[發明專利]熱回收式燃氣制備系統及其燃氣制備方法

有效

• 申請號: 201110267946.0
• 申請日: 2011-09-09
• 公開（公告）號: CN102358849A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 劉海峰;梁欽鋒;徐頌;李季偉;郭曉鐳;代正華;李偉鋒;許建良;龔欣;王輔臣;于廣鎖;王亦飛;周志杰;陳雪莉;郭慶華;王興軍
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;浙江赤道筑養路機械有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/84;C10J3/86;C10J3/46;C10J3/50;C10J3/72
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 朱水平;楊東明

技術領域

本發明涉及一種燃氣制備系統，特別是涉及一種熱回收式燃氣制備系統 及其燃氣制備方法，其基于氣流床氣化及廢鍋熱量回收技術。

背景技術

我國分布廣泛的建筑、建材、交通、陶瓷、玻璃、冶金、機械制造和輕 紡等行業每年需要大量的工業燃氣，用于加熱各種窯、爐或直接加熱產品或 半成品。其中，作為工業燃氣重要來源的天然氣由于其供應能力和需求的增 長不匹配，以及國內天然氣資源有限，造成國內天然氣供應緊張，特別是各 相關企業用氣很難保證穩定供應。因此，采用燃氣制備技術制備人工燃氣， 成為滿足國內日益增長的工業燃氣需求的另一條重要途徑。

目前，我國生產的人工燃氣主要采用傳統的常壓固定(移動)床氣化爐 技術。在現有的人工燃氣生產中，常壓固定(移動)床氣化技術普遍地存在 著氣化煤種要求高、煤粒度大(塊煤)、氣化效率低、氣化強度低、能耗大、 煤氣熱值低、環境污染大、三廢治理差等問題。盡管長期以來針對此類氣化 爐結構進行了多項改進，自動控制水平也有很大提高，三廢治理也作出了一 定的成績，然而氣化技術沒有根本性的突破，上述問題未能得到徹底解決。

由上可知，我國工業燃氣應用范圍廣，需求總量巨大，現有人工燃氣制 備技術落后，氣化煤種和粒度要求高，環境污染嚴重。因此迫切需要一種低 成本、清潔高效的燃氣制備技術來替代現有技術。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中人工燃氣制備技術落 后，氣化煤種和粒度要求高，環境污染嚴重的缺陷，提供一種熱回收式燃氣 制備系統及其燃氣制備方法，其成本低、效率高且不污染環境。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種熱回收式燃氣 制備系統，其特點在于，其包括：一氣流床氣化爐、一與所述氣流床氣化爐 的頂部相連的廢熱鍋爐，及一與所述氣流床氣化爐的底部相連的鎖斗；

所述氣流床氣化爐設有至少兩個內設一個二次給氧噴嘴的二次給氧噴 嘴室，所述二次給氧噴嘴室分別位于一內設一個工藝噴嘴的工藝噴嘴室的下 方，并對稱布置于所述氣流床氣化爐的主體的四周。

二次給氧噴嘴和二次給氧噴嘴室的設置可以調整進入氣化爐的氧氣分 布，從而降低工藝噴嘴的氧化劑量，并適當提供二次氧化劑量來提高排渣口 熔渣的溫度，保證液態熔渣的順利流出。此外，采用二次給氧噴嘴還可以降 低氧化劑的消耗和原料的消耗。

其中，經過氣化后的高溫燃氣進入廢熱鍋爐回收顯熱，可以進一步降低 燃氣的溫度，提高冷燃氣的生成效率。

較佳地，所述廢熱鍋爐自上而下設置一過熱段水冷壁和一蒸發段水冷 壁，在所述過熱段水冷壁的表面和所述蒸發段水冷壁的表面均設置一積灰清 除裝置。

較佳地，所述積灰清除裝置采用氣體吹掃或機械振打。

這樣，廢熱鍋爐內燃氣中的部分飛灰可沉積在水冷壁表面，從而進一步 降低燃氣的含塵量。積灰清除裝置可以及時去除水冷壁表面的飛灰，有效防 止傳熱效率的下降。

較佳地，所述工藝噴嘴室的軸線與所述氣化爐主體徑向的夾角α為 0°～45°；所述工藝噴嘴室的軸線與所述氣化爐主體軸線的夾角β為60°～120°。

較佳地，所述工藝噴嘴的軸線與所述工藝噴嘴室的軸線在水平面上的夾 角r為0°～20°，在垂直面上的夾角δ為0°～20°。

較佳地，所述二次給氧噴嘴室的軸線與所述氣化爐主體徑向的夾角ε為 0°～45°；所述二次給氧噴嘴室的軸線與所述氣化爐主體的軸線的夾角ζ為 60°～120°。

較佳地，所述二次給氧噴嘴的軸線與所述二次給氧噴嘴室的軸線在水平 面上的夾角η為0°～20°，在垂直面上的夾角θ為0°～20°。

通過工藝噴嘴和工藝噴嘴室、二次給氧噴嘴和二次給氧噴嘴室角度的設 置與匹配，可以在爐內形成撞擊流來強化混合(熱質傳遞)過程，并在爐內 形成不同強度的旋流流場，從而達到良好的工藝與工程效果，有效氣體成分 高、碳轉化率高。

本發明還提供了一種采用上述熱回收式燃氣制備系統的燃氣制備方法， 其包括：將含碳物質、氧化劑和蒸汽由所述工藝噴嘴室通入所述氣流床氣化 爐內進行氣化反應；

其特點在于，所述方法還包括：在所述氣化反應過程中對所述二次給氧 噴嘴室通入氧化劑，促進進一步的氣化反應；反應生成的燃氣往上經所述氣 流床氣化爐的頂部進入所述廢熱鍋爐進行熱回收；生成的液態渣向下由所述 鎖斗排出。