一些技术以提高发生炉煤气的发热量，目前可采用的方法有预热鼓风和富氧鼓风。

一、预热鼓风。可提高发生炉煤气的发热量及生产率，但需增加热交换器、管道等设备，要将鼓风预热到200-260℃，气化过程进行得才十分稳定，煤气的发热量和气化效率才能得到显著提高，目前玻璃工业等很少采用。

二、富氧鼓风。煤气发生炉使用富氧化虽有其优越性，但需有氧的来源，若邻近有钢铁厂等制氧、氮设备的设施，氧的来源就方便得多，否则要根据煤气站的需氧量建一定规模的氧气站，因此富氧气化就受到限制。

发生炉煤气的发热量与所用型煤的活性之间有着密切的关系。所用型煤的活性越高，则发生炉煤气的发热量越高，反之亦然。提高型煤活性是提高发生炉煤气发热量的重要方法。

按煤气发生炉内生产过程进行的特征，自上而下分五个层：一、燃料干燥层;二、干馏层;三、还原层;四、氧化层;五、灰渣层。其中一、二两层组成燃料的准备层，第三、四两个层是气化层。

进入煤气发生炉的气体，首先通过灰渣层（层五），在此气体稍微预热，然后进入红热的焦炭表面，气体中的氧在此与炭发生反应，同时生成反应物CO₂和CO，其中CO₂的量通常较高，在反应进行中放出大量的热。在氧化层末端，随着氧气量的耗尽，开始产生CO₂和H₂O的还原过程。氧化层和还原层紧密的互相联系，在此两层中，生成发生炉煤气的主要可燃组分CO和H₂。

气化层中自下而上的反应如下：

煤气由气化层出来时，除可燃组分CO+H₂外，还有H₂O、CO₂和大量由空气带来的N₂，发生炉煤气可近似的当作氧化层和准备层（干馏层和干燥层）中生成的气体的混合物。发生炉煤气的发热量显然与组成它的各种气体的发热量及其含量有关。

煤通过干馏层后成为焦炭进入还原层时，焦炭的反应性能对气化过程有着很大的影响，在那里，气体与炭间的作用过程系产生于焦炭块的整个厚度中。所谓反应性能指的是前述气化层自下而上的反应式中碳与氧，二氧化碳，水蒸气相互作用的速度（达到化学平衡的速度），一般以二氧化碳的分解率即活性（a%）来表示。

型煤的活性高有如下优点：

1、活性高，焦炭的反应性能良好，使碳与氧、二氧化碳、水蒸气相互作用速度快，因而可以使炉子有较高的煤气生产率，从而使煤气发热量提高。同时，由于相互作用速度快，可以减少通入煤气发生炉中的气体的需求量，相应减少了由通入空气带来的N₂等不可燃气体的含量，因而提高了煤气质量，亦有利于提高煤气发热量。