[發明專利]碳解水式燃氣發生器及燃氣生產工藝

無效

• 申請號: 201110258688.X
• 申請日: 2011-09-05
• 公開（公告）號: CN102352267A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 張一波
• 申請（專利權）人: 張一波
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/34;C10J3/30;C10J3/06;C10J3/82;C10J3/72
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技術領域

本發明涉及一種將固體燃料采用碳解水式工藝氣化產生燃氣的方法，具體一種碳解水式燃氣發生器，以及以固體燃料例如煤為原料使用所述燃氣發生器生產燃氣的工藝。

背景技術

固體燃料(例如煤)氣化是燃料利用技術的一個重要方向，它的任務是將固體可燃物轉化為便于燃燒的可燃氣體或化工原料——主要成分為一氧化碳和氫氣的混合氣。

已知水中的氫是熱值很高的氣體燃料，1986年版中等專業學校教材《無機化學》下冊第11章“氣體燃料”一段中詳細描述了水煤氣生產原理，其中在初始燃氣(例如H₂和CO)與空氣(O₂)燃燒時產生廢氣(H₂O+CO₂)和大量的熱量，即

燃氣(H₂和CO)+空氣(O₂)——>廢氣(H₂O+CO₂)+熱量...方程1；

然后碳原料(C)和水蒸汽(H₂O)在上面產生的高熱量作用下產生燃氣(H₂和CO)，即

碳原料(C)+水蒸汽(H₂O)-高熱量->燃氣(H₂+CO)...方程2；

另外，在高溫下，方程1產生的廢氣(H₂O+CO₂)與碳原料(C)經還原/裂解過程而進行反應，同樣可以生成燃氣(H₂+CO)，反應式為：

碳原料(C)+廢氣(H₂O+CO₂)-還原/裂解->燃氣(H₂+CO)...方程3。

從以上原理可見，這種方法可以借助碳原料燃燒使不可燃燒的水裂解，生成可燃燒的氫氣和一氧化碳。

長期以來，人們試圖獲得一種具有較高水/碳比轉化率的方法。例如，CN101570699A(中國專利申請號：200810246578.X；公開日：2009.11.04)公開了一種固體燃料氣化裝置，其包括氣化室和冷卻凈化室，冷卻凈化室入口處設置有第一冷卻介質分布器，其用于沿圓周方向向來自氣化室的高溫合成合氣注入低溫冷卻介質，從而使高溫合成氣體降溫并從中去除固體雜質。該專利文獻還提供了一種生產合成氣體的方法，包括：使固體燃料和氧化劑發生快速不完全反應，以生成高溫合成氣；沿圓周方向向所述高溫合成氣注入低溫冷卻介質，以凈化所述高溫合成氣并使其降溫。該專利文獻通過多次降溫、除雜和熱量回收，提高了最終獲得的合成氣的純凈度，該裝置不僅碳轉化率高，而且余能余熱回收效果好、水耗低、無污染。另外，CN101446413A(中國專利申請號：200810246579.4；公開日：2009.06.03)公開了一種組合式多噴嘴可燃粉體燃燒器。該燃燒器包括：位于燃燒器中心的點火燒嘴；和沿圓周方向均勻設置在點火燒嘴外圍的多個工藝燒嘴。其中，每個工藝燒嘴包括：位于工藝燒嘴中心的煤粉通道；和設置在煤粉通道外側的環形的第一氧化劑通道。該專利文獻將多個工藝燒嘴與點火燒嘴組合在一起，結構緊湊，燃燒效率和氣化效率提高。每個單獨的工藝燒嘴維修靈活，拆裝方便。多個工藝燒嘴可靈活地調節燃燒器的負荷，爐膛內介質通過多次撞擊混合均勻，火焰充滿度好，多層均勻的冷卻結構可有效的保護燃燒器，延長燃燒器使用壽命。此外，CN101121894A(中國專利申請號：200710147556.3；公開日：2008.02.13)公開了一種主要以水為氣化劑的碳解水式燃氣氣化生產工藝及裝置。其工藝是：碳原料由螺旋推進機推進氣化爐內，經加熱葉片燃燒子高壓氧焰的外力加熱，水蒸氣靠自身的壓力下進入氣化爐被加熱碳原料裂解生成燃氣。加熱燃燒所生成的廢氣也參加裂解或還原成燃氣。按照該專利文獻生產工藝設計的裝置有爐外部封閉結構，爐內部封閉結構及碳原料、爐渣進與出的機械結構，外力加熱結構，水蒸氣生成進入，生成燃氣的排出通道結構。該專利文獻對氣化用碳原料適用性廣，氣化效率高，生產出的燃氣熱值高，終端用戶可減少CO₂氣排放及可大量節約利用生物質能源、化石能源。然而，現有的方法在水/碳比轉化率方面仍然較低，和/或適用于該方法的裝置結構復雜、效能低下。

因此，本領域仍然期待有新穎的方法或裝置，所述方法期待有較高的效能，和/或所述裝置結構更簡單和/或效能更高。

發明內容