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      一種無煙煤氣流床煤氣化裝置的制作方法

      文檔序號(hào):5133294閱讀:165來源:國知局
      專利名稱:一種無煙煤氣流床煤氣化裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實(shí)用新型涉及一種煤氣化裝置,特別是一種無煙煤氣流床煤氣化裝置。
      背景技術(shù)
      氣流床,從原料形態(tài)分有水煤漿、干煤粉2類。氣流床對(duì)煤種(煙煤、褐煤)、粒度、 含硫、含灰都具有較大的兼容性,國際上已有多家單系列、大容量、加壓廠在運(yùn)作,其清潔、 高效代表著當(dāng)今技術(shù)發(fā)展潮流。Texaco水煤漿氣化主要優(yōu)點(diǎn)水煤漿制備輸送、計(jì)量控制 簡單、安全、可靠;設(shè)備國產(chǎn)化率高,投資省。主要缺點(diǎn)褐煤的制漿濃度約59% 61%;煙 煤的制漿濃度為65% ;因汽化煤漿中的水量要耗去入爐煤的8%,比干煤粉為原料氧耗高 12% 20%,所以效率比較低。Shell煤氣化技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)采用干煤粉進(jìn)料,氧耗比水 煤漿低15% ;碳轉(zhuǎn)化率高,可達(dá)99%,煤耗比水煤漿低8% ;調(diào)節(jié)負(fù)荷方便,關(guān)閉一對(duì)噴嘴,
      負(fù)荷則降低50%;爐襯為水冷壁,據(jù)稱其壽命為20年,噴嘴壽命為l年。主要缺點(diǎn)設(shè)備投 資大于水煤漿氣化技術(shù);氣化爐結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,加工難度加大。在干煤粉氣化領(lǐng)域國內(nèi)正處
      于研究開發(fā)階段??傊?,從加壓、大容量、煤種兼容性大等方面看,氣流床煤氣化技術(shù)代表著 氣化技術(shù)的發(fā)展方向,水煤漿和干煤粉進(jìn)料狀態(tài)各有利弊,界限并不十分明確,國內(nèi)技術(shù)界
      也眾說紛紜。從目前使用無煙煤生產(chǎn)合成氣的情況來看,它們的適應(yīng)性都很差,Shell煤氣 化裝置的隔焰罩、Texaco水煤漿氣化裝置的水煤漿噴嘴,使用1 3個(gè)月以后就要停車處 理,從損壞現(xiàn)象看,隔焰罩的泄漏主要來自高溫火焰的燒烤,水煤漿噴嘴的磨損主要來自是 水煤漿的腐蝕;現(xiàn)在采取的措施是重新制造隔焰罩,對(duì)水煤漿噴嘴進(jìn)行修復(fù)性補(bǔ)焊;也就 是說,到現(xiàn)在為止,還沒有一種適合用氣流床氣化無煙煤生產(chǎn)合成氣的裝置。

      發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種無煙煤氣流床煤氣化裝置,可以使用 氣流床進(jìn)行煤氣化生產(chǎn)。 為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是一種無煙煤氣流床煤氣 化裝置,包括氣化爐,氣化爐上安裝有半水煤氣出口和下渣口 ,氣化爐上安裝有多組槍體, 槍體通過燃?xì)饣旌鲜疫B接管與燃?xì)饣旌鲜疫B接。槍體與洗滌水煤漿通道和粉煤通道連接。 槍體上設(shè)有火花塞。燃?xì)饣旌鲜疫B接管與高壓氮?dú)忾y門連接。燃?xì)饣旌鲜遗c燃料氣閥門、 氧氣閥門和氮?dú)忾y門連接。 本實(shí)用新型的氣化爐上安裝多組槍體,利用槍體內(nèi)燃?xì)狻⒎勖?、水煤漿與氧氣燃燒 爆炸產(chǎn)生的能量,生產(chǎn)半水煤氣。與現(xiàn)有技術(shù)相比,爆炸能量釋放在時(shí)間上高度集中,區(qū)域 溫度高,爆炸產(chǎn)生的火焰一般在200(TC以上,生成的半水煤氣和熔渣在槍體內(nèi)噴射的溫度、 速度高,但動(dòng)量交換量低,熔渣對(duì)管道壁不存在沖刷和燒蝕現(xiàn)象,從而滿足了無煙煤高溫氣 化的要求。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


      圖1為本實(shí)用新型示意圖。
      具體實(shí)施方式
      圖1所示,一種無煙煤氣流床煤氣化裝置,包括氣化爐ll,氣化爐11上安裝有 半水煤氣出口 12和下渣口 13,其特征在于氣化爐11上安裝有多組槍體7,槍體7通過燃 氣混合室連接管5與燃?xì)饣旌鲜?連接。槍體7與洗滌水煤漿通道9和粉煤通道10連接。 槍體7上設(shè)有火花塞8。燃?xì)饣旌鲜疫B接管5與高壓氮?dú)忾y門6連接。燃?xì)饣旌鲜襩與燃 料氣閥門2、氧氣閥門3和氮?dú)忾y門4連接。 煤氣化原理燃?xì)狻⒀鯕?、粉煤和水煤漿的混合物在槍體7內(nèi)被火花塞8點(diǎn)爆,爆炸 燃燒產(chǎn)生的火焰反應(yīng)溫度高達(dá)200(TC,煤在槍體7內(nèi)高溫下與氣化劑(氧氣、蒸汽)進(jìn)行反 應(yīng),一次實(shí)現(xiàn)破粘、脫揮發(fā)份、氣化、灰團(tuán)聚及分離、焦油及酚類的裂解等過程,生成的煤氣 和爐渣高速向氣化爐推進(jìn),在推進(jìn)的過程中繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng),生成的半水煤氣與爐渣進(jìn)入氣 化爐,氣、渣分離后被分別輸送到后續(xù)工段。 氧、燃料氣和氮?dú)馔ㄟ^各自通道進(jìn)入燃?xì)饣旌鲜襩,當(dāng)?shù)獨(dú)忾y門4關(guān)閉時(shí),燃料氣 閥門2、氧氣閥門3打開,氧和燃料氣的混合氣進(jìn)入槍體7內(nèi)腔,隨即打開設(shè)在燃?xì)饣旌鲜疫B 接管5上的高壓氮?dú)忾y門6,高壓氮?dú)馐箻岓w7內(nèi)腔與燃?xì)饣旌鲜?隔絕,形成非連續(xù)狀的 混合氣氣流,與此同時(shí)打開粉煤通道10輸入粉煤、洗滌水煤漿通道9注入水煤漿,然后關(guān)閉 粉煤通道10、洗滌水煤漿通道9。此時(shí),火花塞8開始引燃槍體7內(nèi)腔內(nèi)的燃?xì)饣旌蠚怏w, 使其燃燒爆炸,爆炸燃燒氣體以十倍的聲速向氣化爐11推進(jìn);由于爆炸能量釋放在時(shí)間上 高度集中,區(qū)域溫度高,一般在200(TC以上,燃燒的、沒燃燒的無煙煤都被熔化和霧化,生成 的半水煤氣和熔渣高速向氣化爐11推進(jìn),這樣就完成了一次爆炸制氣的過程。以后又重復(fù) 上述同樣的過程,該過程的頻率為4Hz左右。各閥門的開閉及點(diǎn)火操作等均采用機(jī)械電控 來實(shí)現(xiàn),通過該控制方法變換氧、燃料氣體、粉煤和水煤漿等輸入量的比例,就會(huì)燃燒不同 的煤種,生成不同氣體比例成分的半水煤氣來。生成的半水煤氣通過半水煤氣出口 12被輸 送到后工段,產(chǎn)生的熔渣通過下渣口 13被輸送到后工段。 氧、燃料氣的混合氣進(jìn)入槍體7內(nèi)腔與粉煤、水煤漿混合后,槍體7內(nèi)腔的火花塞
      8點(diǎn)火引爆,爆炸燃燒波速度可達(dá)3000m/s、壓力為60Pa,溫度達(dá)2000°C以上,這些足以使粉
      煤、水煤漿都成為熔融狀態(tài)和蒸汽,熾熱的炭與蒸汽發(fā)生以下反應(yīng) C+2H20(汽)=C02+2H2_Q C+H20 (汽)=CO+H2_Q C02+C = 2C0-Q C+2H2 = CH4+Q CO+H20(汽)=C02+H2+Q 生成的半水煤氣和熔渣以脈沖狀射進(jìn)氣化爐ll,其溫度在350°C 50(TC,頻率為 4Hz 8Hz,平均速度能達(dá)到732m/s。在高溫下,煤中的全部烴類均按其平衡條件轉(zhuǎn)化為CO、 0)2和112。因此生成的煤氣中的甲烷含量可達(dá)0.02%,不含其它可冷凝的高碳化合物,如汽 油、苯、酚等。轉(zhuǎn)入氣相中的硫90X為H2S,10X為C0S。爆炸火焰中的顆粒之間為氣流所隔開,每個(gè)顆粒能單獨(dú)膨脹、軟化、燒燼或形成熔渣而與鄰近的顆粒毫不相干。因此,煤的粘接
      性、機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性等已不起作用。所以,可以氣化各種不同性質(zhì)的煤。 爆炸氣化是朝著反應(yīng)物濃度降低的方向進(jìn)行的,所以,碳的損失是不可避免的。但
      是爆炸產(chǎn)生的高溫可以彌補(bǔ)煤的化學(xué)活性不足的缺點(diǎn),從而提高碳的轉(zhuǎn)化率;由于爆炸氣
      化,反應(yīng)物和生成物之間熱交換,不能象逆流(固定床)氣化那樣接近理想地進(jìn)行。殘?jiān)?br> 反應(yīng)性即煤的化學(xué)活性決定了煤完全氣化的程度,影響到氣體帶出物的多少,并在一定程
      度上決定了完成氣化所需的空間。 冷卻洗滌氣體的循環(huán)水煤漿,通過濃縮、擠壓后,又返回槍體7內(nèi)循環(huán)制氣;點(diǎn)火 用的燃?xì)饪梢允峭鈦砣細(xì)?,也可循環(huán)使用生產(chǎn)的半水煤氣。 與現(xiàn)有技術(shù)相比,爆炸能量釋放在時(shí)間上高度集中,區(qū)域溫度高,爆炸產(chǎn)生的火焰 一般在2000°C以上,生成的半水煤氣和熔渣在槍體內(nèi)噴射的溫度、速度高,但動(dòng)量交換量 低,熔渣對(duì)管道壁不存在沖刷和燒蝕現(xiàn)象,從而滿足了無煙煤高溫氣化的要求。
      權(quán)利要求一種無煙煤氣流床煤氣化裝置,包括氣化爐(11),氣化爐(11)上安裝有半水煤氣出口(12)和下渣口(13),其特征在于氣化爐(11)上安裝有多組槍體(7),槍體(7)通過燃?xì)饣旌鲜疫B接管(5)與燃?xì)饣旌鲜?1)連接。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無煙煤氣流床煤氣化裝置,其特征在于槍體(7)與洗滌水煤槳通道(9)和粉煤通道(10)連接。
      3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無煙煤氣流床煤氣化裝置,其特征在于槍體(7)上設(shè)有火花塞(8)。
      4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無煙煤氣流床煤氣化裝置,其特征在于燃?xì)饣旌鲜疫B接管(5)與高壓氮?dú)忾y門(6)連接。
      5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無煙煤氣流床煤氣化裝置,其特征在于燃?xì)饣旌鲜?1)與燃料氣閥門(2)、氧氣閥門(3)和氮?dú)忾y門(4)連接。
      專利摘要本實(shí)用新型提供的一種無煙煤氣流床煤氣化裝置,通過在氣化爐上安裝多組槍體,槍體上設(shè)有火花塞,槍體與洗滌水煤漿通道和粉煤通道連接,槍體通過燃?xì)饣旌鲜疫B接管與燃?xì)饣旌鲜疫B接,燃?xì)饣旌鲜遗c燃料氣閥門、氧氣閥門和氮?dú)忾y門連接。燃?xì)饣旌鲜疫B接管上設(shè)有高壓氮?dú)忾y門。利用槍體內(nèi)燃?xì)?、粉煤、水煤漿與氧氣燃燒爆炸產(chǎn)生的能量,生產(chǎn)半水煤氣。與現(xiàn)有技術(shù)相比,爆炸能量釋放在時(shí)間上高度集中,區(qū)域溫度高,爆炸產(chǎn)生的火焰一般在2000℃以上,生成的半水煤氣和熔渣在槍體內(nèi)噴射的溫度、速度高,但動(dòng)量交換量低,熔渣對(duì)管道壁不存在沖刷和燒蝕現(xiàn)象,從而滿足了無煙煤高溫氣化的要求。
      文檔編號(hào)C10J3/56GK201442929SQ200920009300
      公開日2010年4月28日 申請(qǐng)日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月26日
      發(fā)明者何濤, 劉曉, 盧光勝, 楊曉勤, 武麗華, 蔣遠(yuǎn)華 申請(qǐng)人:湖北雙環(huán)科技股份有限公司;湖北宜化集團(tuán)有限責(zé)任公
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