摘要：通過在煤氣發(fā)生爐的使用和技術(shù)改進等方面的探索，引進富氧燃燒技術(shù)，提高煤氣發(fā)熱值、降低煤耗，穩(wěn)定了煤氣生產(chǎn)工藝，保證了熔窯的熔化工藝制度。
　　關(guān)鍵詞：煤氣發(fā)生爐，煤氣熱值，氣化劑，富氧燃燒，煤耗，低位熱值（QDW）
　　1、前言：由于國家逐漸加大對能源的控制和需求的增加，油料價格一直上升，混合煤氣和重油相比****的優(yōu)勢是成本低，但是煤氣成分中含氮量偏高，熱值稍低，除制約玻璃生產(chǎn)能力的進一步提高外，還造成玻璃熔化所需煤氣量大，煤耗較高，廢氣排放量較大，爐渣含炭量較高等缺點。與我們國家的節(jié)能減排政策極不相符。采用富氧燃燒能使煤氣中的氮含量減少，CO、H2增加，煤氣發(fā)熱值和煤氣發(fā)生爐的生產(chǎn)能力提高，提高熔窯的熔化狀況及生產(chǎn)能力，降低用煤量，節(jié)能降耗，減少熔窯廢氣排放量，提高熔窯的熱效率。
　　2、煤氣的成分和發(fā)熱量
　　煤氣由可燃氣體和不可燃氣體兩部分組成。可燃成分主要是CO、H2 、CH4與其他烴類（飽和烴類如C2H6、C3H8等，不飽和烴類如C2H4、C2H2、C3H6、C4H8等），不燃成分為CO2、H2O、N2、O2、及SO2等。
　　單位質(zhì)量或體積的燃料完全燃燒，當(dāng)燃燒產(chǎn)物冷卻到燃燒前的溫度（20℃）時所放出的熱量稱為燃料的發(fā)熱量或熱值。燃料的熱值有高位熱值（QGW）與低位熱值（QDW）兩種，高位熱值是指燃燒產(chǎn)物中的H2O已冷凝為0℃的液態(tài)水。而低位熱值是指燃燒產(chǎn)物中的H2O系成20℃水蒸氣狀態(tài)，0℃的水氣化為20℃水蒸氣時需要吸收熱量，此時燃料燃燒放出的熱量一部分被水氣化所吸收，故熱值降低。實際燃燒時，溫度很高，燃燒產(chǎn)物中H2O為水蒸氣狀態(tài)，故在燃燒計算中均用低位熱值（QDW）。
　　QDW=126CO+108H2+358CH4+590C2H4+637C2H6+806C3H6+912C3H8+l187C4H10+1460C5H12+232H2S
　　式中QDW——氣體燃料的低位熱值，KJ／Bm3
　　CO、H2、CH4、C2H4、C2H6、C3H6、C3H8、C4H10、C5H12、H2S——氣體燃料中各可燃成分百分含量。
　　由上可知提高可燃成分CO、H2含量，降低不燃成分N2含量則可以提高煤氣熱值。
　　3、煤氣發(fā)生爐生產(chǎn)過程及原理
　　3.1生產(chǎn)過程
　　目前國內(nèi)以煤氣為燃料的玻璃廠，都采用以煙煤為原料，以空氣——蒸汽作為氣化劑在煤氣發(fā)生爐中來進行生產(chǎn)。煤塊由加煤機進入發(fā)生爐，由下面通過爐柵送入的氣化劑按煤氣發(fā)生爐斷面經(jīng)灰層分布面進入燃料層，燃料和灰渣支撐在爐柵和灰盆的底上，氣化過程中所生成的灰渣當(dāng)灰盆轉(zhuǎn)動時自動地經(jīng)灰刀排出，隨著氣化過程的進行，燃料逐漸下降，在其原來的位置，不斷地進入新的燃料。而生成的發(fā)生爐煤氣聚集在燃料層上部，由煤氣出口管引出，通過煤氣管道進入煤交機，再通過煤氣蓄熱室進入熔窯燃饒。
　　3.2生產(chǎn)原理
　　按照煤氣發(fā)生爐內(nèi)生產(chǎn)過程進行的特征，從上之下分為五個層：燃料干燥層、干餾層、還原層、灰渣層。頭兩層組成燃料的準(zhǔn)備層，其次的兩個層是氣化層。進入煤氣發(fā)生爐的氣體，首先通過灰渣層，在此氣體稍微預(yù)熱，然后進入紅熱的焦炭表面，氣體中的氧在此與炭發(fā)生反應(yīng)，同時生產(chǎn)反應(yīng)產(chǎn)物CO2和CO，其中CO2的量通常較多，在反應(yīng)進行中放出大量的熱。在氧化層末端，隨著氧氣的耗盡，開始產(chǎn)生CO2 和H2O的還原過程，當(dāng)氣體進一步向上移動時，CO2 和H2O的還原過程繼續(xù)激烈進行，而到還原層末端，CO2和H2O的量就所剩無幾，氧化層和還原層緊密的相互聯(lián)系，在此兩層中，生成發(fā)生爐煤氣的可燃組分CO2 和H2。氣化層中自下而上地反應(yīng)如下：
　　4、煤氣爐引入富氧燃燒，提高煤氣熱值，降低煤耗
　　采用富氧燃燒能使煤氣中的氮含量減少，CO、H2增加，煤氣發(fā)熱值和煤氣發(fā)生爐的生產(chǎn)能力提高，提高熔窯的熔化狀況及生產(chǎn)能力，降低用煤量，減少熔窯廢氣排放量，提高熔窯的熱效率。
　　浮法玻璃生產(chǎn)線氮氫站制氮產(chǎn)生的廢氣中含氧量達35%，產(chǎn)量也較大（國內(nèi)某廠產(chǎn)量約1000立方米/小時）平時由純化器直接排入大氣，十分可惜。我們可以將這部分氣體通過一套輸送裝置引入煤氣爐，用于煤氣發(fā)生爐的氣化劑。經(jīng)測量表明可以使氣化劑中的氧含量由19％提高到23%左右，從而降低了氮氣的加入量，而隨著鼓風(fēng)中含量氧量的增加，為保證氣化層的溫度不至于引起灰分的煉結(jié)，也要相應(yīng)增加水蒸氣的加入量，水蒸氣到還原區(qū)后，與碳生成煤氣主要可燃成分CO和H2。此項目在二條線投入使用后，煤耗每天降低近10噸，每月節(jié)煤近300噸，每月為公司創(chuàng)效15萬元以上，每年可創(chuàng)效180萬元。
　　混合發(fā)生爐煤氣在一定程度上克服了水煤氣和空氣煤氣的缺點，氣化劑采用空氣和水蒸氣混合，而我們這次引入了富氧，用溫度來控制空氣中含有的水蒸氣量，這樣可以控制爐溫。水蒸氣送入爐內(nèi)后，在氧化層內(nèi)被加熱，從而降低了氧化區(qū)的溫度，而過熱的水蒸氣到還原區(qū)后，與灼熱的碳反應(yīng)成為氫氣和一氧化碳的可燃部分，又因還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，能降低還原層的溫度，同時使煤氣爐出口溫度也相應(yīng)降低，從而提高煤氣發(fā)生爐的熱效率。
　　煤炭的氣化是一種復(fù)雜的物理化學(xué)過程，它是煤炭經(jīng)干餾后殘留下來的焦碳在空氣或氧氣、水蒸氣混合氣以及其他氣體的作用下，生成可燃氣體的過程。即使固體燃料（煤）變成氣體燃料（煤氣）。
　　空氣中氧氣含量大約21%，制氮排放的廢氣氧含量大約為35%左右，將富氧引入煤氣鼓風(fēng)機進風(fēng)口混合后，氣化劑中氧含量由21%提高到23%左右。
　　氣化劑由原來的空氣加蒸氣改換為現(xiàn)在的空氣加富氧氣體加蒸氣。
　　發(fā)生爐調(diào)整的主要工藝指標(biāo)：飽和溫度比原指標(biāo)提高5℃，發(fā)生爐煤氣出口溫度比原指標(biāo)溫度降低20℃。
　　爐渣含碳量由14%下降到10%以下。兩條線的煤氣爐空氣總流量下降2000m3/h熱值增加，煤耗下降。
　　5、結(jié)束語：煤是不可再生的能源，在創(chuàng)建節(jié)約型社會和節(jié)約型企業(yè)的今天，煤作為玻璃生產(chǎn)線的主要原料，兩條線每天消耗近300噸煤，煤的成本占整個玻璃制造成本的20%左右。節(jié)煤降耗即節(jié)能降成本，采用富氧燃燒能提高煤氣發(fā)熱值，降低煤耗，減少熔窯廢氣排放量，提高熔窯的熱效率。