專利名稱：一種脫硫脫硝節(jié)能褐煤氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬一種集團(tuán)化供煤氣的降耗、減排的褐煤氣化爐煤氣發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景燃煤鍋爐產(chǎn)生的S02、N0x污染從上世紀(jì)70年代以來為世界各國(guó)立法重視解決。S(^、NO,是形成酸雨的元兇，是導(dǎo)致氣候變化、生物多樣性受損的重要原因。為控制上述污染物，對(duì)百余個(gè)燃煤火電廠各項(xiàng)污染物(SOyNOp煙塵)控制工程的統(tǒng)計(jì)基建投資占總投資的25%左右，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)占工廠運(yùn)行費(fèi)用的28%左右。由于基建投資和運(yùn)行費(fèi)用的原因，目前我國(guó)采用脫硫裝置的火電機(jī)組(包括引進(jìn)國(guó)外技術(shù))總?cè)萘繛?5000多兆瓦，約占全國(guó)火電機(jī)組總?cè)萘康?. 5%。中小燃煤爐灶不但消煙塵效果差，而且基本沒有脫硫脫硝措施。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的沒有大量投資和復(fù)雜裝備就不能控制燃煤爐灶的S02、 NOx煙塵污染達(dá)標(biāo)的情況，提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可靠，消煙塵效果好，脫硫脫硝(氮)效果佳，運(yùn)行維護(hù)成本低，排放的S02、N0x煙塵安全達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的脫硫脫硝節(jié)能褐煤氣化爐。[0004] 本實(shí)用新型是通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。 本實(shí)用新型由氣化爐爐體、煤氣管接、脫硫裝置、燃燒室、干鎦室、進(jìn)風(fēng)閥、蒸氣出口和加料口組成，其特征是氣化爐爐體的材料采用鋼板制成；將氣化爐爐體設(shè)置成帶夾層的結(jié)構(gòu)，在夾層內(nèi)充有水介質(zhì)，并在爐體的上部與夾層連接一蒸汽出管；將燃燒室設(shè)置在爐體下部；在爐體底部設(shè)有一錐形進(jìn)風(fēng)分布盤，在錐形進(jìn)風(fēng)分布盤上設(shè)有進(jìn)風(fēng)孔。[0006] 本實(shí)用新型夾層的寬度為3. 8 4. 4cm ;水介質(zhì)的溫度控制為小于960度。[0007] 本實(shí)用新型錐形進(jìn)風(fēng)分布盤的錐度為上寬比下寬比高為，78 88 : 40 50 : 20 30。 將燃燒室設(shè)在爐體下部，克服了以前設(shè)在中部褐煤可燃物質(zhì)氣化率低的缺陷。[0009] 本實(shí)用新型是采用鋼質(zhì)材料制造的帶夾層的特殊爐型，鋼板傳熱性能好，密封性能也好，夾層的寬度為3. 8 4. 4cm，此區(qū)間正好使夾層內(nèi)的水充分吸熱調(diào)節(jié)爐溫；水介質(zhì)的溫度控制為小于960度，一旦產(chǎn)生蒸汽，便通過蒸汽管排出，使褐煤在爐的下部空氣過剩系數(shù)為0. 1-0. 5的情況下讓碳燃燒氣化，爐的燃燒室中部控溫為80(TC以下的情況下對(duì)褐煤干餾使之成為半焦，褐煤的揮發(fā)分、有機(jī)物和裂解產(chǎn)生的烴類物質(zhì)等，在長(zhǎng)時(shí)間的還原氣氛中，C02被還原為CO， S02被還原為氣態(tài)硫；HCN、 NO被還原為CO、 H2、 ^，從而消除了 S02、N0,的污染，由于碳的轉(zhuǎn)化率高達(dá)99X，褐煤可燃物質(zhì)被全部氣化，氣化率達(dá)80X以上、提高褐煤的熱效率達(dá)85%以上，節(jié)約燃料成本70%以上。排放的S02、 N0X煙塵安全達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。 本實(shí)用新型不設(shè)傳統(tǒng)的除塵設(shè)施，以褐煤為原料，空氣為氣化劑，將褐煤一次性投入鋼板制成的圓錐形爐體內(nèi)，合理的錐度利于落灰，在密閉狀態(tài)下，氣化劑由排灰層爐底錐形的風(fēng)道分布盤上的一圈環(huán)形進(jìn)風(fēng)孔控制進(jìn)入，褐煤在缺氧狀態(tài)下在爐膛下部緩慢燃燒氣化，燃燒室設(shè)置在爐體下部，將氣化溫度控制在80(TC以內(nèi)，在封閉狀況下，爐膽內(nèi)用水為控溫介質(zhì)。由于爐內(nèi)氣、固相之間有長(zhǎng)達(dá)16小時(shí)左右的返混和接觸，煤的氧化還原反應(yīng)、熱解反應(yīng)都比較徹底，煤中所含的絕大部分有機(jī)質(zhì)，揮發(fā)物和煤中所含的硫、氮等也會(huì)與氣化劑發(fā)生反應(yīng)，在還原性氣氛極濃的環(huán)境中生成S t 、N、CnHn和H等可燃性氣體。煤經(jīng)爐體上部干燥、中部干餾后產(chǎn)生半焦，半焦進(jìn)入爐體下部氣化段進(jìn)行氣化反應(yīng)。由于干餾發(fā)生的還原反應(yīng)使碳轉(zhuǎn)換率、氣化效率均得到提高；還原反應(yīng)降低了爐溫、避免了煤中烴類物質(zhì)的二次裂解，減少焦油和酚類物質(zhì)的生成，增加了可燃?xì)怏w的組分。由于半焦集中在爐膛底部進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的氣化反應(yīng)，燃燒時(shí)間長(zhǎng)達(dá)16小時(shí)左右，氧化反應(yīng)充分完全，使?fàn)t渣含碳量小于1%，碳轉(zhuǎn)化率達(dá)99%。因該氣化爐產(chǎn)生的煤氣及時(shí)送到生產(chǎn)環(huán)節(jié)(爐、灶)燃燒供熱，每天只排一次爐渣，極大地降低了煤氣和爐渣帶走的顯熱，用于控制爐體內(nèi)膽溫度的冷卻水升溫后，返回生產(chǎn)環(huán)節(jié)供熱，從而使氣化過程的碳利用率和熱效率都得到了提高，熱效率達(dá)85%以上。煤中的硫分在燃燒情況下極易生成S02， S02在80(TC左右的干餾段極易被還原為
氣態(tài)硫，氣態(tài)硫在爐體外的除焦油裝置(《200°C )，中被沉積，沒有被還原的S(^，在爐頂出
口處的脫硫裝置中與CaC03反應(yīng)，生成的CaS04和爐渣一起作無害化處理。 由于氣化爐內(nèi)環(huán)境溫度都沒有達(dá)到熱力氮生成的135(TC的臨界值，整個(gè)氣化過程
也不會(huì)有熱力氮的產(chǎn)生，又由于氣化爐內(nèi)環(huán)境為長(zhǎng)時(shí)間的碳過量的還原性氣氛，氣化段生
成的燃料氮在干餾段被還原為N2和CO因此產(chǎn)生的煤氣中氮氧化物的濃度很低。 爐內(nèi)沒有傳統(tǒng)的持續(xù)加煤過程，也沒有強(qiáng)制鼓風(fēng)和物料翻動(dòng)過程，只有熱反應(yīng)所
引起的熱解和氧化還原反應(yīng)，在相對(duì)靜態(tài)的爐體內(nèi)產(chǎn)生煤氣引入配套的爐灶完全燃燒，經(jīng)
國(guó)家法定部門檢測(cè)，其煙塵排放濃度為10mg/， S02排放濃度為7mg/， N02排放濃度為7mg/，
分別為國(guó)家燃油鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)的l/8、l/71、l/57。一次裝褐煤產(chǎn)生煤氣可持續(xù)使用8-10小
時(shí)，完全可以滿足餐飲、飯店等服務(wù)行業(yè)和工家業(yè)燃煤鍋爐的供熱需要，節(jié)約燃料成本75%在上。 本實(shí)用新型的有益效果是，爐子具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可靠，消煙塵效果好，脫硫脫硝(氮)效果佳，運(yùn)行維護(hù)成本低，排放的S02、N0,煙塵安全達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)具有節(jié)能、減排的顯著優(yōu)點(diǎn)。。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型內(nèi)容。


圖1為本實(shí)用新型爐體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
見圖l，本實(shí)用新型由氣化爐爐體1、煤氣管接2、脫硫裝置3、燃燒室4、干鎦室5、進(jìn)風(fēng)閥12、蒸氣出口 13和加料口 6組成，其特征是氣化爐爐體1的材料采用鋼板制成；將氣化爐爐體1設(shè)置成帶夾層7的結(jié)構(gòu)，在夾層7內(nèi)充有水介質(zhì)8，并在爐體1的上部與夾層7連接一蒸汽出管9 ;將燃燒室4設(shè)置在爐體下部；在爐體底部設(shè)有一錐形進(jìn)風(fēng)分布盤10，在錐形進(jìn)風(fēng)分布盤10上設(shè)有進(jìn)風(fēng)孔11。 本實(shí)用新型的夾層7的寬度為3. 8 4. 4cm ;水介質(zhì)8的溫度控制為小于960度。[0019] 本實(shí)用新型的錐形進(jìn)風(fēng)分布盤10的錐度為上寬比下寬比高為，78 88 : 40 50 : 20 30。[0020] 本實(shí)用新型的燃燒室4的溫度控制為小于800度。 本實(shí)用新型實(shí)施例的工作方式為開啟加料蓋由爐頂加料口投入褐煤至氣化爐體1內(nèi)，當(dāng)褐煤加至距爐頂300mm時(shí)，放入裝有CaC03的脫硫裝置3，蓋緊加料蓋，點(diǎn)燃爐底的褐煤，開啟連接進(jìn)風(fēng)管18的鼓風(fēng)機(jī)同時(shí)，開啟滅煙器，幾分鐘后，關(guān)閉煤氣出口閥14B，開啟進(jìn)水閥15，關(guān)閉出水閥16，當(dāng)水冷夾套的夾層7注滿水后，關(guān)閉進(jìn)水閥15。打開凈化后的煤氣出口閥14A，煤氣沿煤氣接管2A向供熱爐灶供氣，煤氣接管2B與進(jìn)風(fēng)管18相連接。煤氣點(diǎn)著火后可正常使用8-10小時(shí)。調(diào)節(jié)進(jìn)水閥15和出水閥16后，進(jìn)一步調(diào)整進(jìn)風(fēng)閥12A、12B可調(diào)氣化爐體內(nèi)溫度和煤氣產(chǎn)量。當(dāng)爐體內(nèi)褐煤用盡，無煤氣產(chǎn)生時(shí)，關(guān)閉煤氣出口閥14A，打開出灰口 17清除灰渣，留下火種，重復(fù)加煤操作，若煤氣中S02數(shù)值接近排放標(biāo)準(zhǔn)，則需要更換脫硫裝置3中的脫硫劑CaC03。
權(quán)利要求一種脫硫脫硝節(jié)能褐煤氣化爐，由氣化爐爐體(1)、煤氣管接(2)、脫硫裝置(3)、燃燒室(4)、干鎦室(5)、進(jìn)風(fēng)閥(12)、蒸氣出口(13)和加料口(6)組成，其特征是氣化爐爐體(1)的材料采用鋼板制成；將氣化爐爐體(1)設(shè)置成帶夾層(7)的水冷夾套結(jié)構(gòu)，在夾層(7)內(nèi)充有水介質(zhì)(8)，并在爐體(1)的上部與夾層(7)連接一蒸汽出管(9)；將燃燒室(4)設(shè)置在爐體下部；在爐體底部設(shè)有一錐形進(jìn)風(fēng)分布盤(10)，在錐形進(jìn)風(fēng)分布盤(10)上設(shè)有進(jìn)風(fēng)孔(11)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種脫硫脫硝節(jié)能褐煤氣化爐，其特征是夾層(7)的寬度 為3. 8 4. 4cm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫硫脫硝節(jié)能褐煤氣化爐，其特征是錐形進(jìn)風(fēng)分布盤 (10)的錐度為上寬比下寬比高為，78 88 : 40 50 : 20 30。
專利摘要一種脫硫脫硝節(jié)能褐煤氣化爐，本實(shí)用新型爐體(1)的材料采用鋼板制成；將爐體設(shè)置成帶夾層(7)的充有水介質(zhì)(8)的結(jié)構(gòu)，將燃燒室(4)設(shè)置在爐體下部；在爐體底部設(shè)有一帶進(jìn)風(fēng)孔(11)的錐形進(jìn)風(fēng)分布盤(10)；本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可靠，消煙塵效果好，脫硫脫硝(氮)效果佳，運(yùn)行維護(hù)成本低，排放的SO2、NOx煙塵安全達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)具有節(jié)能、減排的顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C10J3/76GK201459079SQ20092011131
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者李映煌, 陳元生 申請(qǐng)人:陳元生