專利名稱：半干餾煤氣發(fā)生爐及制氣法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所要給出的是一種新型的煤氣發(fā)生裝置-半干餾煤氣發(fā)生爐及制氣工藝流程方法。
現(xiàn)有技術(shù)如反火型煤氣發(fā)生爐(CN86206045.1U)采用反火氣化原理，可敞開爐上部燃料面層，氣化反應(yīng)運(yùn)行時(shí)可間隙用機(jī)械加煤，供爐內(nèi)連續(xù)氣化反應(yīng)。爐體外設(shè)置-水箱安裝潛水吸風(fēng)機(jī)，由真空抽氣口，通過(guò)真空管道將爐出煤氣抽吸到煤氣洗滌器內(nèi)。爐體下部設(shè)有水封池，可將灰渣間隙或連續(xù)排入池內(nèi)，由設(shè)置在爐下部的絞龍將灰渣排出爐外。氣化運(yùn)行時(shí)爐內(nèi)料層由上而下地分布為干燥層，干餾層，氧化層，還原層及灰渣層，雖具有一定的先進(jìn)性，然而并沒有擺脫原有各種煤氣發(fā)生爐共有的缺陷。即爐出煤氣熱值都較低，如用無(wú)煙煤料與空氣和水蒸氣作氣化劑時(shí)，制取的混合煤氣發(fā)熱量只有1200大卡/立方米左右，僅限于一般工業(yè)生產(chǎn)燒用煤氣。因空氣中含有7.8%以上的氮(N2)，因氮(N2)在煤氣中屬不可燃的惰性氣體，目前人們?cè)O(shè)法將空氣中的氮(N2)分離為富氧空氣或用氧(O2)與水蒸氣混合，作氣化劑來(lái)制取中熱值煤氣。
本發(fā)明提出的目的在于克服因現(xiàn)有各種煤氣發(fā)生爐都無(wú)法直接用空氣和水蒸氣作氣化劑來(lái)制取中熱值煤氣的難題，而提出一種新型爐及制氣工藝-半干餾煤氣發(fā)生爐及制氣工藝方法，將固體燃料煤轉(zhuǎn)化為中熱值煤氣，實(shí)現(xiàn)以煤代油發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和改善人民生活環(huán)境。
本發(fā)明給出的設(shè)計(jì)思想及技術(shù)解決方案采用爐內(nèi)自產(chǎn)部份可燃?xì)怏w，返回爐內(nèi)直接與進(jìn)入爐內(nèi)的空氣和水蒸氣發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)。使?fàn)t煤料處于高溫半缺氧中而被干餾，同時(shí)釋放出大量的碳原子(C)與經(jīng)爐內(nèi)高溫分解水蒸氣中的氫(H2)結(jié)合，生成碳?xì)浠衔锏雀鞣N高中熱值成份的可燃?xì)怏w。
具體技術(shù)方案煤制氣技術(shù)工藝氣化方法，是不用富氧和純氧。而用水蒸氣經(jīng)爐周圍夾套予熱和空氣從爐頂部進(jìn)入爐內(nèi)，直接與被加入爐內(nèi)的可燃?xì)怏w發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)，爐溫可高達(dá)1800℃左右。同時(shí)對(duì)進(jìn)入爐內(nèi)的水蒸氣分解率可比現(xiàn)有各種常壓爐高50%以上。
因用可燃?xì)怏w返回爐內(nèi)直接與空氣和水蒸氣發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)時(shí)的爐溫較高，熱擴(kuò)散性好，氧化層高溫區(qū)厚度大，能為繼續(xù)從上而下進(jìn)入下面還原層中的二氧化碳(CO2)，在還原時(shí)所需的大量熱創(chuàng)造了有利條件。當(dāng)經(jīng)還原后的一氧化碳(CO)被繼續(xù)吸入爐下部灰渣層低溫區(qū)時(shí)，因受加入爐內(nèi)催化劑的影響，與氫(H2)聚合反應(yīng)生成甲烷(CH4)，其含量可比其他各種常壓煤氣發(fā)生爐高5-10倍。碳?xì)浠衔?CmHn)含量可達(dá)6%左右。由于用可燃?xì)怏w返回爐內(nèi)，直接與空氣和水蒸氣發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)時(shí)的爐溫高，熱擴(kuò)散性好，使煤料處于高溫半缺氧狀態(tài)而被導(dǎo)熱干餾時(shí)的料粒溫度較為穩(wěn)定，約在800℃左右，符合用低溫制取中熱值煤氣的要求。從而有效地克服了現(xiàn)有各種常壓煤氣發(fā)生爐，因用煤料在爐內(nèi)直接與氣化劑發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)時(shí)的溫度過(guò)于集中，熱擴(kuò)散性小，并且由于煤料粒度有大小、氣流阻力不均，形成局部溫度過(guò)高，易使火區(qū)偏流、穿孔，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成煤料熔結(jié)，迫使?fàn)t內(nèi)氣化反應(yīng)層次混亂，二氧化碳(CO2)得不到充分還原，爐出煤極不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。
附圖
是本發(fā)明給出的結(jié)構(gòu)剖示圖。
圖中1是爐座水封，2是絞龍出渣器，3是抽吸煤氣管，4是一次蒸氣予熱進(jìn)口，被設(shè)在爐體周圍夾套內(nèi)，5是灰盤下渣器，它設(shè)在爐底部，6是爐中下部甲烷(CH4)摧化層，7是可燃?xì)膺M(jìn)口，被設(shè)在爐內(nèi)燃燒器外部，8是爐內(nèi)燃燒器，9是二次蒸氣予熱進(jìn)口，它設(shè)在防爆震爐蓋下部，10是爐頂二次蒸氣予熱器，被設(shè)在防爆震爐蓋下部，11是防爆震爐蓋，它設(shè)在緊靠空氣調(diào)節(jié)閥下部，12是進(jìn)爐空氣調(diào)節(jié)閥，被設(shè)在爐頂部，13是爐底破渣圈，它設(shè)在爐內(nèi)底部，14是圈軸齒輪，15是水封圈，16是聚渣器，被設(shè)在爐座水封內(nèi)，并在爐體外部還專門設(shè)置與抽吸煤氣3相連接的水環(huán)式真空泵、氣水分離冷凝器、凈化煤氣調(diào)壓儲(chǔ)氣罐、電控柜、爐上操作平臺(tái)、小扶梯、電動(dòng)提升加料設(shè)備及氣體流量表、壓力表、溫度計(jì)等。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步加以描述技術(shù)解決方案半干餾煤氣發(fā)生爐及制氣工藝流程方法，在氣化運(yùn)行前，首先打開設(shè)置在爐頂部并且緊靠空氣調(diào)節(jié)閥12下部的防爆震爐蓋11，對(duì)爐內(nèi)加入煤料，采用設(shè)置在爐體外的水環(huán)式真空泵抽吸爐內(nèi)煙氣，待爐內(nèi)火層達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，打開設(shè)置在爐頂部防爆震爐蓋上的空氣調(diào)節(jié)閥12，同時(shí)關(guān)上防爆震爐蓋11，開啟蒸氣予熱進(jìn)口4，將濕蒸氣輸入爐周圍夾套予熱后，再?gòu)亩斡锜嵴魵膺M(jìn)口9將蒸氣進(jìn)入爐頂防爆震爐蓋11下的二次蒸氣予熱器10內(nèi)，再次經(jīng)予熱干燥后由爐口進(jìn)入爐內(nèi)，爾后打開可燃?xì)怏w進(jìn)口7，將可燃?xì)怏w輸入爐內(nèi)燃燒器8中，與空氣和水蒸氣混合發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)，在釋放大量熱能的同時(shí)使煤料處于高溫半缺氧中而被導(dǎo)熱干餾和半氧化之中，同時(shí)釋放出大量的碳原子，與經(jīng)爐內(nèi)高溫分解水蒸氣中的氫(H2)結(jié)合反應(yīng)生成碳?xì)浠衔?CmHn)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)等混合氣體。在水環(huán)式真空泵的作用下，繼續(xù)將生成的混合氣體抽吸到爐中部還原層中，使混合氣體中的部分二氧化碳(CO2)繼續(xù)被充分還原為一氧化碳(CO)，當(dāng)爐內(nèi)產(chǎn)生的可燃?xì)怏w再繼續(xù)向下，進(jìn)入爐中下部甲烷(CH4)催化層時(shí)溫度約在300-450℃時(shí)，因受催化劑的影響，而使一氧化碳(CO)和氫(H2)發(fā)生聚合反應(yīng)，生成部份甲烷(CH4)，最后通過(guò)抽吸煤氣管3抽吸到設(shè)置在爐體外的水環(huán)式真空泵內(nèi)，經(jīng)轉(zhuǎn)速洗滌純化。同時(shí)可在循環(huán)水中加入適量的除脫劑，進(jìn)行二次純化除脫和半凈化煤氣中的二氧化碳(CO2)和硫化氫(H2S)等有害氣體。上述氣化過(guò)程，具體是指爐內(nèi)產(chǎn)出可燃?xì)怏w和經(jīng)二次循環(huán)洗滌、純化，冷卻至25℃左右的凈化煤氣，被輸入高壓儲(chǔ)氣罐內(nèi)的過(guò)程。
半干餾煤氣發(fā)生爐，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、使用安全方便、氣化性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，能有效地為普及我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)以煤代油，和改善人民生活環(huán)境、提供投資少、見效快、效益高、成本低的中熱值煤氣。
權(quán)利要求
1.一種主要由氧化層、還原層、圈軸齒輪14，水封圈15，抽吸煤氣管3，絞龍出渣器2，爐座水封及機(jī)械加煤裝置組成的半干餾煤氣發(fā)生爐，其特征是在爐頂設(shè)置空氣調(diào)節(jié)閥12，緊靠空氣調(diào)節(jié)閥12下部設(shè)有一個(gè)防爆震爐蓋11，在防爆震爐蓋下設(shè)有二次蒸氣予熱器10，下部設(shè)有予熱蒸氣進(jìn)出口管接頭9和爐內(nèi)設(shè)有燃燒器8，在爐內(nèi)燃燒器的外部設(shè)有可燃?xì)怏w進(jìn)口套管接頭7，爐中部設(shè)有甲烷(CH4)催化層6，爐底部設(shè)有灰盤下渣器5，爐體周圍夾套設(shè)有一個(gè)一次蒸氣予熱進(jìn)口4，在爐內(nèi)底部設(shè)有破渣圈13，在爐座水封內(nèi)還設(shè)有聚渣器16，它將灰渣聚入絞龍出渣器內(nèi)，另在爐體外部還專門設(shè)置與抽吸煤氣管3相連接的水環(huán)式真空泵，氣水分離冷凝器，凈化煤氣調(diào)壓儲(chǔ)氣罐，電控柜，爐上操作平臺(tái)，小扶梯，電動(dòng)提升加料設(shè)備及氣體流量表、壓力表、溫度計(jì)等。
2.半干餾煤氣發(fā)生爐的制氣工藝流程方法，是用空氣和水蒸氣經(jīng)爐周圍夾套一次予熱，再?gòu)臓t頂經(jīng)二次予熱器，使干蒸氣進(jìn)入爐內(nèi)直接與被加入爐內(nèi)的可燃?xì)怏w發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)，這樣爐內(nèi)煤料處于高溫半缺氧中而被導(dǎo)熱干餾，在釋放出大量碳原子的同時(shí)與經(jīng)爐內(nèi)高溫分解水蒸氣中的氫(H2)結(jié)合反應(yīng)生成碳?xì)浠衔?CmHn)和一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)等混合氣體，在繼續(xù)被抽吸進(jìn)入下面還原層中，使二氧化碳被充分還原為一氧化碳，爾后在繼續(xù)進(jìn)入爐中下部催化層中受催化劑的影響使一氧化碳(CO)和氫(H2)被催化聚合反應(yīng)生成甲烷(CH4)，最后通過(guò)抽吸氣煤氣管3，抽吸到設(shè)置在體外的水環(huán)式真空泵內(nèi)經(jīng)轉(zhuǎn)速洗滌，同時(shí)可在循環(huán)水中加入適量的除脫劑，進(jìn)行二次純化除脫和半凈化煤氣中的二氧化碳(CO2)和硫化氫(H2S)等有害氣體。
全文摘要
半干餾煤氣發(fā)生爐及制氣法，采用爐內(nèi)自產(chǎn)部分可燃?xì)怏w，加入爐內(nèi)直接與空氣和水蒸汽在爐內(nèi)發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)，使煤料處于爐內(nèi)高溫半缺氧中而被導(dǎo)熱干餾。大量碳原子與被分解水蒸汽中的氫結(jié)合，生成碳?xì)浠衔?，甲烷、一氧化碳等。結(jié)構(gòu)主要有防爆震爐蓋、爐內(nèi)燃燒器、半干餾氧化層、還原層、可燃?xì)怏w進(jìn)口、爐上、中部預(yù)熱夾套、爐體水封圈等。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、使用安全方便，氣化性能穩(wěn)定，投資少、見效快、效益高、成本低。
文檔編號(hào)C10B57/00GK1050213SQ8910244
公開日1991年3月27日 申請(qǐng)日期1989年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月14日
發(fā)明者韓連恩 申請(qǐng)人:韓連恩