一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐及其制備一氧化碳的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，包括氣體發(fā)生室、氣體噴嘴和加料裝置，其中，加料裝置設(shè)置有多個(gè)密封閥門；氣體發(fā)生室包括錐臺(tái)狀的頂部腔室和底部腔室，位于頂部腔室和底部腔室之間的圓柱狀中間腔室，頂部腔室和底部腔室均沿遠(yuǎn)離中間腔室的方向收縮，且氣體噴嘴設(shè)置在底部腔室的底板上。本發(fā)明中，因在加料裝置上設(shè)置多個(gè)密封門，使其在不同時(shí)間開啟和關(guān)閉，使氣體發(fā)生室始終與外界隔絕，從而實(shí)現(xiàn)原料焦炭的連續(xù)添加。氣體發(fā)生室整體呈紡錘體狀，有利于氣體的分布，使得焦炭和混合氣體的反應(yīng)更加充分，減少了雜質(zhì)氣體的含量，進(jìn)一步提高了制備出的一氧化碳?xì)怏w的純度。本發(fā)明還提供了一種利用上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐制備一氧化碳的方法。
【專利說(shuō)明】一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐及其制備一氧化碳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一氧化碳制備【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，本發(fā)明還涉及一種利用上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐制備一氧化碳的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一氧化碳是合成含羰基化合物的重要原料之一。生產(chǎn)一氧化碳?xì)怏w的主要設(shè)備是一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，雖然我國(guó)一氧化碳生產(chǎn)已有幾十年的歷史，但使用的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐大多采用二十世紀(jì)50年代引進(jìn)前蘇聯(lián)和70年代引進(jìn)日本的設(shè)備，其普遍采用單次加料并密封反應(yīng)的生產(chǎn)方式制備一氧化碳，從而導(dǎo)致單臺(tái)設(shè)備產(chǎn)氣量低，生產(chǎn)效率低下。近年來(lái)國(guó)內(nèi)開發(fā)了一些新型一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，生產(chǎn)能力大大提高，但受氣體發(fā)生室結(jié)構(gòu)限制，使得制備成的一氧化碳的純度只能穩(wěn)定在95%左右。
[0003]目前采用一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐制備一氧化碳的工業(yè)化生產(chǎn)方法有半水煤氣法和焦炭氣化法。其中焦炭氣化法主要是由焦炭(冶金焦、石油焦或鑄造焦)與純氧或二氧化碳中的一種或二種的混合氣體為原料制備，具體有以下幾種工藝路線:
[0004]1、焦炭純氧氣化法:以焦炭為原料，氧氣為氣化劑，使其在一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w。此工藝的缺點(diǎn)是單臺(tái)生產(chǎn)能力小，一氧化碳純度比較低，通常在90%以下，并且該工藝過(guò)程為強(qiáng)放熱過(guò)程，需要大量的冷卻水，造成能源的浪費(fèi)。
[0005]2、焦炭二氧化碳?xì)饣?以焦炭為原料，二氧化碳為氣化劑，使其在一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w。此工藝為吸熱過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程中需要外界提供大量的熱量，無(wú)工業(yè)化應(yīng)用案例。
[0006]3、焦炭混合氣氣化法:以焦炭為原料，氧氣和二氧化碳為氣化劑，使其在一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w`。該工藝目前被認(rèn)為是比較理想的生產(chǎn)工業(yè)一氧化碳?xì)怏w的方法。但該工藝合成氣體中二氧化碳含量較高，從而影響了一氧化碳?xì)怏w的純度。
[0007]因此，如何提高一氧化碳?xì)怏w的制備效率和純度，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此,本發(fā)明提供了一種一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其能夠提高一氧化碳?xì)怏w的制備效率和純度。本發(fā)明還涉及一種利用上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐制備一氧化碳的方法。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0010]一種一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，包括氣體發(fā)生室、氣體噴嘴和加料裝置，其中，所述加料裝置設(shè)置有多個(gè)密封閥門；所述氣體發(fā)生室包括錐臺(tái)狀的頂部腔室和底部腔室，位于所述頂部腔室和底部腔室之間的圓柱狀中間腔室，所述頂部腔室和底部腔室均沿遠(yuǎn)離所述中間腔室的方向收縮，且所述氣體噴嘴設(shè)置在所述底部腔室的底板上。
[0011 ] 優(yōu)選的，上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中，所述加料裝置包括料斗和加料倉(cāng)，所述料斗和所述加料倉(cāng)、所述加料倉(cāng)和所述頂部腔室均通過(guò)密封閥門連接。[0012]優(yōu)選的，上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中，所述料斗和所述加料倉(cāng)上均設(shè)置有分別控制不同所述密封閥門啟閉的控制杠桿，且所述控制杠桿為氣壓杠桿、液壓杠桿或手動(dòng)杠桿。
[0013]優(yōu)選的，上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中，所述氣體發(fā)生室的長(zhǎng)度與所述中間腔室的直徑之比為3:1~8:1。
[0014]優(yōu)選的，上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中，所述頂部腔室的頂端開口的直徑與所述中間腔室的直徑之比、所述底部腔室的底端直徑與所述中間腔室的直徑之比均為0.3:1~
0.9:10
[0015]優(yōu)選的，上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中，所述底部腔室的長(zhǎng)度與所述中間腔室的直徑之比、所述中間腔室的長(zhǎng)度與其直徑之比均為0.3:1~3:1 ;所述頂部腔室的長(zhǎng)度與所述中間腔室的直徑之比為2:1~6:1。
[0016]優(yōu)選的，上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中，所述氣體噴嘴為一體式結(jié)構(gòu)，且其材質(zhì)為銅、不銹鋼、碳鋼或耐高溫特種陶瓷。
[0017]優(yōu)選的，上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中，當(dāng)所述氣體噴嘴為一個(gè)時(shí)，其位于所述底部腔室的底板的中央部位，當(dāng)所述氣體噴嘴為多個(gè)時(shí)，其均勻分布在所述底部腔室的底板上。
[0018]基于上述提供的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，本發(fā)明還提供了一種制備一氧化碳的方法，適用于上述任意一項(xiàng)所述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其包括以下步驟:
[0019]I)焦炭通過(guò)所述加料裝置進(jìn)入到所述氣體發(fā)生室中；
[0020]2)將二氧化碳?xì)怏w與氧氣以質(zhì)量比為0.3:1~1.5:1的比例進(jìn)行混合，然后經(jīng)所述氣體噴嘴噴入所述氣體發(fā)生室`中；
[0021]3)控制所述氣體發(fā)生室內(nèi)還原層的溫度保持在1000°C~1200°C，二氧化碳?xì)怏w和氧氣的混合氣體與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w。
[0022]優(yōu)選的，上述制備一氧化碳的方法中，所述二氧化碳?xì)怏w和氧氣的緩沖罐壓力值均為0.2MPa~0.4MPa，且所述二氧化碳?xì)怏w和氧氣的純度均大于或等于99%(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))；所述焦炭中含碳量大于或等于85% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，含水量小于或等于10% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，揮發(fā)份含量小于或等于2% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。
[0023]本發(fā)明提供的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中，加料裝置上設(shè)置有多個(gè)密封閥門，當(dāng)需要向氣體發(fā)生室中加料時(shí)，首先開啟位于加料裝置最外層的密封閥門，并保證與氣體發(fā)生室連通的密封閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，通過(guò)最外層的密封閥門向加料裝置中加入原料(即焦炭)，然后關(guān)閉最外層的密封閥門，使加入的原料與外界隔絕，再開啟與氣體發(fā)生室連通的密封閥門，并將原料加入氣體發(fā)生室內(nèi)用于制備一氧化碳，如此重復(fù)操作從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)加料。氣體發(fā)生室分為三個(gè)部分，頂部腔室、中間腔室和底部腔室，其中中間腔室為圓柱狀，頂部腔室和底部腔室均為錐臺(tái)狀，并且其錐面擴(kuò)大形成的大口端均與中間腔室連接，即頂部腔室和底部腔室均沿遠(yuǎn)離中間腔室的方向收縮，氣體噴嘴設(shè)置在底部腔室的底板上，在進(jìn)行制備時(shí)，首先通過(guò)加料裝置向氣體發(fā)生室中添加焦炭，然后通過(guò)氣體噴嘴向氣體發(fā)生室中噴入二氧化碳和氧氣的混合氣體，使混合氣體與焦炭發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)一氧化碳。本發(fā)明提供的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，因在加料裝置上設(shè)置多個(gè)密封門，使其在不同時(shí)間開啟和關(guān)閉，使氣體發(fā)生室始終與外界隔絕，從而實(shí)現(xiàn)原料的連續(xù)添加，保證在加料過(guò)程中不必停爐操作，提高了生產(chǎn)效率。氣體發(fā)生室采用兩端呈錐臺(tái)狀，中間呈圓柱狀的結(jié)構(gòu)，其整體呈紡錘體狀，有利于氣體在氣體發(fā)生室中的分布，使得焦炭和混合氣體的反應(yīng)更加充分，減少了生成的一氧化碳中的雜質(zhì)氣體含量，進(jìn)一步提高了制備出一氧化碳的純度。
[0024]本發(fā)明還提供了一種制備一氧化碳的方法，其采用上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐進(jìn)行一氧化碳的制備，通過(guò)控制二氧化碳與氧氣的配比，結(jié)合氣體發(fā)生室的結(jié)構(gòu)，通過(guò)精確調(diào)節(jié)，使?fàn)t內(nèi)還原層溫度控制在1000°c~1200°c，保證了二氧化碳被充分還原，使得制備出的一氧化碳的純度更高，而且也有利于降低出口氣體溫度，從而延長(zhǎng)爐體、噴嘴的使用壽命，節(jié)省冷卻水用量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的制備一氧化碳的方法的流程圖。
[0028]上圖1中:
[0029]氣體噴嘴1、加料裝置2、密封閥門3、頂部腔室4、底部腔室5、中間腔室6、料斗7、加料倉(cāng)8、控制杠桿9 ;
[0030]氣體發(fā)生室長(zhǎng)度L、中間腔室直徑D、頂部腔室頂端開口直徑D1、底部腔室底端直徑D2、底部腔室長(zhǎng)度L1、中 間腔室長(zhǎng)度L2、頂部腔室長(zhǎng)度L3。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明提供了一種一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其能夠提高一氧化碳?xì)怏w的制備效率和純度。本發(fā)明還涉及一種利用上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐制備一氧化碳的方法。
[0032]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，包括氣體發(fā)生室、氣體噴嘴I和加料裝置2，其中，加料裝置2設(shè)置有多個(gè)密封閥門3 ;氣體發(fā)生室包括錐臺(tái)狀的頂部腔室4和底部腔室5，位于頂部腔室4和底部腔室5之間的圓柱狀中間腔室6，頂部腔室4和底部腔室5均沿遠(yuǎn)離中間腔室6的方向收縮,且氣體噴嘴I設(shè)置在底部腔室5的底板上。其中，頂部腔室4的外側(cè)壁上設(shè)置有視鏡，以觀測(cè)氣體發(fā)生室中的生產(chǎn)情況。
[0034]本實(shí)施例提供的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中，加料裝置2上設(shè)置有多個(gè)密封閥門3，當(dāng)需要向氣體發(fā)生室中加料時(shí)，首先開啟位于加料裝置2最外層的密封閥門3，并保證與氣體發(fā)生室連通的密封閥門3處于關(guān)閉狀態(tài)，通過(guò)最外層的密封閥門3向加料裝置2中加入原料，然后關(guān)閉最外層的密封閥門3，使加入的原料與外界隔絕，再開啟與氣體發(fā)生室連通的密封閥門3，并將原料加入氣體發(fā)生室內(nèi)用于制備一氧化碳，如此重復(fù)操作從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)加料。氣體發(fā)生室分為三個(gè)部分，頂部腔室4、中間腔室6和底部腔室5，其中頂部腔室4和底部腔室5均為錐臺(tái)狀，并且其錐面擴(kuò)大形成的大口端均與中間腔室6連接，即頂部腔室4和底部腔室5均沿遠(yuǎn)離中間腔室6的方向收縮,氣體噴嘴I設(shè)置在底部腔室5的底板上,在進(jìn)行制備時(shí)，首先通過(guò)加料裝置2向氣體發(fā)生室中添加焦炭，然后通過(guò)氣體噴嘴I向氣體發(fā)生室中噴入二氧化碳和氧氣的混合氣體，使混合氣體與焦炭發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)一氧化碳。
[0035]本實(shí)施例提供的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，因在加料裝置2上設(shè)置多個(gè)密封門，使其在不同時(shí)間開啟和關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)原料的連續(xù)添加，保證在加料過(guò)程中不必停爐操作，提高了生產(chǎn)效率。氣體發(fā)生室采用兩端呈錐臺(tái)狀，中間呈圓柱狀的結(jié)構(gòu)，其整體呈紡錘體狀，有利于氣體在氣體發(fā)生室中的分布，使得焦炭和混合氣體的反應(yīng)更加充分，減少了生成的一氧化碳中的雜質(zhì)氣體，進(jìn)一步提高了制備出一氧化碳的純度。
[0036]為了進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，本實(shí)施例提供的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐中，加料裝置2包括料斗7和加料倉(cāng)8，料斗7和加料倉(cāng)8、加料倉(cāng)8和頂部腔室4均通過(guò)密封閥門3連接。本實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐的連續(xù)生產(chǎn)而不停爐，需要保證在添加焦炭的過(guò)程中，氣體發(fā)生室始終與外界隔絕，因此，需要在兩個(gè)相鄰的密封閥門3之間設(shè)置密封空間，作為焦炭的中轉(zhuǎn)空間，即加料倉(cāng)8。
[0037]為了操作方便，在加料倉(cāng)8的加料上游設(shè)置了料斗7，并且料斗7與加料倉(cāng)8之間通過(guò)密封閥門3連接，本實(shí)施例優(yōu)選密封閥門3為兩個(gè)，并分別設(shè)置在加料倉(cāng)8與料斗7連通的進(jìn)料口和與氣體發(fā)生室連通的出料口上。在加料的過(guò)程中，首先開啟進(jìn)料口處的密封閥門3，并保證出料口處的密封閥門3保持密封關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)焦炭通過(guò)料斗7進(jìn)入到加料倉(cāng)8中以后，關(guān)閉進(jìn)料口處的密封閥門3，使添加的焦炭位于加料倉(cāng)8中的密封空間中，再用氮?dú)庵脫Q加料倉(cāng)8在進(jìn)料口處密封閥門3開啟時(shí)進(jìn)入的空氣，然后開啟位于出料口處的密封閥門3，加料倉(cāng)8與氣體發(fā)生室連通，焦炭進(jìn)入氣體發(fā)生室中。整個(gè)過(guò)程由于中轉(zhuǎn)空間的存在，所以無(wú)需停爐加料。
[0038]具體的，料斗7和加料倉(cāng)8上均設(shè)置有分別控制不同密封閥門3啟閉的控制杠桿9，且控制杠桿9驅(qū)動(dòng)方式為氣壓、液壓或手動(dòng)。本實(shí)施例中，為了操作方便，在料斗7和加料倉(cāng)8上分別設(shè)置一個(gè)控制杠桿9，使其分別控制設(shè)置在進(jìn)料口處和出料口處的密封閥門3，如圖1所示。當(dāng)需要開啟密封閥門3時(shí)，下拉控制杠桿9位于料斗7或加料倉(cāng)8外側(cè)的一端，使其通過(guò)杠桿原理將密封`閥門3拉起，當(dāng)需要關(guān)閉密封閥門3時(shí)，上推控制杠桿9位于料斗7或加料倉(cāng)8外側(cè)的一端，密封閥門3通過(guò)杠桿原理下移關(guān)閉。
[0039]進(jìn)一步的，為了提高本實(shí)施例提供的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐的智能化，降低操作人員的工作負(fù)擔(dān)，并提高操作效率，控制杠桿9采用氣壓或液壓驅(qū)動(dòng)，當(dāng)然其也可以通過(guò)其他方式驅(qū)動(dòng)，例如電動(dòng)、手動(dòng)驅(qū)動(dòng)等。
[0040]為保證二氧化碳和氧氣的混合氣體與焦炭的充分反應(yīng)，使反應(yīng)完成后的二氧化碳和/或氧氣等氣體的殘留量較少，從而最大程度地提高制得的一氧化碳的純度，本實(shí)施例優(yōu)選使氣體發(fā)生室整體呈紡錘體狀，并且，氣體發(fā)生室的長(zhǎng)度L與中間腔室6的直徑D之比為3:1~8:1，頂部腔室4的頂端開口的直徑Dl與中間腔室6的直徑D之比、底部腔室5的底端直徑D2與中間腔室6的直徑D之比均為0.3:1~0.9:1，底部腔室5的長(zhǎng)度LI與中間腔室6的直徑D之比、中間腔室6的長(zhǎng)度L2與其直徑D之比均為0.3:1~3:1，頂部腔室4的長(zhǎng)度L3與中間腔室6的直徑D之比為2:1~6:1。本實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)氣體發(fā)生室的結(jié)構(gòu)、尺寸做出最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，使其更適于二氧化碳和氧氣的混合氣體與焦炭的充分反應(yīng)，使制得的一氧化碳的純度更高。[0041]優(yōu)選的，氣體噴嘴I為一體式結(jié)構(gòu)，且其材質(zhì)為銅、不銹鋼、碳鋼或耐高溫特種陶瓷(如碳化硅)，并且，氣體噴嘴I的數(shù)量可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)氣體噴嘴I為一個(gè)時(shí)，其位于底部腔室5的底板的中央部位，當(dāng)氣體噴嘴I為多個(gè)時(shí)，其均勻分布在底部腔室5的底板上。在本實(shí)施例中，為了使得氣體噴嘴I能夠更好的適應(yīng)高溫環(huán)境，以延長(zhǎng)氣體噴嘴I的使用壽命，優(yōu)選其材質(zhì)為銅、不銹鋼、碳鋼或耐高溫特種陶瓷(如碳化硅)，同時(shí)，為了避免其被高溫火焰燒壞，氣體噴嘴I為一體式結(jié)構(gòu)，不存在焊點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況的需要，氣體噴嘴I可以設(shè)置一個(gè)，也可以設(shè)置多個(gè)，當(dāng)其為一個(gè)時(shí)，將其設(shè)置在底部腔室5的底板的中央部位，當(dāng)其為多個(gè)時(shí)，均勻分布在底部腔室5的底板上，能夠使得進(jìn)入氣體發(fā)生室內(nèi)的混合氣體更加均勻的分散在整個(gè)空間中，有利于反應(yīng)的充分發(fā)生，以進(jìn)一步提高制得的一氧化碳的純度。
[0042]如圖2所示，本實(shí)施例還提供了一種制備一氧化碳的方法，適用于上述所述的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其包括以下步驟:
[0043]S101、焦炭通過(guò)加料裝置2進(jìn)入到氣體發(fā)生室中；
[0044]S102、將二氧化碳?xì)怏w與氧氣以質(zhì)量比為0.3:1~1.5:1的比例進(jìn)行混合，然后經(jīng)氣體噴嘴I噴入氣體發(fā)生室中，其中，二氧化碳?xì)怏w與氧氣的比例變化范圍為0.3:1~1.5:1 ；
[0045]S103、控制氣體發(fā)生室內(nèi)還原層的溫度保持在1000°C~1200°C，二氧化碳?xì)怏w和氧氣的混合氣體與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w。
[0046]本實(shí)施例提供的一種制備一氧化碳的方法，其采用上述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐進(jìn)行一氧化碳的制備，通過(guò)控制二氧化碳與氧氣的配比，結(jié)合氣體發(fā)生室的結(jié)構(gòu)，通過(guò)精確調(diào)節(jié)，使?fàn)t內(nèi)還原層溫度控制在1000°C~1200°C，保證了二氧化碳被充分還原，使得制備出的一氧化碳的純度更高，經(jīng)本實(shí)施例提供的裝置與工藝的配合，可使制得的一氧化碳?xì)怏w的純度達(dá)到96%~99.5%，而且也有利于降低出口氣體溫度，從而延長(zhǎng)爐體、噴嘴的使用壽命，節(jié)省冷卻水用量。
[0047]優(yōu)選的，上述制備一氧化碳的方法中，二氧化碳?xì)怏w和氧氣的緩沖罐壓力值均為
0.2MPa~0.4MPa，且二氧化碳?xì)怏w和氧氣的純度均大于或等于99% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))；所述焦炭中含碳量大于或等于85% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，含水量小于或等于10% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，揮發(fā)份含量小于或等于2% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))；原料焦炭為冶金焦、石油焦或鑄造焦中的一種。
[0048]上述制備一氧化碳的方法中，具體的工藝參數(shù)如下所示:
[0049]實(shí)施例1
[0050]原料焦炭為含碳量98%，含水量1.5%，揮發(fā)份0.3%的石油焦，壓力為0.2MPa的二氧化碳?xì)怏w與壓力為0.2MPa的氧氣經(jīng)充分混合后，通過(guò)氣體噴嘴I進(jìn)入氣體發(fā)生室內(nèi)與焦
炭發(fā)應(yīng)，生產(chǎn)高純度一氧化`碳?xì)怏w。
[0051]
【權(quán)利要求】
1.一種一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，包括氣體發(fā)生室、氣體噴嘴(I)和加料裝置(2)，其特征在于，所述加料裝置(2)設(shè)置有多個(gè)密封閥門(3);所述氣體發(fā)生室包括錐臺(tái)狀的頂部腔室(4)和底部腔室(5)，位于所述頂部腔室(4)和底部腔室(5)之間的圓柱狀中間腔室(6)，所述頂部腔室(4)和底部腔室(5)均沿遠(yuǎn)離所述中間腔室(6)的方向收縮，且所述氣體噴嘴(I)設(shè)置在所述底部腔室(5 )的底板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其特征在于，所述加料裝置包括料斗(7)和加料倉(cāng)(8),所述料斗(7)和所述加料倉(cāng)(8)、所述加料倉(cāng)(8)和所述頂部腔室(4)均通過(guò)所述密封閥門(3)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其特征在于，所述料斗(7)和所述加料倉(cāng)(8)上均設(shè)置有分別控制不同所述密封閥門(3)啟閉的控制杠桿(9)，且所述控制杠桿(9)可為氣壓杠桿、液壓杠桿或手動(dòng)杠桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其特征在于，所述氣體發(fā)生室的長(zhǎng)度與所述中間腔室(6 )的直徑之比為3:1~8:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其特征在于，所述頂部腔室(4)的頂端開口的直徑與所述中間腔室(6)的直徑之比、所述底部腔室(5)的底端直徑與所述中間腔室(6)的直徑之比均為0.3:1~0.9:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其特征在于，所述底部腔室(5)的長(zhǎng)度與所述中間腔室(6)的`直徑之比、所述中間腔室(6)的長(zhǎng)度與其直徑之比均為0.3:1~3:1 ;所述頂部腔室(4)的長(zhǎng)度與所述中間腔室(6)的直徑之比為2:1~6:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其特征在于，所述氣體噴嘴(I)為一體式結(jié)構(gòu)，且其材質(zhì)為銅、不銹鋼、碳鋼或耐高溫特種陶瓷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其特征在于，當(dāng)所述氣體噴嘴(I)為一個(gè)時(shí)，其位于所述底部腔室(5)的底板的中央部位，當(dāng)所述氣體噴嘴(I)為多個(gè)時(shí)，其均勻分布在所述底部腔室(5)的底板上。
9.一種制備一氧化碳的方法，其特征在于，適用于上述1-8中任意一項(xiàng)所述一氧化碳?xì)怏w發(fā)生爐，其包括以下步驟: 1)焦炭通過(guò)所述加料裝置(2)進(jìn)入到所述氣體發(fā)生室中； 2)將二氧化碳?xì)怏w與氧氣以質(zhì)量比為0.3:1~1.5:1的比例進(jìn)行混合，然后經(jīng)所述氣體噴嘴(I)噴入所述氣體發(fā)生室中； 3)控制所述氣體發(fā)生室內(nèi)還原層的溫度保持在1000°C~1200°C，二氧化碳?xì)怏w和氧氣的混合氣體與焦炭反應(yīng)生成一氧化碳?xì)怏w。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備一氧化碳的方法，其特征在于，所述二氧化碳?xì)怏w和氧氣的緩沖罐壓力值均為0.2MPa~0.4MPa，且所述二氧化碳?xì)怏w和氧氣的純度均大于或等于99% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù));所述焦炭中含碳量大于或等于85% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，含水量小于或等于10% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，揮發(fā)份含量小于或等于2% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。
【文檔編號(hào)】C01B31/18GK103553041SQ201310506988
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月24日
【發(fā)明者】蔣卓良, 王曉光, 余進(jìn), 余暉 申請(qǐng)人:湖南海利高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司