外熱式水煤氣氣化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及煤制氣的技術，特別是利用無煙炭制水煤氣的外熱式水煤氣氣化方法，所要解決的技術問題是提供了一種方法簡單、水煤氣產量大，生產合成氣時能耗低的外熱式水煤氣氣化方法，采用的技術方案是蒸汽進入通管向物料降溫室通入水蒸汽，給水煤氣氣化后的高溫固體產物降溫，同時形成過熱水蒸汽；過熱水蒸汽進入氣化裝置的氣化室，并高溫無煙炭物料相遇進行水煤氣反應生成高溫炙熱的水煤氣；將高溫炙熱的水煤氣通入熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置加熱水形成水蒸汽，再將熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置產生的水蒸汽通入蒸汽進入通管，補充因水煤氣反應而所需的水蒸汽；本發(fā)明制得水煤氣產量大，氫氣含量高，是理想的合成氣產品，可以作為直接還原鐵的還原氣。
【專利說明】外熱式水煤氣氣化方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及煤制氣的技術，特別是利用無煙炭制水煤氣的外熱式水煤氣氣化方法。
【背景技術】
[0002]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(fā)生如下的水煤氣反應:
C+H20===(高溫)C0+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(huán)。
[0003]目前工業(yè)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(lián)合氣體改進公司(United Gas Improvement Compan命名)氣化爐的型式,它的優(yōu)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(fā)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(fā)改委2006年7月7日《國家發(fā)展改革委關于加強煤化工項目建設管理促進產業(yè)健康發(fā)展的通知》(發(fā)改工業(yè)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(huán)保問題，急需被先進的煤氣化技術所替代。
[0004]本發(fā)明人長期對水煤氣氣化的技術工藝的研究，創(chuàng)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(fā)明當然也適用于的無煙煤或焦炭生產水煤氣技術。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明克服現(xiàn)有技術存在的不足，所要解決的技術問題是提供了一種方法簡單、水煤氣產量大，生產合成氣時能耗低的外熱式水煤氣氣化方法。
[0006]為解決上述技術問題，所采用的技術方案是外熱式水煤氣氣化方法，該方法涉及設備包括氣化裝置、物料降溫室、蒸汽進入通管、熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置，步驟是:
(1)、蒸汽進入通管向物料降溫室通入水蒸汽，水蒸汽吹向物料降溫室，給物料降溫室中大量的水煤氣氣化后的高溫固體產物降溫，水蒸汽在給氣化后的固體進行降溫的同時，提高水蒸汽溫度形成過熱水蒸汽；
(2)、過熱水蒸汽進入氣化裝置的氣化室，并與氣化室的高溫無煙炭物料接觸，無煙炭中的炭與過熱水蒸汽相遇進行水煤氣反應生成高溫炙熱的水煤氣；
(3)、將高溫炙熱的水煤氣通入熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置加熱水形成水蒸汽，再將熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置產生的水蒸汽通入蒸汽進入通管，補充因水煤氣反應所需的大量水蒸汽，使得水煤氣反應能夠連續(xù)不間斷進行；
(4)、上述第2步，氣化室通過外燃氣加熱裝置、內燃氣加熱裝置采用雙聯(lián)燃燒室和換向蓄熱的加熱方法給水煤氣反應提供所需熱量。
[0007]所述的外燃氣加熱裝置雙聯(lián)燃燒室和換向蓄熱的加熱方法，該方法涉及設備包括外燃氣加熱裝置、氣體換向裝置，外燃氣加熱裝置包括至少一組結構相同關聯(lián)的第一燃氣加熱器、第二燃氣加熱器，所述的第一燃氣加熱器主要包括第一燃燒室、第一煤氣進入支管和第一蓄熱換熱器，第二燃氣加熱器結構也包括第二燃燒室、第二煤氣進入支管和第二蓄熱換熱器，該方法的步驟是:
(1)、氣體換向裝置將空氣鼓入第一蓄熱換熱器，經第一蓄熱換熱器加熱后進入加熱后進入第一燃燒室中，氣體換向裝置將凈煤氣鼓入第一燃燒室中進行燃燒，第一燃燒室中凈煤氣燃燒后的廢氣進入到第二燃燒室中，再經過第二蓄熱換熱器吸熱后由氣體換向裝置排出；
(2)、達到設定燃燒時間，氣體換向裝置將空氣鼓入第二蓄熱換熱器，經第二蓄熱換熱器加熱后進入加熱后進入第二燃燒室中，氣體換向裝置將凈煤氣鼓入第二燃燒室中進行燃燒，第二燃燒室中凈煤氣燃燒后的廢氣進入到第一燃燒室中，再經過第一蓄熱換熱器吸熱后由氣體換向裝置排出。
[0008]所述的內燃氣加熱裝置雙聯(lián)燃燒室和換向蓄熱的加熱方法，該方法涉及設備包括內燃氣加熱裝置、氣體換向裝置，內燃氣加熱裝置包括至少一組結構相同關聯(lián)的第三燃氣加熱器、第四燃氣加熱器，所述的第三燃氣加熱器主要包括第三燃燒室、第三煤氣進入支管和第三蓄熱換熱器，第四燃氣加熱器結構也包括第四燃燒室、第四煤氣進入支管和第四蓄熱換熱器，該方法的步驟是:
(1)、氣體換向裝置將空氣鼓入第三蓄熱換熱器，經第三蓄熱換熱器加熱后進入加熱后進入第三燃燒室中，氣體換向裝置將凈煤氣鼓入第三燃燒室中進行燃燒，第三燃燒室中凈煤氣燃燒后的廢氣進入到第四燃 燒室中，再經過第四蓄熱換熱器吸熱后由氣體換向裝置排出；
(2)、達到設定燃燒時間，氣體換向裝置將空氣鼓入第四蓄熱換熱器，經第四蓄熱換熱器加熱后進入加熱后進入第四燃燒室中，氣體換向裝置將凈煤氣鼓入第四燃燒室中進行燃燒，第四燃燒室中凈煤氣燃燒后的廢氣進入到第三燃燒室中，再經過第三蓄熱換熱器吸熱后由氣體換向裝置排出。
[0009]本發(fā)明通過水蒸汽與灼熱的低階煤(褐煤)熱解后的無煙炭相激得到水煤氣，水煤氣產量大，氫氣含量高，一氧化碳和氫氣配比合理，其它成份含量低，是理想的合成氣產品；本發(fā)明利用高溫水煤氣的余熱來加熱水變成水蒸汽，實現(xiàn)對水煤氣生產所需的水蒸汽進行補充，同時利用高溫水煤氣的余熱來對入爐的無煙炭預熱，使得水煤氣氣化得以連續(xù)進行，有別于現(xiàn)有的間隙法，生產效率大為提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細說明。
[0011]圖1是本發(fā)明的連續(xù)外熱式水煤氣氣化爐示意圖；
圖2是本發(fā)明的氣體換向器示意圖；圖3是本發(fā)明的氣體換向器上盤示意圖；
圖4是本發(fā)明的氣體換向器下盤示意圖；
圖5是圖3中A — B處首I]視不意圖；
圖6是本發(fā)明的氣體換向器與燃氣加熱器管網連接示意圖；
圖7是本發(fā)明的連續(xù)外熱式水煤氣氣化爐截面示意圖一，也是圖1中t-t處截面示意
圖；
圖8是本發(fā)明的連續(xù)外熱式水煤氣氣化爐截面示意圖二，也是圖1中u-u處截面示意
圖；
圖9是本發(fā)明的連續(xù)外熱式水煤氣氣化爐截面示意圖三，也是圖1中v-v處截面示意
圖；
圖10是本發(fā)明的連續(xù)外熱式水煤氣氣化爐截面示意圖四，也是圖1中X-X處截面示意
圖；
圖11是本發(fā)明的連續(xù)外熱式水煤氣氣化爐截面示意圖五，也是圖1中y_y處截面示意
圖；
圖12是本發(fā)明的連續(xù)外熱式 水煤氣氣化爐截面示意圖六，也是圖1中z-z處截面示意
圖；
圖13是本發(fā)明的工控中心電氣連接示意圖；
圖14是本發(fā)明的連續(xù)外熱式水煤氣氣化綜合裝置組成示意圖；
圖15是本發(fā)明的連續(xù)外熱式水煤氣氣化爐截面示意圖七，也是圖1中w-w處截面示意
圖；
圖16是本發(fā)明的加料倉的剖視示意圖，也是圖17中a — a處截面示意圖；
圖17是本發(fā)明的加料倉橫截面示意圖，也是圖19中b-b處截面示意圖；
圖18是本發(fā)明的加料倉的水煤氣管線示意圖，也是圖19中c-c處截面示意圖；
圖19是本發(fā)明的加料倉不意圖；
圖20是本發(fā)明的尾氣水沐凈化器的霧化噴灑在凈化筒體內呈環(huán)狀布置示意圖，也是圖14中d-d處截面示意圖。
【具體實施方式】
[0012]本發(fā)明的連續(xù)外熱式水煤氣氣化綜合工藝的具體實施例主要在以下予以詳細介紹。
[0013]第一部分低階煤粒度控制
把低階煤(褐煤)熱解加工得到l(T50mm粒度的無煙、無水、低灰、高活性的無煙炭做為水煤氣氣化原料，在這個粒度范圍內無煙炭原料水煤氣反應更充分，但這不構成對本發(fā)明對所需要的低階煤(褐煤)的限制，本發(fā)明同樣適用于對無煙煤或焦炭進行水煤氣反應。
[0014]第二部分無煙炭預熱
如圖19、圖16所示:預熱倉1，包括殼體11、熱氣換熱器13、下料倉14;殼體11內形成用于無煙炭預熱的料倉111，料倉111相對封閉頂部只設有進料口 112，在進料口 112處設有封閉進料皮帶輸送機17 (是指用一個兩端開口其四面封閉的桶形殼體將皮帶罩住的輸送機，防止無煙炭散落，保持工作環(huán)境干凈整潔)，下料倉14設置在殼體11底部與料倉111相通，下料倉14用于暫時存放預熱后的無煙炭，下料倉14底部接具有氣密閉功能的加料閥15。
[0015]如圖14、圖16、圖17、圖19所示，熱氣換熱器13包括高溫熱氣進入通道131、高溫熱氣進入室132、散熱管133、散熱管串接通道134、低溫氣體排出室136 ;高溫熱氣進入通道131 一端與水煤氣圍管85相連通，高溫熱氣進入通道131另一端與高溫熱氣進入室132相通，高溫熱氣進入室132設置在殼體11的一側壁上，低溫氣體排出室136設置在高溫熱氣進入室132相對一面?zhèn)缺谏希蜏貧怏w排出室136設有低溫氣體排出通道138 ;數(shù)條散熱管串接通道134兩兩并行橫穿在殼體11的料倉111內部，接在高溫熱氣進入室132與低溫氣體排出室136之間，上一條散熱管串接通道134的一端1341與高溫熱氣進入室132相通而另一端1342封閉，下一條散熱管串接通道134的一端1341封閉而另一端1342與低溫氣體排出室136相通，依此類推。
[0016]如圖19、圖16、圖17所示，數(shù)條散熱管133亦采用金屬材料制成，數(shù)條散熱管133在散熱管串接通道134上間隔排列，散熱管133呈“U”型，一端接在并行上一條散熱管串接通道134上，另一端接在并行下一條的散熱管串接通道134上，將兩兩并行的散熱管串接通道134相互貫通，即將高溫熱氣進入室132與低溫氣體排出室136接通，本例設置多條散熱管133和散熱管串接通道134，以增加與無煙炭的接觸面積，提高對無煙炭預熱效率。
[0017]如圖19、圖16所示，散熱管133呈倒U型間隔連接在散熱管串接通道134上，散熱管串接通道134呈上下兩排排列，當然可適當增加或減少散熱管133在散熱管串接通道134上的數(shù)量和散熱管串接通道134本身的數(shù)量，這根據(jù)需要預熱的無煙炭的量、濕度和溫度等情況而定。
[0018]如圖19、圖16所示，散熱管133呈倒U型的頂部呈鍥形1331，這有利于無煙炭的散落。
[0019]如圖13、圖14所示，通過斗提機18置于皮帶輸送機17的一端，皮帶輸送機17的另一端置于進料口 112處，斗提機18、進料皮帶輸送機17、加料閥15與工控中心90相聯(lián)，由工控中心90自動控制通過斗提機18、進料皮帶輸送機17、加料閥15的工作。
[0020]本例無煙炭預熱方法是:
(1)、如圖14、圖19所示，通過斗提機18將低階煤(褐煤)熱解加工得到無煙、無水、低灰、高活性的無煙炭送到封閉進料皮帶輸送機17，封閉進料皮帶輸送機17將無煙炭從料倉111的進煤口 112中送入到殼體11的料倉111中；
(2)、同時將高溫無煙碳與水汽相激進行水煤氣反應產生的炙熱高溫水煤氣從高溫熱氣進入通道131通入高溫熱氣進入室132中，再通過散熱管串接通道134流入散熱管133中，再通過與散熱管133相連的另一條相鄰散熱管串接通道134流入低溫氣體排出室136中，最后低溫氣體排出通道138排出，
(3)、預熱后的無煙碳最后落入殼體11下部的下煤倉14中暫時存放，通過加料閥15關啟和關閉將送至下一道水煤氣反應工序，從而又通過封閉進料皮帶輸送機17不斷向殼體11的料倉111中補充新的無煙炭粒料，實現(xiàn)對無煙炭的連續(xù)脫水干燥。
`[0021]本例通過高溫水煤氣對料倉111中的無煙碳進行預熱，既利用高溫水煤氣的熱能，又同時對高溫水煤氣排出溫度得以降低，不需要消耗額外的能源，節(jié)省生產成本，循環(huán)經濟。[0022]為了保持環(huán)境的干凈整潔，燃燒后的尾氣通過尾氣水沐凈化器16凈化降溫處理后達標排放。
[0023]如圖14、圖20所示，尾氣水沐凈化器16包括凈化筒體161、霧化噴灑162、不銹鋼過濾絲網層163、水槽165、蓄水池166、噴灑水泵167、尾氣導流罩164、尾氣進入管169 ;凈化筒體161頂部設置尾氣排放口 168，霧化噴灑162、不銹鋼過濾絲網163、尾氣導流罩164、水槽165均設置凈化筒體161內；蓄水池166、噴灑水泵167均設置凈化筒體161外；水槽165設置凈化筒體161的底部，水槽165底部設有排泥管道1650，尾氣導流罩164設置在水槽165的上方，尾氣導流罩164接尾氣進入管169，尾氣進入管169 —端設置在水槽165的上方，尾氣進入管169另一端穿出凈化筒體161與外界相通；在尾氣導流罩164上方設置有不銹鋼過濾絲網層163，在不銹鋼過濾絲網層163上方設置霧化噴灑162，霧化噴灑162接在進水支管1601上，進水支管1601伸出凈化筒體161外與進水圍管1602接通，進水圍管1602為繞置凈化筒體161外周呈環(huán)狀,進水圍管1602通過進水主管160與噴灑水泵167相接，噴灑水泵167接有吸水管1603，吸水管1603伸入蓄水池166內；蓄水池166還通過連通管1604穿過凈化筒體161與水槽165相通。
[0024]如圖14所示， 在靠近不銹鋼過濾絲網層163上方的凈化筒體161壁面開設有檢修孔1611，一是方便工人進入凈化筒體161內對損壞的霧化噴灑162、不銹鋼過濾絲網層163進行維修，二是可以定期通過人工清除淤積在不銹鋼過濾絲網層163上的灰泥，在水槽165上方的凈化筒體161壁面開設有進水口 1612，通過進水口 1612對水槽165中注入干凈的水，保證對水槽165中吸塵的污水進行更換，在靠近水槽165邊緣處的凈化筒體161壁面開設有進水溢流口 1613,水槽165多余的水可從此處排出，避免水槽165中的水太多而淹沒尾氣導流罩164的開口，造成尾氣進入受阻。
[0025]如圖20、圖14所示，為對更好地過濾尾氣中灰塵，多個霧化噴灑162在凈化筒體內161呈環(huán)狀布置，通過多條進水支管1601伸出凈化筒體161外與進水圍管1602接通，另外還可以在凈化筒體161內自下而上間隔設置多組霧化噴灑162、不銹鋼過濾絲網層163，而且從下向上，不銹鋼過濾絲網層163的目數(shù)逐漸增加，本尾氣水沐凈化器16設置了 3組的霧化噴灑162、不銹鋼過濾絲網層163，這不僅可以得到更干凈的尾氣，而且還能對熱的尾氣進行降溫。
[0026]如圖13所示，噴灑水泵167與工控中心90相聯(lián)，由工控中心90自動噴灑水泵167
的工作。
[0027]本例尾氣水沐凈化的原理方法是:
(1)、燃燒后的尾氣通過尾氣進入管169進入凈化筒體161內的尾氣導流罩164，吹向下方水槽165中的水面，尾氣中顆粒較大的粉塵經過水面的吸附，浸入水槽的水中沉入水槽165底通過排泥管道1650排出；
(2)、經過水面吸附后的尾氣向上經不銹鋼過濾絲網層163進行過濾，濾去尾氣大部分粉塵；
(3)、經過不銹鋼過濾絲網層163過濾之后尾氣再進入霧化噴灑162噴水形成的水霧層，尾氣中經過水霧層清洗通過凈化筒體161頂部的尾氣排放口 168達標排放。
[0028]為了讓排放的尾氣中含塵量減小到最少，其上第(3)進一步補充為:經過不銹鋼過濾絲網層163過濾之后尾氣再進入霧化噴灑162形成的水霧層，尾氣中經過水霧層清洗后再向上進入目數(shù)更大的不銹鋼過濾絲網層163再次過濾，再次經過該目數(shù)更大的不銹鋼過濾絲網層163上方霧化噴灑162形成的水霧層清洗，最后通過凈化筒體161頂部的尾氣排放口 168達標排放。
[0029]第三部分無煙炭高溫氣化和水煤氣氣化發(fā)應 第一節(jié)無煙炭高溫氣化加熱
如圖1所示，氣化裝置6設置在爐體91中部，主要包括氣化室61、外燃氣加熱裝置64、內燃氣加熱裝置67、氣體換向裝置66、中心支撐弓65 ;如圖1、圖7、圖8、圖9所示:氣化室61由耐火導熱材料內環(huán)墻612、外環(huán)墻611構成一個環(huán)狀空間，氣化室61頂部與入爐布料通道921相通，圍繞在氣化室外環(huán)墻611環(huán)外為外燃氣加熱裝置64，氣化室內環(huán)墻612環(huán)內為內燃氣加熱裝置67，其中外燃氣加熱裝置64主要為若干組(本例9組)結構相同關聯(lián)的第一燃氣加熱器62、第二燃氣加熱器60構成，如圖1、圖8、圖9所示:因為無煙炭需要達到一定的溫度才能氣化，氣化室61從上到下分為上段預熱，中段繼續(xù)加熱，下段主要為氣化反應三個階段，所以氣化室61高度需要設計較高，相應外燃氣加熱裝置64也主要分成上、中、下三段式加熱，每段由9組結構相同關聯(lián)的第一燃氣加熱器62、第二燃氣加熱器60構成，內燃氣加熱裝置67主要分成上、下二段式加熱，每段由6組結構相同聯(lián)相第三燃氣加熱器68、第四燃氣加熱器69構成。
[0030]如圖1、圖9示，所述的第一燃氣加熱器62主要包括第一燃燒室621、第一煤氣進入支管622和第一蓄熱換熱器624，第一煤氣進入支管622穿過爐體91外墻通到第一燃燒室621中。
[0031]如圖1、圖9所示，第一燃燒室621由耐火材料砌成的爐體91外墻、和耐火導熱材料砌成氣化室外環(huán)墻611和外火道隔墻625圍成一個相對封閉的煤氣燃燒火道。
[0032]如圖1、圖9所不,第一蓄熱換熱器624包括第一蓄熱腔626、第一蓄熱體623、第一空氣進入支管627和第一燃燒廢氣排出支管628 ;第一蓄熱腔626設置在爐體91外墻中，第一蓄熱體623設置第一蓄熱腔626中，第一蓄熱腔626 —端通向第一燃燒室621底部,另一端分別接有第一空氣進入支管627和第一燃燒廢氣排出支管628。
[0033]如圖9所示，在第一空氣進入支管627與第一蓄熱腔626之間設置有第一單向空氣閥門629，第一單向空氣閥門629允許空氣從第一空氣進入管627和第一蓄熱腔626流入第一燃燒室621 ;在第一燃燒廢氣排出支管628與第一蓄熱腔626之間設置有第一單向廢氣閥門620，第一單向廢氣閥門620允許煤氣燃燒廢氣從第一燃燒室621流經第一蓄熱腔626，最后從第一燃燒廢氣排出支管628排出(當然，采用如下所述的氣體換向裝置66，當空氣主管667與第一空氣分管6671接通，空氣主管667與第二空氣分管6673處于切斷；與此同時，燃燒廢氣主管669與第一燃燒廢氣分管6691亦相切斷，而相應燃燒廢氣主管669與第二燃燒廢氣分管6693處于相接通，可以起到代替第一單向空氣閥門629及第一單向廢氣閥門620的作用)。
[0034]同理，如圖9所示:結構相同第二燃氣加熱器60主要包括第二燃燒室601、第二煤氣進入支管602和第二蓄熱換熱器604。
[0035]如圖9所示:第二燃燒室601由耐火材料砌成的爐體91外墻、和耐火導熱材料砌成氣化室外環(huán)墻611和外火道隔墻625圍成一個相對封閉的煤氣燃燒火道。
[0036]如圖1、圖9所示:第二煤氣進入支管602穿過爐體91外墻通到第二燃燒室601中。[0037]如圖9所示:第二蓄熱換熱器604包括第二蓄熱腔606、第二蓄熱體603、第二空氣進入支管607和第二燃燒廢氣排出支管608，第二蓄熱腔606設置在爐體91外墻中，第二蓄熱體603設置第二蓄熱腔606中，第二蓄熱腔606 —端通向第二燃燒室601底部,另一端分別接有第二空氣進入支管607和第二燃燒廢氣排出支管608，在第二空氣進入支管607與第二蓄熱腔606之間設置有第二單向空氣閥門609，第二單向空氣閥門609允許空氣從第二空氣進入管607和第二蓄熱腔606流入第二燃燒室601;在第二燃燒廢氣排出支管608與第二蓄熱腔606之間設置有第二單向廢氣閥門600，第二單向廢氣閥門600允許煤氣燃燒廢氣從第二燃燒室601流經第二蓄熱腔606，最后從第二燃燒廢氣排出支管608排出(當然，采用如下所述的氣體換向裝置66，當空氣主管667與第一空氣分管6671切斷，空氣主管667與第二空氣分管6673處于接通，與此同時，燃燒廢氣主管669和第一燃燒廢氣分管6691亦相接通，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693亦相切斷；可以起到代替第二單向空氣閥門609及第二單向廢氣閥門600的作用)。
[0038]如圖1、圖8所示，第一燃燒室621和緊鄰的第二燃燒室601之間外火道隔墻625的頂部設有燃燒室通孔6251，燃燒室通孔6251將第一燃燒室621和緊鄰的第二燃燒室601接通構成關聯(lián)一組，本例中外燃氣加熱裝置64共設有18道外火道隔墻625，形成9組關聯(lián)燃燒組；另外，如圖1所示；因為氣化室61高度較高，其中外燃氣加熱裝置64主要分成上、中、下三段式加熱，每段由9組結構相同并關聯(lián)第一燃氣加熱器62、第二燃氣加熱器60構成。
[0039]如圖1所示:在爐體91外墻上每個燃燒室還設置有燃燒室溫度監(jiān)測孔6201和燃燒室觀測孔6202，燃燒室觀測孔6202便于技術人員直接觀察每個燃燒室的煤氣燃燒情況，燃燒室溫度監(jiān)測孔6201中設置有燃燒室溫度表6203用于對燃燒室的溫度監(jiān)測，以便于對氣化進程的評估。
[0040]如圖13示:燃燒室溫度表6203與工控中心90相聯(lián)，由工控中心90自動采集燃燒室溫度表6203的溫度數(shù)據(jù)。
[0041]如圖2、圖3、圖4、圖5、圖6，氣體換向裝置66包括上盤661、下盤662、旋轉換向電機663、空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666,下盤662分別接有一個空氣主管667和第一空氣分管6671、第二空氣分管6673，一個煤氣主管668和第一煤氣分管6681、第二煤氣分管6683，一個燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693、第一燃燒廢氣分管6691，其中，第二燃燒廢氣分管6693和第一燃燒廢氣分管6691與第一空氣分管6671和第二空氣分管6673及第一煤氣分管6681和第二煤氣分管6683的設置剛好對調(圖2、圖4、圖6所示)。
[0042]如圖3、圖4、圖5、圖6所示:上盤661貼合在下盤662上方，上盤661分別對應設置有空氣連接管6672、煤氣連接管6682、燃燒廢氣連接管6692，旋轉換向電機663帶動上盤661在下盤662上往復轉動從而實現(xiàn)空氣主管667不斷與第一空氣分管6671和第二空氣分管6673進行接通和切斷轉換，煤氣主管668不斷與第一煤氣分管6681和第二煤氣分管6683進行接通和切斷轉換，燃燒廢氣主管669不斷與第二燃燒廢氣分管6693和第一燃燒廢氣分管6691進行接通和切斷轉換(與第一空氣分管6671和第二空氣分管6673及第一煤氣分管6681和第二煤氣分管6683的切換剛好相反)。[0043]如圖1、圖6所示，在爐體91的外周還設有兩組圍管，包括第一空氣圍管6674，第一煤氣圍管6684，第一燃燒廢氣圍管6694 ;第二空氣圍管6675、第二煤氣圍管6685，第二燃燒廢氣圍管6695。
[0044]如圖1、圖6所示，第一空氣圍管6674將第一空氣分管6671和第一空氣進入支管627連接起來，將第一空氣分管6671、第一空氣圍管6674、第一空氣進入支管627、第一蓄熱腔626與第一燃燒室621構成同一通路；
與此同時，第一煤氣圍管6684將第一煤氣分管6681和第一煤氣進入支管622連接起來，將第一煤氣分管6681、第一煤氣圍管6684、第一煤氣進入支管622與第一燃燒室621構成同一通路；
此時同時，第一燃燒廢氣圍管6694是將第一燃燒廢氣分管6691與第一燃燒廢氣排出支管628連接起來，將第一燃燒廢氣分管6691、第一燃燒廢氣圍管6694、第一燃燒廢氣排出支管628、第一蓄熱腔626與燃燒室621構成同一通路。
[0045]同理，第二空氣圍管6675將第二空氣分管6673和第二空氣進入支管607連接起來，將第二空氣分管6673、第二空氣圍管6675、第二空氣進入支管607、第二蓄熱腔606與第二燃燒室601構成同一通路；
與此同時，第二煤氣圍管6685將第二煤氣分管6683和第二煤氣進入支管602連接起來，將第二煤氣分管6683、第二煤氣圍管6685、第二煤氣進入支管602和第二燃燒室601構成同一通路；
與此同時，第二燃燒廢氣圍管6695將第二燃燒氣分管6693與第二燃燒廢氣排出支管608連接起來，將第二燃燒廢氣分管6693、第二燃燒廢氣圍管6695、第二燃燒廢氣排出支管608、第二蓄熱腔606與第二燃燒室601構成同一通路。
`[0046]另外，如圖14所示，廢氣風機666通過管道6661與尾氣水沐凈化器16的尾氣導流罩164相通；圖13所示，本例還包括氣體換向裝置控制器906用于對旋轉換向電機663、空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666控制，氣體換向裝置電氣控制器906又與上位工控中心90相聯(lián)，當然從電氣控制原理來講，本例中旋轉換向電機663、空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666亦可直接受工控中心90控制，所以此處設置氣體換向裝置控制器906并不構成對本例保護范圍的限制。
[0047]如圖1、圖2-圖5、圖6、圖13所示:本外燃氣加熱裝置64的加熱方法是:
(1)工控中心90啟動旋轉換向電機663帶動上盤661在下盤662上轉動，空氣主管667與第一空氣分管6671接通，空氣主管667與第二空氣分管6673處于切斷狀態(tài)；同時，煤氣主管668與第一煤氣分管6681亦相接通，煤氣主管668與第二煤氣分管6683處于切斷狀態(tài)；與此同時，燃燒廢氣主管669與第一燃燒廢氣分管6691亦相切斷，而相應燃燒廢氣主管669與第二燃燒廢氣分管6693處于相接通狀態(tài)；
(2)工控中心90啟動空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666;空氣風機664將空氣鼓入空氣主管667、空氣依次進入經過空氣連接管6672、第一空氣分管6671、第一空氣圍管6674、第一空氣進入支管627進入到第一蓄熱腔626,利用第一蓄熱體623釋放的熱量對空氣進行加熱后進入第一燃燒室621中；同時,煤氣風機665將凈煤氣鼓入煤氣主管668,煤氣依次進入煤氣連接管6682、第一煤氣分管6681、第一煤氣圍管6684、第一煤氣進入支管622進入第一燃燒室621中進行燃燒，與此同時，因為燃燒廢氣主管669與第一燃燒廢氣分管6691處于相切斷狀態(tài)，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693處于相接通狀態(tài)，所以第一燃燒室621中煤氣燃燒后的廢氣只能通過外火道隔墻625上部的燃燒室通孔6251進入到第二燃燒室601中，再經過第二蓄熱腔606中，經第二蓄熱腔606中的第二蓄熱體603進行吸熱降溫后從第二燃燒廢氣排出支管608、第二燃燒廢氣圍管6695、第二燃燒廢氣分管6693、燃燒廢氣連接管6692、燃燒廢氣主管669通過廢氣風機666排出；
(3)達到設定燃燒時間，工控中心90啟動旋轉換向電機663帶動上盤661在下盤662上反向轉動，空氣主管667與第一空氣分管6671切斷，空氣主管667與第二空氣分管6673處于接通狀態(tài)，同時，煤氣主管668和第一煤氣分管6681亦相切斷,煤氣主管668與第二煤氣分管6683接通狀態(tài)，與此同時，燃燒廢氣主管669和第一燃燒廢氣分管6691亦相接通，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693亦相切斷狀態(tài)；
(4)空氣風機664將空氣鼓入空氣主管667、空氣依次進入經過空氣連接管6672、第二空氣分管6673、第二空氣圍管6675、第二空氣進入支管607進入到第二蓄熱腔606，利用第二蓄熱腔606中的第二蓄熱體603釋放的熱量對空氣進行加熱后進入第二燃燒室601中；同時，煤氣風機665將凈煤氣鼓入煤氣主管668,煤氣依次進入煤氣連接管6682、第二煤氣分管6683、第二煤氣圍管6685、第二煤氣進入支管602進入第二燃燒室601中進行燃燒，與此同時，因為燃燒廢氣主管669和第一燃燒廢氣分管6691相接通，而相應燃燒廢氣主管669和第二燃燒廢氣分管6693處于相切斷狀態(tài),所以第二燃燒室601中煤氣燃燒后的廢氣只能通過外火道隔墻6 25上部的燃燒室通孔6251進入第一燃燒室621中，再經過第一蓄熱腔626，經第一蓄熱腔626中的第一蓄熱體603進行吸熱降溫后，最后從第一燃燒廢氣排出支管628、第一燃燒廢氣圍管6694、第一燃燒廢氣分管6691、燃燒廢氣主管669通過廢氣風機666排出，所以外燃氣加熱裝置64燃燒原理在于當?shù)谝蝗紵?21中煤氣燃燒后生成的廢氣從燃燒室通孔6251進入第二燃燒室601，經第二燃燒室601及第二蓄熱腔606中第二蓄熱體603對其余熱吸收降溫后排出，反之，當?shù)诙紵?01中煤氣燃燒后生成的廢氣從燃燒室通孔6251進入第一燃燒室621，經第一燃燒室621及第一蓄熱腔606中第一蓄熱體603對其余熱吸收降溫后排出。
[0048]進一步:凈煤氣燃燒后的廢氣通過廢氣風機666排入尾氣水沐凈化器16中進行水沐凈化后干凈排出。
[0049]綜上所述，這種通過氣體換向裝置的氣體兩進一出的工作方式和蓄熱換熱器的蓄熱換熱的工作方式，實現(xiàn)兩組關聯(lián)的燃氣加熱器交替燃燒，即氣體換向裝置向第一燃氣加熱器的燃燒室送入空氣、凈煤氣燃燒，同時從第二燃氣加熱器的燃燒室中吸出燃燒后的熱廢氣，熱廢氣經第二燃氣加熱器的第二蓄熱換熱器中的第二蓄熱體吸熱降溫變?yōu)闇囟认鄬^低的低溫廢氣排出；同理，氣體換向裝置向第二燃氣加熱器的燃燒室送入空氣、凈煤氣燃燒，同時從第一燃氣加熱器的燃燒室中吸出燃燒后的熱廢氣，熱廢氣經第一燃氣加熱器的第一蓄熱換熱器中的第一蓄熱體吸熱降溫變?yōu)闇囟认鄬^低的低溫廢氣排出；這種相互利用煤氣燃燒后的廢氣余熱進行加熱空氣的方法，既起到了對煤氣燃燒后的廢氣余熱充分利用，提高燃燒室中的煤氣的燃燒效率，又能對煤氣燃燒后的廢氣進行一定程度的降溫，不用消耗外來能源，起到節(jié)能降耗的目的，節(jié)省無煙炭氣化成本，煤氣燃燒后的廢氣又能干凈排放，鍥和當今的環(huán)保要求。
[0050]通過對外燃氣加熱裝置64的加熱自動控制，降低人力成本，提高了對氣化過程的控制精度，實現(xiàn)自動化。
[0051 ] 如圖1、圖10、圖11所示，內燃氣加熱裝置67主要由若干組(本例6組)結構相同的第三燃氣加熱器68和第四燃氣加熱器69，因為氣化室61高度較高內燃氣加熱裝置67主要分成上、下二段式加熱，每段有6組結構相同的關聯(lián)來關聯(lián)第三燃氣加熱器68、第四燃氣加熱器69,其組成結構和燃燒原理與以上介紹的關聯(lián)第一燃燒加熱器62、第二燃燒加熱器60的原理幾乎完全相同，第三燃氣加熱器68也包括第三燃燒室681、第三煤氣進入支管682、第三蓄熱腔686、第三蓄熱體683、第三空氣進入支管687和第三燃燒廢氣排出支管688。
[0052]如圖1、圖9、圖11所示，第三燃燒室681是由耐火導熱材料砌成的氣化室內環(huán)墻612和內火道隔墻635圍成一個相對封閉的煤氣燃燒火道。
[0053]如圖1、圖10所示，下段的第三煤氣進入支管682從中心支撐弓65的條弓651的下面穿過向上通向第三燃燒室681，第三蓄熱腔686設置在條弓651下方的爐體91上，第三蓄熱體683置于第三蓄熱腔686中，第三蓄熱腔686 —端通過延伸通道6861從中心支撐弓65的條弓651的下面穿過向上延伸通向第三燃燒室681底部，第三蓄熱腔686另一端分別接有第三空氣進入支管687和第三燃燒廢氣排出支管688。
[0054]如圖1、圖9、圖10所示，上段的第三煤氣進入支管682從中心支撐弓65的條弓651的下面穿過向上經火道隔墻635通向第三燃燒室681，第三蓄熱腔686設置在條弓651下方的爐體91上，第三蓄熱體683置于第三蓄熱腔686中，第三蓄熱腔686 —端通過延伸通道6861從中心支撐弓65的條弓651的下面穿過向上經火道隔墻635延伸通向第三燃燒室681底部，第三蓄熱腔686另一端分別接有第三空氣進入支管687和第三燃燒廢氣排出支管688。
[0055]同理，如圖9、圖10、圖11所示，第四燃氣加熱器69結構與第三燃氣加熱器68完相同，這里不再贅述，其中第四燃燒室691與第三燃燒室681通過燃燒室通道6305接通構成一組關聯(lián)(圖1、圖8所示)。
[0056]其中，如圖1、圖6、圖10所示，第三燃燒加熱器68的第三燃燒室681的第三煤氣進入支管682、第三空氣進入支管687和第三燃燒廢氣排出支管688分別通過第一煤氣圍管6684、第一空氣圍管6674，第一燃燒廢氣圍管6694與第一煤氣分管6681、第一空氣分管6671、第一燃燒廢氣分管6691相通。
[0057]如圖6、圖10所示，第四燃燒加熱器69的第四燃燒室691的第四煤氣進入支管692、第四空氣進入支管697和第四燃燒廢氣排出支管698分別通過第二煤氣圍管6685、第二空氣圍管6675、第二燃燒廢氣圍管6695與第二煤氣分管6683、第二空氣分管6673、第二燃燒廢氣分管6693相通。
[0058]這里，第三燃燒加熱器68、第四燃氣加熱器69燃燒原理與以上第一燃燒加熱器62、第二燃燒加熱器60幾乎完全相同，不再贅述。
[0059]如圖1、圖10所示，中心支撐弓65，因為氣化室內環(huán)墻612以及內燃燒加熱裝置67的火道隔墻635都設置在爐腔中，需要中心支撐弓65為其提供支撐，同時又給內燃燒加熱裝置67提供各種管道的鋪設。
[0060]如圖1、圖10所示，中心支撐弓65設置在氣化室61、內燃燒加熱裝置67下方的爐腔中，主要包括若干條的條弓651、火弓中心環(huán)墻652，條弓651 —端固定在火弓中心環(huán)墻652上，另一端固定在爐體91上，條弓651圍繞火弓中心環(huán)墻652中心以一定角度間隔輻射狀散開布置，本例中的火弓651為12條弓，數(shù)量與內燃燒加熱裝置67的相互關聯(lián)的第三燃燒加熱器68第四燃燒加熱器69總數(shù)一致。
[0061]如圖1、圖10、圖9、圖11所示，一條火弓651的墻體中設置第三煤氣進入支管682和第三蓄熱腔686的延伸通道6861，緊相鄰的另一條火弓651的墻體中設置的第四煤氣進入支管692和第四蓄熱腔696的延伸通道6961，給內燃燒加熱裝置67的管道鋪設提供了便利，使內燃燒加熱裝置67的各種管道排列有序，不至于干涉。
[0062]綜上所述，氣化裝置6的加熱方式是通過外燃氣加熱裝置64、內燃氣加熱裝置67采用雙聯(lián)燃燒室和換向加熱，外燃氣加熱裝置64分上、中、下三段加熱，內燃氣加熱裝置67分上、下兩段加熱，向氣化室61中提供熱源，另外，本氣化裝置6的水煤氣氣化反應單獨在氣化室61室內進行，而加熱單獨在氣化室61室外進行，故稱之為外熱式，有別于現(xiàn)有的間歇燃料層及蓄熱室在同一室內進行，使得水煤氣化反應和水煤氣氣化反應加熱分別可以連續(xù)、受控進行，相互協(xié)調而又不相互干擾。
[0063]第二節(jié)水煤氣反應
由于無煙炭在氣化室中溫度較高，一般都在1000°以上，再給無煙炭通入水蒸汽，高溫無煙炭中的炭與過熱水蒸汽相遇進行水煤氣反應生成高溫炙熱的水煤氣(一氧化碳和氫氣)。
[0064]如圖1、圖12所示，外熱式水煤氣氣化裝置7包括氣化裝置6、物料降溫室70、蒸汽進入通管707、熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置(圖未視出)。
[0065]如圖1所示，氣化裝置6的氣化室61位于中心支撐弓65上方，外燃氣加熱裝置64、內燃氣加熱裝置67是氣化室61的所需的熱源，當然，如果對氣化室61使用其他的外加熱裝置、內加熱裝置也是可行，只要能`夠保證給氣化室61的所需的熱量和溫度即可，并不局限于上述外燃氣加熱裝置64、內燃氣加熱裝置67的加熱方式。
[0066]如圖1所示，物料降溫室70設置在爐體91下部位于中心支撐弓65下方，物料降溫室70的頂部與氣化室61底部相通；蒸汽進入通管707 —端物料降溫室70的頂部，蒸汽進入通管707的開口 708向下朝向物料降溫室70，蒸汽進入通管707另一端伸出爐體91外與熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置的蒸汽室(圖未視出)的相通。
[0067]由于外熱式水煤氣氣化裝置7的任務是產生大量的水煤氣，所以無煙炭在氣化室61中進行水煤氣反應時需要消耗大量的水蒸汽，需要能產生大量的水蒸汽的蒸汽產生裝置，而本例中無煙炭與水蒸汽反應生成的水煤氣溫度很高，通常在500°以上，熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置也可以稱之為熱氣加熱式蒸汽鍋爐，主要結構是熱氣換熱器單獨形成一個獨立的氣體通路，裝水的容器或水箱構成蒸汽室，將熱氣換熱器置于裝水的容器或水箱中，將熱氣換熱器的氣體通路與水煤氣圍管85相連通，蒸汽室與水蒸汽導入蒸汽進入通管707相連通，利用熱氣換熱器將高溫炙熱的水煤氣的熱量傳遞給容器或水箱中的水，從而對容器或水箱中的水加熱形成水蒸汽，再將水蒸汽導入蒸汽進入通管707，既起到對水煤氣的降溫，同時又補充水煤氣應時所所需大量的水蒸汽，不需要消耗額外的能源，水煤氣成本得到進一步節(jié)省。
[0068]本發(fā)明的水煤氣反應原理方法是:
(I)、蒸汽進入通管707向物料降溫室70通入水蒸汽，水蒸汽吹向物料降溫室70，給物料降溫室70中大量的水煤氣氣化后的高溫固體產物降溫，水蒸汽在給氣化后的固體進行降溫的同時，提高水蒸汽溫度形成過熱水蒸汽；
(2)、過熱水蒸汽穿過中心支撐弓65進入氣化室61，并與氣化室61的高溫無煙炭物料接觸，無煙炭中的炭與過熱水蒸汽相遇進行水煤氣反應生成高溫炙熱的水煤氣(一氧化碳和氫氣);
(3)、將高溫炙熱的水煤氣通入熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置加熱水形成水蒸汽，再將熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置產生的水蒸汽通入蒸汽進入通管707，補充因水煤氣反應而所需的大量水蒸汽，使得水煤氣反應能夠連續(xù)不間斷進行；
(4)、上述第2步，氣化室61的加熱通過外燃氣加熱裝置64、內燃氣加熱裝置67采用雙聯(lián)燃燒室和換向蓄熱加熱方法，外燃氣加熱裝置64分上、中、下三段加熱，內燃氣加熱裝置67分上、下兩段加熱，給水煤氣反應所需熱量。
[0069]本發(fā)明利用自高溫無煙炭中的炭與過熱水蒸汽相遇進行水煤氣反應生成高溫炙熱的水煤氣產品，水煤氣產量大，水煤氣中氫氣含量高，一氧化碳和氫氣配比合理，其它成份含量低，是理想的合成氣產品，可以做為還原氣用于其它行業(yè)，如作為直接還原鐵的還原冶煉所用的還原氣，也可以通過變壓吸附或膜分離工藝可獲得價廉品優(yōu)的純凈的氫氣產品作為直接還原鐵的還原 冶煉所用的還原氣，其次，利用無煙炭氣化后的溫度較高的固體產物與水蒸汽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份，既在降低固體產物溫度的同時，又產生過熱水蒸汽，最后，將水煤氣反應后高溫炙熱的水煤氣導出，用于對水進行加熱產生水蒸汽，給水煤氣反應提供大量源源不斷的水蒸汽，這種不需要消耗額外能源的技術方法符合我們今天倡導的節(jié)能降耗，可持續(xù)發(fā)展的理念。
[0070]第三節(jié)水煤氣導出裝置
高溫無煙炭中的炭與過熱水蒸汽進行水煤氣反應生成水煤氣(一氧化碳和氫氣)，以上統(tǒng)稱水煤氣，需要對水煤氣導出以便利用。
[0071]如圖1、圖7、圖8、圖9、圖11所示，水煤氣導出裝置8，包括水煤氣集中室81、外導出通道83、導出主通道84，水煤氣圍管85 ;水煤氣集中室81設置在氣化室61的頂部與氣化室61—體成形；如圖1、圖8、圖15所示，18條外導出通道83設置爐體91的外墻中，下外導出通道入口 831、上外導出通道入口 834穿過外環(huán)墻611中部通向氣化室61，外導出通道出口 832穿過外環(huán)墻611通向氣化室頂部的水煤氣集中室81。
[0072]如圖1、圖7所示，導出主通道84設置在氣化爐的爐體91的外墻中，導出主通道84與水煤氣集中室81相通再向上延伸到設置爐體91外與上部水煤氣圍管85相通。
[0073]如圖1、圖7、圖8、圖9所示，本例中因為氣化室61呈環(huán)形腔室，所以水煤氣集中室81亦相應呈環(huán)形腔室，18條外導出通道83分別設置在爐體91外墻中間穿過和外火道隔墻625和外環(huán)墻611通向氣化室61，其中，因為氣化室61的圓周較長，所以在氣化室61的內環(huán)墻612、外環(huán)墻611上分別設置有18個下外導出通道入口 831、上外導出通道入口 834，如圖1所示，本例采用此結構可以對氣化室61中不同段產生的水煤氣可以更好導出，另外圍繞水煤氣集中室81亦設置有8條截面積較大水煤氣主通道84通向水煤氣圍管85，這樣設置的目的可以方便導出水煤氣集中室81中大量水煤氣。
[0074]本例特點將在氣化室61中不同段產生的水煤氣分別從下外導出通道入口 831、上外導出通道入口 834進入外導出通道83中再匯集水煤氣集中室81中，當然氣化室61中的大量水煤氣是直接升入水煤氣集中室81中，通過導出主通道84進入水煤氣圍管85排出，。[0075]第四節(jié)連續(xù)外熱式氣化
綜合上述，本例特點是將無煙炭預熱、無煙氣化(水煤氣反應)、蒸汽產生、水煤氣導出工藝整合在一起中，使得無煙炭氣化(水煤氣反應)、蒸汽產生、水煤氣得以連續(xù)實現(xiàn)。
[0076]如圖14所示，連續(xù)外熱式水煤氣氣化爐9包括爐體91、預熱倉1、入爐布料通道921、外熱式水煤氣氣化裝置7、水煤氣導出裝置8、螺旋封閉排料器96、產品料倉94 ；預熱倉
1、外熱式水煤氣氣化裝置7、水煤氣導出裝置8的具體結構見以上所述；預熱倉I設置在爐體91頂部，預熱倉I的高溫熱氣進入通道131與水煤氣圍管85相通，爐體91頂部設有入爐布料通道921，入爐布料通道921上端與預熱倉I底部的加料閥15連接，入爐布料通道921下端與氣化裝置6的氣化室61頂部相通，上述的加料閥15主要采取氣密閉功能的加料閥，主要防止水煤氣通過入爐布料通道921漏出，保證大量的水煤氣從水煤氣導出裝置8的導出主通道84中導出，當然在加料閥15時開啟加料時，因為無煙炭本身顆粒細小而密實堆積在一起，水煤氣也很難透過入爐布料通道921中的無煙炭而漏出或只能微量漏出。
[0077]如圖14所示，螺旋封閉排料器96設置在外熱式水煤氣氣化裝置7的物料降溫室70底部，產品料倉94置于爐體91底部，產品料倉94上接螺旋封閉排料器96，螺旋封閉排料器96屬現(xiàn)有技術，只要能夠起到避免無煙炭氣化后的固體產物的塵粒飛揚就行，如市場上的密封排料器、密封回料器、密封下料器等。
[0078]本例連續(xù)外熱式氣化的方法是:
(I)、通過斗提機18將低階煤(褐煤)熱解加工得到無煙、無水、低灰、高活性的無煙炭送到封閉進料皮帶輸送機17，封閉進料皮帶輸送機17將無煙炭從預熱倉I中預熱，再通過入爐布料通道921進入氣化裝置6的氣化室61中；
(2)、通過外熱式水煤氣氣化裝置7的氣化裝置6的外燃氣加熱裝置64、內燃氣加熱裝置67對凈化后煤氣燃燒給氣 化室61提供熱源，無煙炭在氣化室61中高溫環(huán)境下進行氣化；
(3)、通過外熱式水煤氣氣化裝置7從氣化室61下部通入高溫水蒸汽，并與氣化室61的高溫炙熱的無煙炭氣化物料接觸，無煙炭氣化后的固體產物中的炭與過熱水蒸汽相遇進行水煤氣反應生成水煤氣；
(4)、無煙炭氣化后的固體產物從氣化室61中落入物料降溫室70中，對經過物料降溫室70向上進入氣化室61的水蒸汽再次加熱成為過熱的高溫水蒸汽，同時又對無煙炭氣化后的固體產物進行降溫，根據(jù)無煙炭氣化程度，適時控制螺旋封閉排料器96開啟或關閉，將物料降溫室70中無煙炭高溫氣化降溫后的固體產物排入產品料倉中，再適時控制加料閥15時開啟開啟或關閉，預熱后的無煙炭通過入爐布料通道921進入氣化裝置6的補充到氣化室61中；
(5)、水煤氣反應生成水煤氣(一氧化碳和氫氣)，統(tǒng)稱為水煤氣，水煤氣通過爐體上設置的水煤氣導出裝置8的導出主通道84導出，通過水煤氣圍管85和高溫熱氣進入通道131進入預熱倉I對無煙炭預熱，即上述第I步的預熱，預熱后的低溫水煤氣通過預熱倉I的低溫氣體排出通道138排出。
[0079]進一步、水煤氣通過爐體上設置的水煤氣導出裝置8的導出主通道84導出，通過水煤氣圍管85導入熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置加熱水形成水蒸汽，再將熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置產生的水蒸汽通過蒸汽進入通管707通入外熱式水煤氣氣化裝置7，補充因水煤氣反應而所需的大量水蒸汽，使得水煤氣反應能夠連續(xù)不間斷進行。
[0080]本例將無煙炭預熱、氣化工藝整合在同一個爐體，實現(xiàn)連續(xù)無煙炭氣化，生產效率高，設備所需廠房面小，人力成本低，具有低耗、環(huán)保的特點。
[0081]第四部分、連續(xù)水煤氣氣化綜合 第一節(jié)連續(xù)外熱式水煤氣氣化綜合裝置
如圖14所示，綜合上述，得出連續(xù)外熱式水煤氣氣化綜合裝置，包括連續(xù)外熱式水煤氣氣化爐9、尾氣水沐凈化器16，連續(xù)外熱式水煤氣氣化爐9的氣化裝置6的氣體換向裝置66的廢氣風機666通過管道6661與尾氣水沐凈化器16的尾氣導流罩164相通。
[0082]故而得出，連續(xù)外熱式水煤氣氣化綜合方法是:在上述的連續(xù)外熱式氣化的方法的第2步進一步補充為，上述的外燃氣加熱裝置64、內燃氣加熱裝置67采用雙聯(lián)燃燒室和換向加熱，向氣化室61中提供熱源，外燃氣加熱裝置64、內燃氣加熱裝置67中凈煤氣燃燒后的廢氣通過廢氣風機666排入尾氣水沐凈化器16中進行水沐凈化后干凈排出。
[0083]進一步細化為:外燃氣加熱裝置64分上、中、下三段加熱，內燃氣加熱裝置67分上、下兩段加熱，向氣化室61中提供熱源。
[0084]第二節(jié)連續(xù)外熱式水煤氣氣化綜合工藝的控制
如圖13所示:連續(xù)外熱式水煤氣氣化綜合裝置的控制裝置，包括工控中心90與無煙炭預熱加料用的通過斗提機18、進料皮帶輸送機17相聯(lián)；與無煙炭氣化用的加料閥15、螺旋封閉排料器96、燃燒室溫度表6203、旋轉換向電機663、空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666、噴灑水泵167相聯(lián)，由工控中心90自動控制它們的工作。
[0085]連續(xù)外熱式水煤氣氣化綜合裝置的控制方法是:` (1)、工控中心90通過斗提機18、進料皮帶輸送機17控制向預熱倉I的料倉111中加入的無煙炭粒料，控制加料閥15啟閉將下料倉14中預熱后的無煙炭通過入爐布料通道921進入氣化裝置6的氣化室61中；
(2)、工控中心90根據(jù)燃燒室溫度表6203測得的溫度進行綜合評估無煙炭氣化情況控制旋轉換向電機663的轉動頻率和空氣風機664、煤氣風機665、廢氣風機666的風量大小對外燃氣加熱裝置64、內燃氣加熱裝置67的煤氣燃燒進行控制，從而對無煙炭水煤氣化反應進行調整；
(3)、工控中心90通過廢氣風機666將外燃氣加熱裝置64、內燃氣加熱裝置67中燃燒后的廢氣泵入尾氣的水沐凈化器16中進行凈化；
(4)、工控中心90調整噴灑水泵167的泵水量實現(xiàn)對燃燒后的廢氣泵入尾氣的凈化。
[0086]以上內容介紹只是例舉連續(xù)水煤氣氣化綜合裝置及工藝的一個具實施例，并不構成對本案連續(xù)水煤氣氣化綜合裝置及工藝保護范圍的限制。
【權利要求】
1.外熱式水煤氣氣化方法，其特征在于:該方法涉及設備包括氣化裝置、物料降溫室、蒸汽進入通管、熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置，步驟是: (1)、蒸汽進入通管向物料降溫室通入水蒸汽，水蒸汽吹向物料降溫室，給物料降溫室中大量的水煤氣氣化后的高溫固體產物降溫，水蒸汽在給氣化后的固體進行降溫的同時，提高水蒸汽溫度形成過熱水蒸汽； (2)、過熱水蒸汽進入氣化裝置的氣化室，并與氣化室的高溫無煙炭物料接觸，無煙炭中的炭與過熱水蒸汽相遇進行水煤氣反應生成高溫炙熱的水煤氣； (3)、將高溫炙熱的水煤氣通入熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置加熱水形成水蒸汽，再將熱氣加熱式蒸汽發(fā)生裝置產生的水蒸汽通入蒸汽進入通管，補充因水煤氣反應所需的大量水蒸汽，使得水煤氣反應能夠連續(xù)不間斷進行； (4)、上述第2步，氣化室通過外燃氣加熱裝置、內燃氣加熱裝置采用雙聯(lián)燃燒室和換向蓄熱的加熱方法給水煤氣反應提供所需熱量。
2.如權利要求1所述的外熱式水煤氣氣化方法，其特征在于:所述的外燃氣加熱裝置雙聯(lián)燃燒室和換向蓄熱的加 熱方法，該方法涉及設備包括外燃氣加熱裝置、氣體換向裝置，外燃氣加熱裝置包括至少一組結構相同關聯(lián)的第一燃氣加熱器、第二燃氣加熱器，所述的第一燃氣加熱器主要包括第一燃燒室、第一煤氣進入支管和第一蓄熱換熱器，第二燃氣加熱器結構也包括第二燃燒室、第二煤氣進入支管和第二蓄熱換熱器，該方法的步驟是: (I )、氣體換向裝置將空氣鼓入第一蓄熱換熱器，經第一蓄熱換熱器加熱后進入加熱后進入第一燃燒室中，氣體換向裝置將凈煤氣鼓入第一燃燒室中進行燃燒，第一燃燒室中凈煤氣燃燒后的廢氣進入到第二燃燒室中，再經過第二蓄熱換熱器吸熱后由氣體換向裝置排出； (2)、達到設定燃燒時間，氣體換向裝置將空氣鼓入第二蓄熱換熱器，經第二蓄熱換熱器加熱后進入加熱后進入第二燃燒室中，氣體換向裝置將凈煤氣鼓入第二燃燒室中進行燃燒，第二燃燒室中凈煤氣燃燒后的廢氣進入到第一燃燒室中，再經過第一蓄熱換熱器吸熱后由氣體換向裝置排出。
3.如權利要求1所述的外熱式水煤氣氣化方法，其特征在于:所述的內燃氣加熱裝置雙聯(lián)燃燒室和換向蓄熱的加熱方法，該方法涉及設備包括內燃氣加熱裝置、氣體換向裝置，內燃氣加熱裝置包括至少一組結構相同關聯(lián)的第三燃氣加熱器、第四燃氣加熱器，所述的第三燃氣加熱器主要包括第三燃燒室、第三煤氣進入支管和第三蓄熱換熱器，第四燃氣加熱器結構也包括第四燃燒室、第四煤氣進入支管和第四蓄熱換熱器，該方法的步驟是: (I )、氣體換向裝置將空氣鼓入第三蓄熱換熱器，經第三蓄熱換熱器加熱后進入加熱后進入第三燃燒室中，氣體換向裝置將凈煤氣鼓入第三燃燒室中進行燃燒，第三燃燒室中凈煤氣燃燒后的廢氣進入到第四燃燒室中，再經過第四蓄熱換熱器吸熱后由氣體換向裝置排出； (2)、達到設定燃燒時間，氣體換向裝置將空氣鼓入第四蓄熱換熱器，經第四蓄熱換熱器加熱后進入加熱后進入第四燃燒室中，氣體換向裝置將凈煤氣鼓入第四燃燒室中進行燃燒，第四燃燒室中凈煤氣燃燒后的廢氣進入到第三燃燒室中，再經過第三蓄熱換熱器吸熱后由氣體換向裝置排出。
【文檔編號】C10J3/84GK103450943SQ201310346021
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月10日 優(yōu)先權日:2013年8月10日
【發(fā)明者】王新民, 錢納新, 王松林 申請人:山西鑫立能源科技有限公司