1 前言
常壓固定層煤氣發(fā)生爐 (下稱層燃爐)1 8 8 9年就出現(xiàn)在德國，經(jīng)過百年來的發(fā)展，逐漸出現(xiàn)了塊煤加壓、粉煤常壓、加壓水煤漿、干粉煤加壓等多種先進(jìn)的氣化方式，特別是排灰方式由同態(tài)改為液態(tài)后，氣化效率有了明顯提高，可達(dá) 9 0 ％以上：在眾多氣化方式中， 粉煤常壓氣化方法生產(chǎn)的煤制合成氨 ( 不含中國)曾一度占到世界產(chǎn)量 9 0 ％左右，因相對 較為成熟，國內(nèi)也幾度引進(jìn)過該技術(shù)。目前，國內(nèi)的氣化方法很多，生產(chǎn)廠家可以根據(jù)中間 產(chǎn)品的不同，基本上都能找到適合自己的氣化方式。
我國是在 1 9 3 5年引進(jìn)了直徑為 9英尺的 U J 1 層燃爐，經(jīng)過幾代 “造氣人”的共同努力， 現(xiàn)在運行的層燃爐在生產(chǎn)強(qiáng)度、設(shè)備改進(jìn)等方面和引進(jìn)之初相比均有了明顯的提高， 特別是經(jīng)過了入爐原料本地化、設(shè)備針對性改造、和日趨完善的吹風(fēng)氣同收技術(shù)、廢渣循環(huán)再利用等一系列配套的技術(shù)革新后，使得層燃爐的綜合生產(chǎn)成本大幅下降。我國是富煤、缺油氣的國家，在相當(dāng)長的時間內(nèi)，煤的燃燒、氣化是要長期面對的；盡管層燃爐存在著熱效率低、環(huán)保壓力人、運行關(guān)注度高等實際問題，但也存在著一次性投資小，易掌握，原料適應(yīng)廣等優(yōu)點。就層燃爐本身而言， 什么時候退出歷史舞臺是由環(huán)保 能政策和適合國情的先進(jìn)氣化技術(shù)發(fā)展情況決定的。 現(xiàn)在是多種氣化技術(shù)并存的時代，所以現(xiàn)在討論層燃爐問題仍有一定現(xiàn)實意義。
2 氣化層溫度的確立
2．1 煤的理想燃燒溫度和速率。要從煤的燃燒學(xué)說談起，現(xiàn)在分析煤燃燒基本有兩種方法， 一種是自原料進(jìn)入反應(yīng)器到反應(yīng)結(jié)束出反應(yīng)器，所有物理、化學(xué)反麻同時進(jìn)行，只得到一組 動力學(xué)參數(shù)：單一的活化能和頻率岡子。條件是：升溫速率約在左右，很顯然符合粉煤氣化工況。另一種方法認(rèn)為：分成兩步進(jìn)行，但兩步?jīng)]有任何的交叉和平行：第一步為煤的揮發(fā)份析出、燃燒，第二步為炭的著火燃燒、氣化，得出兩組不同活化能和燃燒頻率因子，升溫速率：：此方法接近實驗室灰份測定和層燃爐吹風(fēng)階段工況。第一種方法注重的是開始和結(jié)果，第二種方法關(guān)注過程更多一些。不管哪種方法，都包括兩個基本過程，即煤的熱解和燃燒。
煤的熱解和燃燒的反應(yīng)較為復(fù)雜，一般認(rèn)為由下面反應(yīng)：
等一些能夠產(chǎn)生設(shè)備腐蝕和污染環(huán)境的含硫含氮產(chǎn)物的反應(yīng)。
層燃爐制氣過程主要是由水蒸汽與熱炭的氣化反應(yīng)組成， 提供溫度基礎(chǔ)的反應(yīng)主要是吹風(fēng)階段發(fā)生的炭與氧的一組反應(yīng)， 討論其中炭迎風(fēng)面的兩個反應(yīng)就是討論氣化反應(yīng)在什么樣 的溫度場下進(jìn)行的：
吹風(fēng)階段的氧化放熟反應(yīng) 2-1 ，高溫下幾乎同時發(fā)生的還原反應(yīng) 2- 3 。
實際生產(chǎn)中，間歇制氣的層燃爐制氣過程是由5 "6階段循環(huán)組成的，義具有炭層表面到灰渣層之間氧濃度、各層次之間溫度跨度大的顯著特點，只能根據(jù)爐內(nèi)軸向 O2 含量大概區(qū)分，分為有氧區(qū)和缺氧區(qū)，與其對應(yīng)的是氧化反應(yīng)和氣化反應(yīng)，層燃爐內(nèi)很難單獨區(qū)分層次和反應(yīng)種類，且各反應(yīng)之間沒有明顯區(qū)分面；由于爐內(nèi)多層次同時存在，眾多反應(yīng)幾乎是同時進(jìn)行的。所以式 2-1和式 2 -3放....
