專利名稱：反向氣化無焦油煤氣發(fā)生爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高效、輸出無焦油煤氣發(fā)生爐，屬燃燒裝置技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
常壓固定床煤氣發(fā)生爐一般采用四種燃燒方式，分別是上吸式、下吸式、側(cè)吸式和混合式。其中，上吸式煤氣發(fā)生爐燃料利用率高、氣化效率高、輸出燃?xì)夥蹓m含量低、熱值高，而長期得到廣泛應(yīng)用。遺憾的是上吸式煤氣發(fā)生爐輸出燃?xì)庵薪褂秃枯^大、設(shè)備及輸送管道易堵塞、日常維護(hù)工作量較大，嚴(yán)重制約了上吸式煤氣發(fā)生爐的發(fā)展及深度應(yīng)用。與上吸式煤氣發(fā)生爐相比，下吸式煤氣發(fā)生爐輸出燃?xì)庑璐┰街茻崛紵龑?，因而燃?xì)庵兴褂?、水分被有效分解，因而能徹底消除輸出燃?xì)庵兴褂停蠓档腿粘＞S護(hù)工作量、提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性。不足之處在于，與上吸式煤氣發(fā)生爐相比，下吸式煤氣發(fā)生爐輸出燃?xì)鉁囟容^高，若不加以有效利用、則燃?xì)鈧鬏斶^程必將造成大量的能量浪費(fèi)，同時存在較大傳輸安全隱患。此外，為確保下吸式煤氣發(fā)生爐不間斷、連續(xù)運(yùn)行，必須采用負(fù)壓燃燒方式。多年來，各企事業(yè)單位和個人為致力于如何提高下吸式煤氣發(fā)生爐工作穩(wěn)定性及可靠性，如何對輸出燃?xì)膺M(jìn)行綜合利用以及如何確保不間斷、連續(xù)運(yùn)行方面做出了不懈努力。例如，專利872(^635公布了一種下吸式氣化燃燒爐，該燃燒爐雖然在爐膛部分增設(shè)了水冷夾套，但未對輸出燃?xì)膺M(jìn)行降溫及余熱利用；專利962^197. 2公布了一種下吸式生物質(zhì)氣化爐，該燃燒爐僅在儲灰室部分增設(shè)了水冷夾套，也未對輸出燃?xì)膺M(jìn)行降溫及余熱利用；專利9^437 . 9公布了一種下吸式生物質(zhì)氣化爐，該燃燒爐在爐體部分增設(shè)了水冷夾套以及蒸汽腔，與普通下吸式煤氣發(fā)生爐相比，該爐能對氣化過程產(chǎn)生的余熱進(jìn)行有效利用，但也未對輸出燃?xì)膺M(jìn)行降溫及余熱利用；專利200420014897. 5公布了一種下吸式氣化爐，該燃燒爐增設(shè)有爐壁水冷夾套，并利用該夾套自制水蒸氣用于氣化劑，形成空氣、水蒸氣混合氣化劑氣化方式，該燃燒爐一定程度上能提高輸出燃?xì)鉄嶂担磳Ξa(chǎn)生的過剩蒸汽進(jìn)行有效利用，同時，也未對輸出燃?xì)膺M(jìn)行降溫及余熱利用。專利200910227994. X公布了一種下吸式負(fù)壓桔桿氣化爐，該燃燒爐明確了氣化裝置與終端的結(jié)構(gòu)連接關(guān)系，同時采用了負(fù)壓氣化方式，可實現(xiàn)不間斷、連續(xù)工作，但未對爐體進(jìn)行冷卻及余熱綜合利用，也未對輸出燃?xì)膺M(jìn)行降溫及余熱利用。實踐表明，上述改進(jìn)方式使得下吸式煤氣發(fā)生爐局部性能得以改善，但未對氣化過程及輸出燃?xì)馔瑫r進(jìn)行有效降溫冷卻及余熱綜合利用，亦未有效解決連續(xù)、不間斷工作。 此外，輸出燃?xì)庖参赐竭M(jìn)行必要的除塵、凈化處理。如何提高并確保下吸式煤氣發(fā)生爐穩(wěn)定性、提高能源利用效率，使之有效服務(wù)于日常生產(chǎn)生活，依然是下吸式煤氣發(fā)生爐當(dāng)前必須解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種反向氣化無焦油煤氣發(fā)生爐，該發(fā)生爐能使焦油、水份自動分解，從而徹底杜絕焦油輸出爐外，大幅降低輸出燃?xì)庵兴趾?，縮短啟動時間的同時， 有效改善燃?xì)恻c火性能。實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案是在發(fā)生爐爐排以上高度、圍繞發(fā)生爐四周均布有與爐膛連通的助燃空氣風(fēng)嘴，助燃空氣風(fēng)嘴高度以上爐膛空間為干餾/干燥室，助燃空氣風(fēng)嘴與爐排高度之間為氧化/還原室，爐排以下空間為儲灰室，氧化/還原室外分隔有與儲灰室相通的環(huán)形空腔，連接助燃風(fēng)機(jī)的出氣口設(shè)在環(huán)形空腔處，出氣口的燃?xì)夤苌涎b有水冷換熱器。本實用新型的技術(shù)方案還包括。氧化/還原室截面積小于干餾/干燥室截面積，氧化/還原室壁設(shè)置有耐火保溫材料，出氣口位于干餾/干燥室的下部，出氣口與燃?xì)夤荛g還裝有除塵器，水冷換熱器采用水夾套與導(dǎo)氣管的組裝式換熱器。在氧化/還原室所設(shè)置的耐火保溫材料，一方面可有效保護(hù)爐壁、確保并延長使用壽命，同時保證氧化/還原室始終處于穩(wěn)定溫度狀態(tài)，確保氣化過程順利、持續(xù)、穩(wěn)定進(jìn)行。此外，在氧化/還原室耐火材料以外所設(shè)置的環(huán)形空腔，使得燃?xì)獯┰綘t排進(jìn)入儲灰室后，從該空腔反向向上經(jīng)出氣口輸出發(fā)生爐，一方面，輸出燃?xì)饪傻玫接行Ы禍?，同時，由于發(fā)生爐出氣口位于干餾/干燥室高度段，因而可對燃料進(jìn)行預(yù)熱， 實現(xiàn)預(yù)熱有效回收及利用。所述的發(fā)生爐的中下部外壁帶有水夾套，發(fā)生爐水夾套與換熱器水夾套通過導(dǎo)水管連通，換熱器水夾套連通有補(bǔ)水口，發(fā)生爐水夾套的上部通過蒸汽管連接蒸汽包，蒸汽包設(shè)有蒸汽輸出口。實現(xiàn)上述技術(shù)方案的原理是這樣的。1)氧化/還原室內(nèi)，煤在助燃空氣風(fēng)嘴高度周圍進(jìn)行氧化燃燒，產(chǎn)生(X)2并釋放熱量。C + A=0)2+熱量。2)在助燃風(fēng)機(jī)負(fù)壓引風(fēng)作用下，上述(X)2及熱量繼續(xù)向下流動并與原煤發(fā)生還原反應(yīng)，實現(xiàn)煤的氣化。(X)2 + C +熱量=2( 。3)同樣在助燃風(fēng)機(jī)負(fù)壓引風(fēng)作用下，上述過程產(chǎn)生的氣體繼續(xù)向下流動并穿越爐排進(jìn)入儲灰室，最后反向向上通過環(huán)形空腔經(jīng)出氣口輸出發(fā)生爐。4)由于燃料進(jìn)行氧化反應(yīng)作用，產(chǎn)生的大量熱量一方面提供給后續(xù)還原反應(yīng)，同時對臨近燃燒層且處于干餾/干燥室內(nèi)的煤進(jìn)行加熱干餾，產(chǎn)生大量焦油及水分，同樣在助燃風(fēng)機(jī)負(fù)壓引風(fēng)作用下，產(chǎn)生的焦油及水分向下流動，并穿越炙熱的燃燒層后被分解，形成H2、CH4等可燃物。5)隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，氧化/還原室內(nèi)已經(jīng)反應(yīng)燃燒的碳塵經(jīng)爐排落入儲灰室，同時干餾/干燥室內(nèi)臨近燃燒層且已經(jīng)被焦化的煤在重力作用下不斷向氧化/還原室補(bǔ)充。上述過程表明，煤中所含的揮發(fā)物質(zhì)在進(jìn)入氧化反應(yīng)以前就已經(jīng)得到充分處理， 析出的焦油、水分在進(jìn)入氧化反應(yīng)后，一部分分解為可燃?xì)怏w，另一部分參與燃燒、形成供后續(xù)氣化還原反應(yīng)所需的熱量。此外，由于還原反應(yīng)處于高溫反應(yīng)狀態(tài)，上述過程未分解完畢的少量焦油、水分將與還原反應(yīng)一起再次得到分解，最終產(chǎn)生混合可燃?xì)怏w。[0022]本實用新型的有益效果是該發(fā)生爐能使焦油、水份自動分解，從而徹底杜絕焦油輸出爐外，大幅降低輸出燃?xì)庵兴趾?，縮短啟動時間的同時，有效改善燃?xì)恻c火性能。與上吸式煤氣發(fā)生爐相比，本實用新型徹底解決了焦油問題，實現(xiàn)輸出燃?xì)鉄o焦油、傳輸順暢、日常維護(hù)工作量大幅降低。與下吸式煤氣發(fā)生爐相比，本實用新型采用負(fù)壓氣化燃燒方式，工作中可連續(xù)加煤，使得發(fā)生爐可不間斷、連續(xù)工作。此外，本實用新型對輸出燃?xì)膺M(jìn)行了高效冷卻與余熱回收利用，可為用戶持續(xù)輸出帶壓蒸汽，一方面?zhèn)鬏敯踩缘玫接行ПＵ希瑫r有效提升了能量利用率、延長了設(shè)備使用壽命。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號依次表示加煤口 1 ；蒸汽輸出口 2 ；蒸汽包3 ；蒸汽管4 ；出氣口 5 ；助燃風(fēng)機(jī)6 ；補(bǔ)水口 7 ；水冷換熱器8 ；換熱器水夾套9 ；導(dǎo)氣管10 ；燃?xì)夤?1 ；除塵器12 ；導(dǎo)水管13 ；發(fā)生爐水夾套14 ；環(huán)形空腔15 ；清灰門16 ；儲灰室17 ；爐排18 ；啟動門19 ；環(huán)形集氣管20 ；氧化/還原室21 ；助燃空氣風(fēng)嘴22 ；干餾/干燥室23 ；發(fā)生爐對。
具體實施方式
參見圖1，本裝置主要由發(fā)生爐對、蒸汽包3、除塵器12、水冷換熱器8、助燃風(fēng)機(jī)6 等五部分組成。其中，在發(fā)生爐M的爐排18以上高度、圍繞發(fā)生爐M四周設(shè)有多個與爐膛連通的助燃空氣風(fēng)嘴22，整個爐膛被爐排18、助燃空氣風(fēng)嘴22分隔為三段，其中，助燃空氣風(fēng)嘴22高度以上空間為干餾/干燥室23，助燃空氣風(fēng)嘴22與爐排18之間的空間為氧化 /還原室21，爐排18以下空間為儲灰室17。環(huán)形集氣管20位于爐排高度以上，并從多個助燃空氣風(fēng)嘴22同時進(jìn)入氧化/還原室21，出氣口 5的一端連通環(huán)繞在氧化/還原室21外側(cè)的環(huán)形空腔15，環(huán)形空腔15連通儲灰室17，并通過爐排18與氧化/還原室21連通，出氣口 5的另一端依次連接除塵器12、水冷換熱器8及助燃風(fēng)機(jī)6將燃?xì)廨敵?。本實用新型工作過程是這樣的。打開啟動門19，往氧化/還原室21室內(nèi)加入30 40CM高度啟動煤，然后在該啟動煤上面加入啟動燃料并點燃，繼而在啟動燃料上面添加適量蓄熱煤，待該煤被啟動燃料點燃后，關(guān)閉啟動門19、打開加煤口 1并從加煤口 1繼續(xù)向發(fā)生爐M內(nèi)添加煤、直到煤層高度在助燃空氣風(fēng)嘴22高度以上并滿足工作連續(xù)性要求。此后，關(guān)閉加煤口 1，啟動助燃風(fēng)機(jī) 6。氧化/還原室21內(nèi)，煤在助燃空氣風(fēng)嘴22高度周圍進(jìn)行氧化燃燒，產(chǎn)生(X)2并釋放熱量，然后，CO2及熱量在助燃風(fēng)機(jī)6作用下繼續(xù)向下流動并與原煤發(fā)生還原反應(yīng)，實現(xiàn)煤的氣化。同時，在助燃風(fēng)機(jī)6負(fù)壓引風(fēng)作用下，上述過程產(chǎn)生的氣體繼續(xù)向下流動并穿越爐排18進(jìn)入儲灰室17，最后反向向上通過環(huán)形空腔15經(jīng)出氣口 5輸出發(fā)生爐。由于燃料進(jìn)行氧化反應(yīng)作用，產(chǎn)生的大量熱量一方面提供給后續(xù)還原反應(yīng)，同時對臨近燃燒層且處于干餾/干燥室23內(nèi)的煤進(jìn)行加熱干餾，產(chǎn)生大量焦油及水分，同樣在助燃風(fēng)機(jī)6負(fù)壓引風(fēng)作用下，產(chǎn)生的焦油及水分向下流動，并穿越炙熱的燃燒層后被分解，形成H2、CH4等可燃物。隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，氧化/還原室21內(nèi)已經(jīng)反應(yīng)燃燒的碳塵經(jīng)爐排18落入儲灰室17，同時干餾/干燥室內(nèi)臨近燃燒層且已經(jīng)被焦化的煤在重力作用下不斷向氧化/還原室21補(bǔ)充。此外，煤中所含的揮發(fā)物質(zhì)在進(jìn)入氧化反應(yīng)以前就已經(jīng)得到充分處理，析出的焦油、水分在進(jìn)入氧化反應(yīng)后，一部分分解為可燃?xì)怏w，另一部分參與燃燒、形成供后續(xù)氣化還原反應(yīng)所需的熱量。由于還原反應(yīng)處于高溫反應(yīng)狀態(tài)，上述過程未分解完畢的少量焦油、水分將與還原反應(yīng)一起再次得到分解，最終產(chǎn)生無焦油混合可燃?xì)怏w，通過出氣口 5輸出并送入除塵器12進(jìn)行除塵處理。經(jīng)過除塵的燃?xì)馔ㄟ^燃?xì)夤?1送入水冷換熱器8進(jìn)行冷卻及余熱回收，最終通過助燃風(fēng)機(jī)6負(fù)壓輸出。 由于水冷換熱器8設(shè)有換熱器水夾套9，另外發(fā)生爐M中下部也設(shè)有發(fā)生爐水夾套14，且相互通過導(dǎo)水管13連通，因而工作中可通過補(bǔ)水口 7同時進(jìn)行補(bǔ)水，產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽管4送入蒸汽包3，最終根據(jù)用戶需要從蒸汽輸出口 2輸出。
權(quán)利要求1.一種反向氣化無焦油煤氣發(fā)生爐，其特征是在發(fā)生爐爐排以上高度、圍繞發(fā)生爐四周均布有與爐膛連通的助燃空氣風(fēng)嘴，助燃空氣風(fēng)嘴高度以上爐膛空間為干餾/干燥室，助燃空氣風(fēng)嘴與爐排高度之間為氧化/還原室，爐排以下空間為儲灰室，氧化/還原室外分隔有與儲灰室相通的環(huán)形空腔，連接助燃風(fēng)機(jī)的出氣口設(shè)在環(huán)形空腔處，出氣口的燃?xì)夤苌涎b有水冷換熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反向氣化無焦油煤氣發(fā)生爐，其特征是氧化/還原室截面積小于干餾/干燥室截面積，氧化/還原室壁設(shè)置有耐火保溫材料，出氣口位于干餾/干燥室的下部，出氣口與燃?xì)夤荛g還裝有除塵器，水冷換熱器采用水夾套與導(dǎo)氣管的組裝式換熱器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的反向氣化無焦油煤氣發(fā)生爐，其特征是發(fā)生爐的中下部外壁帶有水夾套，發(fā)生爐水夾套與換熱器水夾套通過導(dǎo)水管連通，換熱器水夾套連通有補(bǔ)水口，發(fā)生爐水夾套的上部通過蒸汽管連接蒸汽包，蒸汽包設(shè)有蒸汽輸出口。
專利摘要本實用新型涉及一種高效、輸出無焦油煤氣發(fā)生爐，屬燃燒裝置技術(shù)領(lǐng)域。本裝置是在發(fā)生爐爐排以上高度、圍繞發(fā)生爐四周均布有與爐膛連通的助燃空氣風(fēng)嘴，助燃空氣風(fēng)嘴高度以上爐膛空間為干餾/干燥室，助燃空氣風(fēng)嘴與爐排高度之間為氧化/還原室，爐排以下空間為儲灰室，氧化/還原室外分隔有與儲灰室相通的環(huán)形空腔，連接助燃風(fēng)機(jī)的出氣口設(shè)在環(huán)形空腔處，出氣口的燃?xì)夤苌涎b有水冷換熱器。本實用新型能使焦油、水份自動分解，從而徹底杜絕焦油輸出爐外，大幅降低輸出燃?xì)庵兴趾浚s短啟動時間的同時，有效改善燃?xì)恻c火性能。此外，本裝置對輸出燃?xì)膺M(jìn)行了高效冷卻與余熱回收利用，可為用戶持續(xù)輸出帶壓蒸汽，一方面?zhèn)鬏敯踩缘玫接行ПＵ?，同時有效提升了能量利用率、延長了設(shè)備使用壽命。
文檔編號C10J3/76GK202164281SQ201120281818
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者龐子乾, 王明湖, 譚先朝 申請人:昆明康立信電子機(jī)械有限公司