[發明專利]連續外熱式水煤氣氣化綜合裝置

有效

• 申請號: 201310346020.X
• 申請日: 2013-08-10
• 公開（公告）號: CN103409167A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 王新民;王小群
• 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;C10J3/84
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超

技術領域

本發明涉及煤制氣的技術，特別是利用無煙炭制水煤氣的連續外熱式水煤氣氣化綜合裝置。

背景技術

水煤氣是水蒸氣通過與灼熱的無煙煤或焦炭作用而得的一種低熱值煤氣，主要成分為氫氣和一氧化碳，碳與蒸汽主要發生如下的水煤氣反應：

C+H2O===（高溫）CO+H2

以上反應為吸熱反應，因此必須向氣化爐內供熱。通常，先送空氣入爐，燒掉部分燃料，將熱量蓄存在燃料層和蓄熱室里，然后將蒸汽通入灼熱的燃料層進行反應。由于反應吸熱，燃料層及蓄熱室溫度下降至一定溫度時，又重新送空氣入爐升溫，如此循環。

目前工業上，水煤氣的生產一般采用間歇周期式固定床生產技術。爐子結構采用UGI（以美國聯合氣體改進公司（United?Gas?Improvement?Compan命名）氣化爐的型式，它的優點是設備簡單，易于操作；缺點是：因常壓操作生產強度低，生產需要高壓的合成氣時能耗高，生產效率低，每平方米爐膛面積的水煤氣發生量約1000m3／h,對煤種要求比較嚴格，通常須采用有一定粒度要求的無煙煤或焦炭，采用間歇操作時工藝管道比較復雜。對于UGI氣化爐，國家已明令禁止新上固定層間歇氣化工藝（UGI），國家發改委2006年7月7日《國家發展改革委關于加強煤化工項目建設管理促進產業健康發展的通知》（發改工業1350號）中對此有明確的要求，從長遠看，由于UGI氣化本身的原料受限性、技術落后及環保問題，急需被先進的煤氣化技術所替代。

本發明人長期對水煤氣氣化的技術工藝的研究，創新一套利用低階煤（褐煤）熱解后的無煙炭來生產水煤氣的全新技術，本發明當然也適用于的無煙煤或焦炭生產水煤氣技術。

發明內容

本發明克服現有技術存在的不足，所要解決的技術問題是提供了一種將無煙炭預熱、氣化、無煙炭氣化后的產物降溫、燃燒尾氣凈化集合成一整套工藝，水煤氣產量大，制氣效率高，能耗低、污染小的連續外熱式水煤氣氣化綜合裝置。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案為：連續外熱式水煤氣氣化綜合裝置，包括連續外熱式水煤氣氣化爐、尾氣水沐凈化器；

所述連續外熱式水煤氣氣化爐包括爐體、預熱倉、入爐布料通道、外熱式水煤氣氣化裝置、螺旋封閉排料器、產品料倉；所述的預熱倉設置在爐體頂部，包括殼體、熱氣換熱器、下料倉、加料閥；殼體內形成用于無煙炭預熱的料倉，料倉相對封閉頂部只設有進料口，下料倉設置在殼體底部與料倉相通，下料倉用于暫時存放預熱后的無煙炭，下料倉底部接具有氣密閉功能的加料閥，所述的熱氣換熱器包括高溫熱氣進入通道、高溫熱氣進入室、散熱管、散熱管串接通道、低溫氣體排出室；

高溫熱氣進入通道一端與高溫熱氣進入室相通，高溫熱氣進入室設置在殼體的一側壁上，低溫氣體排出室設置在高溫熱氣進入室相對一面側壁上，低溫氣體排出室設有低溫氣體排出通道；數條散熱管串接通道兩兩并行橫穿在殼體的料倉內部，接在高溫熱氣進入室與低溫氣體排出室之間，上一條散熱管串接通道的一端與高溫熱氣進入室相通而另一端封閉，下一條散熱管串接通道的一端封閉而另一端與低溫氣體排出室相通，依此類推，數條散熱管在散熱管串接通道上間隔排列，散熱管呈“U”型，一端接在并行上一條散熱管串接通道上，另一端接在并行下一條的散熱管串接通道上，將兩兩并行的散熱管串接通道相互貫通，即將高溫熱氣進入室與低溫氣體排出室接通；

所述的外熱式水煤氣氣化裝置包括包括氣化裝置、物料降溫室、蒸汽進入通管、熱氣加熱式蒸汽發生裝置、水煤氣導出裝置，所述的氣化裝置設置在爐體中部，包括氣化室、外燃氣加熱裝置、內燃氣加熱裝置、氣體換向裝置、中心支撐弓；氣化室是由耐火導熱材料制成的內環墻和外環墻構成的一個環狀空間，氣化室頂部與入爐布料通道相通，圍繞在氣化室外環墻環外為外燃氣加熱裝置，氣化室內環墻環內為內燃氣加熱裝置，其中外燃氣加熱裝置由至少一組結構相同關聯的第一燃氣加熱器、第二燃氣加熱器構成，內燃氣加熱裝置由至少一組相同聯相第三燃氣加熱器、第四燃氣加熱器構成；

所述的第一燃氣加熱器包括包括第一燃燒室、第一煤氣進入支管和第一蓄熱換熱器，第一煤氣進入支管穿過爐體外墻通到第一燃燒室中，第一燃燒室是由耐火材料砌成的爐體外墻、耐火導熱材料砌成的氣化室外環墻和外火道隔墻圍成一個相對封閉的煤氣燃燒火道，第一蓄熱換熱器包括第一蓄熱腔、第一蓄熱體、第一空氣進入支管和第一燃燒廢氣排出支管；第一蓄熱腔設置在爐體外墻中，第一蓄熱體設置第一蓄熱腔中，第一蓄熱腔一端通向第一燃燒室底部，另一端分別接有第一空氣進入支管和第一燃燒廢氣排出支管；