[發明專利]煤矸石熱解氣化的水煤氣反應裝置

有效

• 申請號: 201310132844.7
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN103194268A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 王新民
• 申請（專利權）人: 山西鑫立能源科技有限公司
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/66;C10J3/82;C10B53/00;C10B51/00;C10B57/10
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技術領域

本發明涉及煤矸石熱解氣化的技術，特別是煤矸石熱解氣化的水煤氣反應裝置。

背景技術

煤矸石——從原煤中選出的石頭，是選煤廠的廢渣，不好處理，中國每年有上億噸的煤矸石不能利用，并且每年仍繼續排放約100Mt，不僅堆積占地，而且還能自燃污染空氣或引起火災，造成嚴重的環境污染。

由于億萬年的煤化作用，煤矸石中含有20-30％的碳、油、氣物質，其中油氣占11-15％、碳占7-15％。把煤矸石熱解氣化，得到油氣產品和70-80％的固體產物(成份為二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、二氧化鈦、氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉、五氧化二磷、氧化錳、三氧化硫等組成，是硅鋁質耐火材料的熟料)，有經濟價值，更有社會效益。

本發明人長期對煤矸石的物理特性和高溫煤熱解氣化工藝的研究，創新一套全新的煤矸石高溫熱解氣化綜合工藝及裝置。

發明內容

本發明提供煤矸石熱解氣化的水煤氣反應裝置，該裝置利用自煤矸石熱解氣化后的固體產物的余熱產生水蒸汽，再利用水蒸汽與固體產物直接接觸產生過熱水蒸汽，促進水煤氣反應更加充分，同時節省能耗，降低固體產物溫度，便利固體產物的排料。

實現上述目的所采取的技術方案是：

煤矸石熱解氣化的水煤氣反應裝置，包括熱解氣化室、物料降溫裝置、蒸汽產生裝置；所述的熱解氣化室與煤矸石熱解裝置的熱解氣化室為同一室，熱解氣化室位于中心支撐弓上方；所述的物料降溫裝置、蒸汽產生裝置位于中心支撐弓下方，所述的物料降溫裝置包括高溫降溫室、低溫降溫室、降溫室橋弓，高溫降溫室的頂部與熱解氣化室底部相通，高溫降溫室與低溫降溫室上下設置，降溫室橋弓設置在高溫降溫室與低溫降溫室之間，所述的降溫室橋弓包括橋弓、集汽室、蒸汽進入通管；橋弓中部形成集汽室，集汽室的下部開口朝向低溫降溫室，蒸汽進入通管設置在橋弓中，蒸汽進入通管一端通向集汽室，另一端伸出爐外；所述的蒸汽產生裝置包括環形空心金屬箱體、蒸汽包及汽包輸入管、汽包輸出管，環形空心金屬箱體安裝在爐體底部，環形空心金屬箱體的內環空腔接于物料降溫裝置的低溫降溫室下部，環形空心金屬箱體箱內形成相對密封用于存儲水的爐體水包，爐體水包接有進水管和汽包輸入管，進水管與儲水箱相通，汽包輸入管與蒸汽包相接通，蒸汽包的汽包輸出管與物料降溫裝置的蒸汽進入通管另一端相通。

所述的物料降溫裝置的降溫室橋弓以高溫降溫室和低溫降溫室軸中心呈一定角度間隔成輻形布置。

所述的物料降溫裝置的降溫室橋弓的集汽室為一個柱形腔室，集汽室的頂部設置有半球形風帽。

所述的蒸汽產生裝置的環形空心金屬箱體的內環空腔呈上大下小漏斗狀。

本發明利用自煤矸石熱解氣化后的溫度相對較低的固體產物的余熱進行熱傳遞產生水蒸汽，再利用水蒸汽與溫度較高的固體產物直接接觸產生過熱水蒸汽，達到水煤氣反應的所需溫度，促進水煤氣反應更加充分，同時節省能耗，降低固體產物溫度，方便固體產物的排料，防止相關設備損壞。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細說明。

圖1是本發明的煤矸石熱解氣化爐示意圖；

圖2是本發明的氣體換向器示意圖；

圖3是本發明的氣體換向器上盤示意圖；

圖4是本發明的氣體換向器下盤示意圖；

圖5是圖3中c-c處剖視示意圖；

圖6是本發明的氣體換向器與燃氣加熱器管網連接示意圖；

圖7是圖1中t-t處截面示意圖；

圖8是圖1中u-u處截面示意圖；

圖9是圖1中v-v處截面示意圖；

圖10是本發明的中心支撐弓示意圖(圖1中x-x處截面示意圖)；

圖11是本發明的蒸汽通道意圖(圖1中y-y處截面示意圖)；

圖12是本發明的蒸汽包管線示意圖(圖1中z-z處截面示意圖)；

圖13是本發明的工控中心電氣連接示意圖。

具體實施方式

本發明的煤矸石熱解氣化的綜合利用的具體實施例主要在以下予以詳細介紹。

第一部分煤矸石粒度控制

將煤矸石加工破碎成0～20mm粒度，在這個粒度范圍內對煤矸石碎料進行脫水干燥，干燥充分，脫水效率高，但這不構成對本發明對所需要的煤矸石的限制。

第二部分煤矸石調濕脫水

將煤矸石高溫熱解及水煤氣反應產生的荒煤氣化產回收凈化后的凈煤氣燃燒后產生的熱廢氣用于破碎后的煤矸石粒料在入爐前進行調濕脫水。