Угольные газогенераторные печи

В Китае, имеющем огромные запасы каменного угля, широко используются угольные газогенераторные печи. Этот способ нагрева ванн оцинкования крайне приемлем и для  России. Он отличается простотой, надежностью и низкой себестоимостью. К недостаткам данной системы можно отнести только наличие ручного труда по загрузке угля и его подготовке. К использованию годится фракция определенного размера от 25 до 50 мм. Однако, расход угля крайне разумный и процесс подготовки фракции и ее последующей загрузки не такой уж и трудоемкий.
 Все остальное – это только преимущества!

Для тех, кто считает деньги и не боится ручного труда, это самый подходящий метод нагрева печи цинкования.

Общий вид действующей установки

Пульт управления и контроля.      Загрузка угля в подающий ковш        Система форсунок печи ванны цинкования.

Ниже мы приводим описание процесса получения угольного газа.

ПРИНЦИП РАБОТЫ УГОЛЬНОЙ ПЕЧИ.         Общим принципом работы угольной печи является получение газа из угля, используемого в качестве сырья для переработки, передача полученного газа на газогенератор, к которому подключается различное другое газовое оборудование, потребляющее газ. Твердое угольное топливо поступает в верхнюю часть (колошник) угольной печи. И в процессе функционирования печи уголь постепенно перемещается вниз, одновременно перемешиваясь со встречными потоками воздуха и водяного пара, поступающими в печь из ее нижней части (пода). При этом поступающий уголь сильно нагревается от находящегося в нижней части печи слоя горящего топлива и газа. Это приводит к возникновению физических и химических реакций в кусках угля, из которых и выделяется газ, поступающий на газогенератор. Этот газ (а именно газ, полученный в результате сгорания угля) после прохождения процедуры удаления пыли специальным пылеуловителем, уже может быть направлен непосредственно на различное другое газовое оборудование, использующее газ в качестве источника энергии или сырья. Таким образом, угольную печь можно условно разделить на несколько рабочих зон, которые принято называть «слоями». Весь процесс газификации, происходящий внутри газогенератора, можно разделить на шесть слоев: 1) слой золы и шлаков; 2) слой окисления (по-другому называется слой горения); 3) слой восстановления; 4) слой сублимации; 5) слой сушки; 6) воздушный слой. Среди указанных слоев газогенератора, два слоя, а именно слой окисления (горения) и слой восстановления, в совокупности принято называть переходной зоной. Другие два слоя, а именно, слой сублимации и слой сушки, в совокупности принято называть зоной подготовки сырья. （1）Слой золы и шлаков： В результате сгорания угля образуются зола и шлаки, которые и составляют слой золы и шлаков. Указанный слой расположен в самой нижней части угольной печи. Зола и шлаки лежат на колоснике. Основными функциями данного слоя для работы газогенератора являются: А. Защита колосника и дутьевой фурмы от воздействия высоких температур из расположенного рядом слоя окисления (горения). Б. Предварительный подогрев газовой смеси. После поступления газовой смеси в угольную печь из расположенного в ее нижней части пода, в первую очередь, происходит теплообмен между газовой смесью и слоем шлаков и золы. Это приводит к тому, что температура слоя золы и шлаков газогенератора понижается, а температура поступающей газовой смеси повышается. В. Слой золы и шлаков также играет роль распределителя потоков газовой смеси. Благодаря этому в топке угольной печи достигается максимальная однородность распределения поступающей газовой смеси.

схема угольного газогенератора

（2）Слой окисления (горения)：
Слой окисления или слой горения – все это понятия идентичные. Кислород и углерод, являющиеся компонентами газовой смеси, поступающей из слоя золы и шлаков, приводят к возникновению интенсивной реакции окисления в газогенераторе и выделению углекислого газа (СО2). Горение в газогенераторе также приводит к выделению большого количества тепла. Этот слой является одним из самых важных слоев в газогенераторе и процесса газификации в целом. Основная химическая реакция, происходящая в данном слое:
C***O2→CO2
Высота слоя окисления (горения) в газогенераторе обычно составляет 3-4 высоты кусков твердого топлива (угля), что в среднем составляет 200 миллиметров. Температура газа в этом слое, как правило, меньше температуры плавления каменного угля.
（3）слой восстановления：
Выше слоя окисления (горения) расположен слой восстановления. Нагретый до высокой температуры углерод обладает очень хорошей способностью присоединять кислород, являющийся мощным окислителем. Начинают протекать реакции восстановления полученных на предыдущем слое оксидов и соединений полученных в ходе реакций восстановления непосредственно в данном слое. Диоксид углерода и водяной пар при помощи восстановления горячим углеродом превращаются в оксид углерода и водород. Благодаря химическим реакциям восстановления этот слой и получил свое название. Основные химические реакции, происходящие в данном слое:
CO***C→2CO
H2O***C→H2***CO煤气炉
2H2O***C→CO2***2H2

（4）Слой сублимации：
Это не что иное, как слой, где происходит сплав компонентов угля. Каменноугольный дёготь и другие компоненты угля после интенсивного горения образуют CmHm химические соединения и выделяют газ. Затем они снова попадают в слой восстановления, где снова участвуют в различных химических реакциях. Высота данного слоя около 200 миллиметров.
（5）Слой сушки：
Слой сушки располагается выше слоя сублимации и является верхним слоем, участвующим в процессе горения сырья. Главной функцией данного слоя является выпаривание находящейся в угле воды и подготовка топлива к процессу горения.
（6）Воздушный слой：
Воздушный слой расположен над слоем сушки, является самым верхним слоем газогенератора и представляет собой все оставшееся свободное пространство внутри угольной печи. Основной функцией данного слоя в работе угольной печи является сбор газа. Затем происходит:
2CO→CO2***C
А также 2H2O***CO→CO2***H2
Из простейшего описания шести слоев угольной печи, представленного выше, мы видим, что процесс газификации, происходящий в газогенераторе, является достаточно сложным процессом, которому сопутствуют множество химических реакций с различными газами. Помимо этого, в угольной печи также происходят процессы сублимации и сушки.

схема подглючения газогенератора