專利名稱：全密相旋流床粉煤制氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型“全密相旋流床”粉煤制氣裝置是屬于制煤氣設(shè)備，特別是滿足小規(guī)模居民用氣的煤氣設(shè)備。
近年來，單獨(dú)作為城市煤氣氣源的煤氣裝置主要是焦?fàn)t和直立爐。這兩種爐型不僅對煤種要求嚴(yán)格，而且其使用規(guī)模和投資規(guī)模及技術(shù)復(fù)雜程度都超過了工礦居民區(qū)和中小城市的承受能力。用水煤氣或兩段爐煤氣等工業(yè)煤氣直接作為民用氣源，因一氧化碳含量過高，使用很不安全。對上述工業(yè)煤氣采用油制氣增熱或一氧化碳變換二氧化碳脫除或部份甲烷化處理后供民用，使制氣工藝復(fù)雜化，而且這些爐型均為固定床工藝，必須使用塊煤，也為推廣使用增加了難度，不適宜做小規(guī)模氣源。
在國外，雖有多種粉制煤氣化技術(shù)，但都向高溫、高壓和大型化發(fā)展，也不適合我們的小型化要求。
國內(nèi)目前粉制煤氣化研究最好的成果顯示煤氣熱值仍在9MT／NM(2200KCal／NM)左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于14.6MJ／NM(3500KCal／NM)的城市煤氣熱值指標(biāo)。有害物一氧化碳含量在20％左右，大于10％的一般要求。
本實(shí)用新型的目的是提出一種“全密相旋流床粉煤制氣裝置”。該裝置為常壓制氣，以空氣和水蒸汽為氣化劑，用劣質(zhì)粉煤直接生產(chǎn)合格的城市煤氣。其低熱值大于14.65MJ／NM(3500KCal／NM)，一氧化碳含量小于10％。其供氣規(guī)模小至2000戶，大至10000戶，其投資低于我國城市煤氣工程戶均投資水平，適合工礦居民區(qū)和中小城市的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)承受力。
本實(shí)用新型的目的是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的所提出的“全密相旋流床”粉煤制氣裝置，包括干餾爐，氣化爐以及備煤，煤氣凈化和電控系統(tǒng)等附屬設(shè)備組成。其主要設(shè)備干餾爐裝在耐火材料砌成的爐膛內(nèi)。干餾爐的下部為正截圓錐體，次下部和中部為錐度不同的倒圓錐體，上部為圓柱體的四部份組成的連接體，下部和次下部的連接部位呈雙曲線光滑連接，氣化爐爐體非金屬耐火材料制成，爐體的下部呈截圓錐體，次下部和中部為錐度不同的倒截圓錐體，次中部和上部為直徑不同的圓柱體的筒體，下部與次下部的接界為雙曲線光滑面。
下面通過附圖，并結(jié)合“全密相旋流床”粉煤干餾制氣的工藝過程詳細(xì)說明本實(shí)用新型粉煤制氣裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。


圖1是“全密相旋流床”粉煤干餾制氣的工藝過程。
圖2是干餾爐結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是氣化爐結(jié)構(gòu)示意圖。
從
圖1可以看出，原煤經(jīng)粉碎干燥(1)進(jìn)入干餾爐(2)生成的煤氣，半焦和少量焦油蒸汽，出爐后經(jīng)旋風(fēng)分離器(4)使氣、固、液三相分離。爐膛生成的煙經(jīng)廢熱鍋爐(3)以后排放出去。
旋風(fēng)分離器(4)分離出來的粗煤氣經(jīng)過熱器(5)，間冷(6)淋洗(7)脫流(13)等幾道工序送入氣柜(15)供民用。
另外，從旋風(fēng)分離器(4)分離的熱態(tài)半焦送入氣化爐(8)，同時(shí)經(jīng)過熱器(5)，間冷工序(6)生成的焦油和蒸汽也送入氣化爐。氣化爐(8)生成的煤氣和灰渣經(jīng)旋風(fēng)分離器(10)分離，灰渣經(jīng)過熱換器(14)排出，粗煤氣經(jīng)過熱器(11)，淋洗(12)，成為工業(yè)煤氣，這部分工業(yè)煤氣經(jīng)脫硫(13)也可進(jìn)入氣柜(15)供民用。從過熱器(11)出來的部分煤氣進(jìn)入干餾爐(2)的爐膛作為燃料，加熱干餾爐。
圖2是干餾爐結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，干餾爐是位于防火材料的爐膛之中，干餾爐基本分為下部(16)，次下部(17)，中部(18)和上部(25)。下部(16)為一正截圓錐，氣化劑入口(20)位于正截圓錐下面的圓筒的側(cè)面。倒截圓錐形的次下部(17)和下部(16)形成一個(gè)中間收縮的喉管，這種形狀使進(jìn)氣通暢，而且粉煤反應(yīng)形成的固相半焦便于排放。進(jìn)料口(19)位于倒截圓錐形的中部(18)的下方。次中部(17)的錐度和中部錐度不同，使粉煤和氣化劑形成的“床面”上升速度不致太快，形成“金屬相旋流床”。上部為圓柱體，流化態(tài)在此進(jìn)入穩(wěn)定階段。圖2中(22)是燃燒劑入口，(23)為排煙口，使?fàn)t膛內(nèi)達(dá)到反應(yīng)所需要的約900℃高溫。
當(dāng)粒徑5mm以下的粉煤，從料斗入口(19)進(jìn)入干餾爐，控制溫度、壓力、操作速度等各項(xiàng)參數(shù)煤粉就被爐底氣化劑入口(20)旋轉(zhuǎn)向上的空氣和水蒸汽混和氣流浮起而形成流化態(tài)。隨煤料不斷加入，“床面”不斷增高，當(dāng)“床面”接近爐頂出口(23)時(shí)，固相顆粒隨出口加速的氣相介質(zhì)溢出爐外，如此連續(xù)下去，煤料在爐內(nèi)受熱進(jìn)行干餾和部份氣化反應(yīng)，生成煤氣，半焦和少量焦油蒸汽。出爐口經(jīng)旋風(fēng)分離器(4)和冷卻塔使氣、固、液三相分離，從而完成干餾制氣過程。
干餾爐的下部給料方式?jīng)Q定給料壓力必須大于床層全部靜壓力，而且因給料器必須穿過外熱爐膛高溫區(qū)，為確保給料過程氣密良好和給料器冷卻良好，采用了不等距螺旋給料器和水套降溫。因爐體受熱膨脹造成爐體升高，須使用桿件傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使給料器和爐體保持同步位移。
圖3是氣化爐結(jié)構(gòu)簡圖，從圖3可以看出，氣化爐爐體是由非金屬耐火材料制成的，爐體下部(27)為正截圓錐體，次下部(28)和中間(30)為錐度不同的倒圓錐體，次中部(29)和上部(31)為直徑不同圓柱體的筒體，下部(27)和次下部(28)接觸部為雙曲線光滑面。給料口(36)位于次下部(28)的下方，次下部(28)的上方和中部下方分別有焦油入口(34)，(33)，中部下方蒸汽入口(32)，產(chǎn)品出口(35)位于爐體的頂部。氣化劑入口(26)位于給料口(36)的水平面以下。氣化劑(26)入口(26)相對爐體角度很小，使氣體旋流入爐。同時(shí)給料口(36)也是以旋流方式進(jìn)入爐體，形成“全密相旋流床”。次中部(29)和上部(31)為筒體，使旋流床在此經(jīng)過一個(gè)穩(wěn)定階段。從干餾爐(圖2)經(jīng)旋風(fēng)分離器(4)分離出來的熱態(tài)半焦從氣化爐下部送料口(36)送入爐內(nèi)，被從爐底氣化劑入口(26)進(jìn)入的旋轉(zhuǎn)向上的空氣和水蒸汽的混合氣流浮起。形成硫化態(tài)，并進(jìn)行氣化反應(yīng)，隨半焦的不斷加入，“床面”不斷增高，同時(shí)和焦油入口(33)，(34)，蒸汽入口(32)送入的焦油和蒸汽的混合氣霧相遇上升，進(jìn)行焦油熱解反應(yīng)，生成的煤氣和灰粒從上部出口(35)一起溢出氣化爐外。如此連續(xù)下去，半焦和焦油在爐內(nèi)完成氣化反應(yīng)。本實(shí)用新型“全密相旋流床”粉煤制氣裝置，可用劣質(zhì)粉每煤生產(chǎn)中熱值城市煤氣，投資少，工藝簡單，操作容易，適合小規(guī)模用氣單位經(jīng)濟(jì)技術(shù)承受能力；在操作過程中，可用較少的流化介質(zhì)實(shí)現(xiàn)流化態(tài)操作，操作范圍寬；爐內(nèi)有效容積大，原料在爐內(nèi)停留時(shí)間長，反應(yīng)充分；因操作中要求速度低，粉料飛損少，設(shè)備磨損小，環(huán)境污染小，容易治理。
權(quán)利要求1.“一種全密相旋流床”粉煤制氣裝置，由主要設(shè)備干餾爐、氣化爐以及備煤、煤氣凈化和電控系統(tǒng)等附屬設(shè)備組成，其特征在于干餾爐的爐體是裝在耐火材料砌成的爐膛內(nèi)，其爐體的下部(16)是正截圓錐體，次下部(17)和中部(18)為錐度不同的倒截圓錐體，上部(25)為圓柱體的四部分連接通體；下部(16)和次下部(17)的連接部位呈雙曲線光滑連接；產(chǎn)品出口(24)位于爐體上部，氣化劑入口位于爐體低部并有使氣體旋流入爐的裝置，給料口(19)位于中部(18)的下面；氣化爐是由非金屬材料制成，爐體下部(29)呈正截圓錐體，次下部(27)和中部(30)為錐度不同的倒截圓錐體，次中部(29)和上部(31)為直徑不同的圓柱體筒體，下部(27)與次下部(28)的結(jié)合部為雙曲線光滑面，給料口(36)位于次下部下面，氣化劑入口(26)位于爐底，產(chǎn)品出口(35)位于爐體頂部，在給料口(36)水平面以上有焦油入口(34)，(33)，和蒸汽入口(32)。
專利摘要本實(shí)用新型“全密相旋流床”粉煤制氣裝置是滿足小規(guī)模居民用氣的煤氣設(shè)備。其主要結(jié)構(gòu)由干餾爐、氣化爐以及備煤、煤氣凈化和電控系統(tǒng)等附屬設(shè)備組成。干餾爐的爐腔由正截圓錐體的下部、倒截圓錐體的次中部和中部成為連接通體。氣化爐的爐體下部為正截圓錐體，次下部和中部為錐度不同倒截圓錐體，次中部和上部為不同的圓柱體筒體，其結(jié)構(gòu)特征使流化態(tài)床面形成“全密相旋流床”，產(chǎn)生熱值高、含一氧化碳少的民用煤氣。
文檔編號C10J3/48GK2060776SQ8921442
公開日1990年8月22日 申請日期1989年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月27日
發(fā)明者莽薇莎, 梁國棟 申請人:莽薇莎, 梁國棟