[發明專利]一種煤與氧制造無氮煤燃氣的反應裝置及其制造工藝

在審

• 申請號: 201010572913.2
• 申請日: 2010-12-05
• 公開（公告）號: CN102002398A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 孔令增
• 申請（專利權）人: 孔令增
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;C10J3/52;F02C6/00;F02B43/08;F02B63/04;F25J3/08
• 代理公司: 山東濟南齊魯科技專利事務所有限公司 37108
• 代理人: 陳月華

技術領域

對煤、石油、天然氣等消耗、燃燒使用方式從根本上進行改革，改革后僅國內即可節省近十億噸煤炭、二億噸以上石油資源，減少排放二氧化碳65%以上，降低污染重大的技術開發領域。

背景技術

世界能源科學技術的發展至今，引用二項重大技術引證本發明“一種煤炭與氧氣制造無氮煤燃氣和煤液化氣的反應裝置”技術項目重大而可行性；第一，為了減碳、提能、降污，國外火力發電廠曾經進行用煤粉噴入渦輪運轉發電，經渦輪的燃氣熱能量、足夠滿足送入原有火力熱能發電系統進行正常運轉發電。該技術將煤炭熱能效率提高到75%以上，公認該技術實施等于用一個火力發電廠的煤炭用量能帶動兩個等量火力發電廠作用和功能，節省近一半的煤炭。因為沒有攻克煤粉噴射渦輪過程中對渦葉致命的磨損，造成無法正常持續使用。但是從技術上證明：一個火力發電廠的煤炭用量經渦輪效能提高一倍是可以確定的。第二，為了解決內燃機降排、提能，國外在內燃機氣路系統增加3%的氫氣，使內燃機功率提高30%、排污降低30%，技術很成功。但制氫裝置未解決，而正在普遍將液化氣用在小型機動車輛的內燃機，效果與汽油、柴油相比：功能、減排、降耗效果倍增。

煤氣發生爐；大量的煤氣發生爐用空氣做氣化劑與煤炭反應，生成含50%以上無效能的氮氣，20%一氧化碳、10%的氫氣，少量的二氧化碳等混雜氣體，由于氮氣占氣體的50%以上。用于推動內燃機動力機器效果不好，只有減少或無氮氣的煤氣才能有效推動內燃機動力機器，發揮、提高煤炭氣化利用價值。

氧氣與焦炭反應一氧化碳；用氧氣與塊度、厚層排放的焦炭發生一氧化碳專利技術，雖然解決了燃氣消除氮氣問題。但是，焦炭不能在反應裝置內變成懸浮焦粉，相對氧氣流動，難以增加碳氫物投入；產生碳氫、更多的氫氣成分。而直接使用各種煤炭與氧氣反應：一是容易在密閉反應裝置內實現對各種煤炭高溫，重壓研碾變成懸浮可流動的煤粉。二是借以增加碳氫物，額外再電加熱投入更多的蒸汽，使之產生含氫量達到25%、碳氫10%、一氧化碳50%以上、達到渦輪、內燃機能夠使用，合成重量單位計算發熱量的效果接近或超過石油。

上述各項技術和使用，減碳、降污、提能關鍵是將燃料轉成氣化的無氮燃氣，里面還需少量碳氫、氫氣，能夠推動渦輪、內燃機。

發明內容

本發明一種煤炭與氧氣制造無氮煤燃氣和煤液化氣的反應裝置：提出各種煤炭、碳氫物、微量水霧與氧氣共同輸入密閉旋轉罐體裝置，測試鎖定符合煤炭自燃的控溫、十幾層重襯鐵強壓力磨盤式逐級摩擦研磨，使之各種煤炭、碳氫物、微量水與氧氣發生臨界自燃氧化反應出一氧化碳等氣體，即產出“無氮煤燃氣”。產出的氣體50%以上為一氧化碳、不低于10%碳氫氣體、20%氫氣的含量，發熱量接近石油，這些原料配比在罐中混合，反應成無氮煤燃氣氣體。而這種無氮煤燃氣在火力發電廠鍋爐前；增加設置燃氣渦輪發電機組取代原有噴供煤粉燃燒位置，由高溫煤燃氣經保溫管路直接輸入渦輪燃燒驅動發電，運轉渦輪中燃氣熱能、流向輸入火力發電鍋爐進行正常發電系統，形成熱能利用率雙倍提高。關鍵是：煤炭轉化成無氮煤燃氣體，解決和替代了煤粉噴射燃燒渦輪遇到致命磨損葉輪難題。而燃氣渦輪運轉系統已經是成熟的動力設備和技術，實際所產生的熱能效率、經濟效益、凈化環境、附帶產出無氮煤燃氣體效益成倍提高。

本發明煤炭與氧氣制造無氮煤燃氣、煤液化氣反應系統及用途：目的采用純氧氣配有水霧直接與煤炭添加碳氫物為一體混合加入密閉的轉動罐體內；溫控300-600℃、十幾層轉動重襯鐵磨盤逐級相對摩擦研磨，產生較純一氧化碳、碳氫、氫、及水汽和少量的貧氧、二氧化碳。這種混合氣體由于一氧化碳達到50%以上、氫氣20%、碳氫10%，稱為無氮煤燃氣。無氮煤燃氣可直接輸入渦輪發電系統使用，其中的意義就是：實現有效成份一氧化碳含量高、濃度飽和的工業合成氣體“無氮煤燃氣”能夠推動燃氣渦輪、內燃機，用于改革煤炭、石油燃燒方式，節省資源50%以上，成倍降低排污、能耗效果。

所有發電廠至今沒辦法解決輸電每日內的高、低谷峰儲能問題，低谷期間變成無效電能白白浪費掉，無效電能轉儲能技術至今未進展。本發明一種煤炭與氧氣制造無氮煤燃氣和煤液化氣的反應裝置：需要利用發電廠每天21時-8時輸電低谷期間和無效電能大量來轉化制造氧氣、液化氧、煤燃氣液化、生產加工內燃機用煤液化氣，可有效利用發電廠低谷電能力30%足夠完成整個本發明技術、設施系統24小時不停運轉。