[實用新型]高效煤炭氣化爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820126112.1
• 申請日: 2008-06-19
• 公開（公告）號: CN201362695Y
• 公開（公告）日: 2009-12-16
• 發(fā)明（設計）人: 侯長連
• 申請（專利權(quán)）人: 侯長連
• 主分類號: C10J3/58
• 分類號: C10J3/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本實用新型屬于一種煤炭氣化爐，是將固體燃料的煤炭氣化成氣體燃料的裝置。

背景技術(shù)

煤炭的直接燃燒產(chǎn)生大量污染，高效及清潔利用煤炭是一個重大課題。將煤炭轉(zhuǎn)化為煤氣，即煤氣化可明顯改善燃燒狀況，減少對大氣的污染，提高燃燒效率及自動化水平。目前國內(nèi)、外公知的煤炭氣化技術(shù)有多種方式，其共同特點均采用在氣化爐內(nèi)部燃燒部分煤炭的方法提供氣化反應所需的熱量。采用空氣、蒸汽氣化方法成本較低，設備簡單。由于鼓入空氣燃燒部分煤炭后造成大量N₂及CO₂進入煤氣中，現(xiàn)有的煤氣化爐普遍存在煤氣熱值較低等問題。采用高壓、氧氣氣化，上述問題得到緩解，但又遇到設備投資大，運行成本高等問題。采用純蒸汽作為氣化劑氣化煤炭可產(chǎn)生煤氣熱值較高的水煤氣，且煤氣中幾乎不含有N₂、CO₂，但現(xiàn)有的煤炭氣化爐由于技術(shù)所限，無法將水蒸氣加熱到1000℃以上，水蒸氣所帶入物理熱遠不能滿足氣化反應所需的熱量。因此現(xiàn)有的水煤氣生產(chǎn)必須采用間歇式操作方法周期性地進行工作，即一個水煤氣生產(chǎn)工作循環(huán)一般由以下6個階段組成，即空氣鼓風階段、蒸汽吹凈階段、蒸汽上吹階段、蒸汽下吹階段、蒸汽二次上吹階段以及空氣吹凈階段。其中，前兩個階段產(chǎn)生的煤氣必須放散，后四個階段產(chǎn)生的水煤氣經(jīng)過冷卻和凈化處理后做為產(chǎn)品煤氣加以利用。此方法部分煤氣被放散，生產(chǎn)成本較高，煤氣中N₂、CO₂含量超過10％，氣化效率及熱效率均低于60％。

發(fā)明內(nèi)容

煤炭與水反應生成水煤氣，其反應方程式為：

C+H₂O＝CO+H₂??-118830KJ

從能量轉(zhuǎn)換和能源利用的角度，現(xiàn)有的水煤氣氣化技術(shù)效率很低，所以主要為化工行業(yè)所使用，無法做為大規(guī)模氣化工藝。其原因主要是煤炭氣化反應必須在高達1000℃左右的溫度下進行，且為吸熱反應。若使反應連續(xù)進行，采用水蒸氣做為單一氣化劑時，水蒸氣溫度必須達到1800℃才能滿足氣化反應所需的熱量，現(xiàn)有技術(shù)無法做到。

本實用新型采用蓄熱式技術(shù)并使用部分煤氣循環(huán)方法產(chǎn)生1000℃以上的高溫過熱水蒸氣和煤氣的混合氣體做為熱載體，為煤炭氣化反應提供充足的反應熱，使煤炭高效連續(xù)氣化并生產(chǎn)高熱值煤氣提供了可靠途徑。

本實用新型的煤炭氣化爐采用單一的高溫過熱水蒸氣進行氣化，產(chǎn)生高熱值的水煤氣，煤氣中幾乎不含N₂、CO₂。本實用新型所述的氣化爐為豎爐，煤炭由爐頂經(jīng)加煤密封裝置進入爐內(nèi)，爐內(nèi)自上而下依次分為干餾段和氣化段，并設有2個煤氣出口。爐體上部的干餾段煤氣出口為低溫外供煤氣出口，爐體下部氣化段的煤氣出口為中溫循環(huán)煤氣出口，中溫循環(huán)煤氣出口溫度為600～800℃。由中溫循環(huán)煤氣出口導出的氣化段中溫循環(huán)煤氣經(jīng)中溫管道進入除塵汽化裝置，在中溫循環(huán)煤氣進入除塵汽化裝置的同時向裝置內(nèi)噴入大量的循環(huán)水，將煤氣的顯熱用于汽化水產(chǎn)生水蒸汽，同時煤氣中的灰塵被清除，煤氣溫度被降到70～130℃，并與產(chǎn)生的大量水蒸汽充分混合。除塵汽化裝置產(chǎn)生的低溫混合氣體由與此裝置相連的循環(huán)風機及管道送入蓄熱式高溫氣體發(fā)生器。在高溫氣體發(fā)生器內(nèi)，該氣體被加熱到1000℃以上，然后經(jīng)管道及煤炭氣化爐下部的噴口被送入爐內(nèi)。此高溫混合氣體為煤炭氣化反應提供反應熱和氣化劑，煤炭與其中的水蒸氣反應生成水煤氣。由于氣化反應由高溫混合氣體提供反應熱，水蒸氣作為氣化劑，使氣化爐內(nèi)煤炭的氣化反應連續(xù)進行，在爐內(nèi)沒有常規(guī)氣化爐的煤炭直接燃燒過程，所以煤氣中幾乎沒有N₂、CO₂，煤氣熱值大幅度提高，煤炭氣化效率及熱效率均可達到90％以上。

附圖說明

附圖1是高效煤炭氣化爐系統(tǒng)示意圖。

圖中標號表示：1.氣化爐爐體，2.干餾段，3.氣化段，4.中溫循環(huán)煤氣出口，5.循環(huán)水泵，6.除塵汽化裝置，7.循環(huán)水池，8.低溫混合氣體管道，9.低溫混合氣體循環(huán)風機，10.高溫混合氣體發(fā)生器，11.高溫混合氣入口，12.外供煤氣出口，13.旋風除塵器，14.電捕焦油器，15.電捕輕油器，16.加壓風機

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1對本實用新型做進一步說明。