雙層燃燒混合式煤氣發(fā)生爐的制作方法
【專利摘要】雙層燃燒混合式煤氣發(fā)生爐。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】。本裝置爐體為夾套結(jié)構(gòu)，由隔板分隔成燃氣余熱回收通道和助燃空氣預(yù)熱通道，燃氣余熱回收通道通過燃氣傳輸管連通冷卻換熱器及引風(fēng)機，助燃空氣預(yù)熱通道與儲灰室連通，工作爐膛沿縱向分別裝有取氣管和反向助燃空氣管而形成上、中、下三區(qū)域（即儲煤室、反向氣化室、正向氣化室），正向氣化室和反向氣化室分別設(shè)有通向外筒的正向啟動門和反向啟動門，取氣管有一端口在上夾套中，反向助燃空氣管有一端口與大氣相通。本實用新型的啟動時間短、燃氣輸出連續(xù)穩(wěn)定、燃氣熱值高、爐膛不易結(jié)渣、輸出燃氣基本無焦油，可遠距離輸送燃氣，不間斷且連續(xù)工作。
【專利說明】雙層燃燒混合式煤氣發(fā)生爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]常壓固定床煤氣發(fā)生爐主要采用兩種燃燒方式，分別是上吸式、下吸式。其中，上吸式煤氣發(fā)生爐燃料利用率高、氣化效率高、輸出燃氣粉塵含量低、熱值高，而長期得到廣泛應(yīng)用。遺憾的是上吸式煤氣發(fā)生爐輸出燃氣中焦油含量較大、設(shè)備及輸送管道易堵塞、日常維護工作量較大，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。
[0003]與上吸式煤氣發(fā)生爐相比，下吸式煤氣發(fā)生爐輸出燃氣需穿越制熱燃燒層，因而燃氣中所含焦油、水分被有效分解，因而能徹底消除輸出燃氣中所含焦油，大幅降低日常維護工作量、提高系統(tǒng)運行穩(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)生爐輸出燃氣溫度較高，若不加以有效利用、則燃氣傳輸過程必將造成大量的能量浪費，同時存在較大傳輸安全隱患。此外，下吸式煤氣發(fā)生爐輸出燃氣熱值偏低，加之氧化、還原層厚度相對較薄且難以保證其厚度相對穩(wěn)定，因而同等氣化截面條件下產(chǎn)氣量偏小、產(chǎn)氣穩(wěn)定性及連續(xù)性不高。
[0004]多年來，各企事業(yè)單位和個人為致力于如何提高煤氣發(fā)生爐工作穩(wěn)定性及可靠性，如何對輸出燃氣進行綜合利用以及如何確保不間斷、連續(xù)運行方面做出了不懈努力。專利“新型高效固定床煤氣發(fā)生爐”(專利號:CN86106668)公布了一種正向燃燒型、也成為上吸式煤氣發(fā)生爐；專利“煤造氣供熱器”(專利號:CN1412472)上吸式煤氣發(fā)生爐，它包括由爐體，在爐體的下部設(shè)有爐柵，爐柵固定于灰盤內(nèi)，爐柵與汽化劑入口連通，灰盤與驅(qū)動裝置連接，在爐體上裝有加煤裝置，在爐體上設(shè)有煤氣出口組成的煤氣發(fā)生爐，由燃燒室，與燃燒室連通的換熱器，換熱器設(shè)有排氣道，在排氣道上置有引風(fēng)機，在換熱器內(nèi)設(shè)有換熱器組，換熱器組上設(shè)有進、出水管組成的供熱器，煤氣發(fā)生爐的煤氣出口與煤氣配管連通，煤氣配管與燃燒器連通，燃燒器與供熱器的燃燒室連通。供熱器的換熱器組上設(shè)有翅片。專利“一種可以連續(xù)自動加煤的煤氣發(fā)生爐”(專利號:CN1644660)公布了一種上吸式煤氣發(fā)生爐，爐體水套采用全水套或半水套式結(jié)構(gòu)，爐體的中部煤氣發(fā)生室的中間設(shè)有豎管加煤器為水夾套結(jié)構(gòu)，在貯煤倉的上口設(shè)置煤倉水封蓋，中部設(shè)有缺煤報警器，在爐體的側(cè)面設(shè)煤車架、加煤電機和加煤斗車；在爐體的外部設(shè)置汽水分離器，蒸汽管的一端與汽水分離器連接，另一端與送風(fēng)管連接。專利“常壓工業(yè)煤氣發(fā)生爐”(專利號:CN100999683)公布了一種上吸式煤氣發(fā)生爐，它由爐體、進煤斗、液壓送煤管、進水管與進水閥、空氣管與電磁閥、煤氣噴氣管、水封出渣斗等組成。爐體設(shè)計為雙層夾套的直形圓筒體，在爐體上部側(cè)面設(shè)有液壓送煤管，中部設(shè)有爐門；另一側(cè)設(shè)有煤氣噴嘴。在爐體的下部側(cè)面設(shè)有出渣斗。
[0005]專利“反火型煤氣發(fā)生爐”(專利號:CN86105174)公布了一種反向燃燒型、也成為下吸式的煤氣發(fā)生爐，它采用敞開式反火氣化結(jié)構(gòu)。
[0006]專利“雙流換向煤氣發(fā)生的方法和設(shè)備”(專利號:CN87108092)公布了一種具有雙向燃燒功能的煤氣發(fā)生爐，采用蒸汽以及空氣和蒸汽的混合氣作為兩種不同的氣化介質(zhì)，分別從移動床床層的上、下端通入，且每2?5分鐘換向一次；該煤氣發(fā)生爐移動床的上、下端分別具有氣化介質(zhì)的進口，煤氣從位于上、下端氣化介質(zhì)進口之間的煤氣出口流出。該結(jié)構(gòu)雖然能實現(xiàn)雙向氣化，但控制過程復(fù)雜，無法解決爐體內(nèi)部局部溫度過高帶來的結(jié)渣問題，亦無法實現(xiàn)爐溫相對均布，干餾煤氣成分低、總體燃值偏低，輸出燃氣連續(xù)性和穩(wěn)定性亦將受到一定程度影響。專利“具有兩次燃燒氣化功能的煤氣發(fā)生爐”(專利號:CN101240195)公布了一種具有兩次燃燒氣化功能的煤氣發(fā)生爐，雖然同時具備上吸式、下吸式氣化功能，兼顧了各自的特點，但該專利采用正壓方式把氣化劑送入爐膛，密封要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作中無法進行加煤操作。
[0007]實踐表明，上述上吸式煤氣發(fā)生爐雖然結(jié)構(gòu)簡單、產(chǎn)氣量相對于反向燃燒型氣化爐(也成為下吸式氣化爐)大，但輸出燃氣焦油含量較大，燃氣凈化難度高、投入成本大，傳輸過程較容易對管道形成堵塞而無法正常使用，加之該類煤氣煤氣發(fā)生爐爐內(nèi)局部溫度過高，雖然部分專利中采用了空氣與水蒸氣混合的氣化劑，但依然不能解決爐內(nèi)局部溫度過高而帶來的結(jié)渣問題，也無法滿足輸出燃氣連續(xù)、穩(wěn)定的使用要求。
[0008]上述下吸式煤氣發(fā)生爐雖然解決了輸出燃氣中的焦油問題，同時解決了傳輸過程較管道堵塞問題，但該類煤氣發(fā)生爐由于氧化還原層過薄，因而同等截面條件下產(chǎn)氣量較低、氣化強度小，同時輸出燃氣熱值較低。此外，該類煤氣發(fā)生爐氣化劑入口處(也成為風(fēng)嘴)燃燒溫度較高，而其余部分、尤其是干燥層溫度過低，爐內(nèi)各段溫差較大，因而輸出燃氣穩(wěn)定性、連續(xù)性相對較低，且高溫段較容易形成結(jié)渣現(xiàn)象，導(dǎo)致日常使用中維護工作量較大。
[0009]上述混合式煤氣發(fā)生爐雖然能實現(xiàn)雙向氣化，但控制過程復(fù)雜，無法解決爐體內(nèi)部局部溫度過高帶來的結(jié)渣問題，亦無法實現(xiàn)爐溫相對均布，干餾煤氣成分低、總體燃值偏低，輸出燃氣連續(xù)性和穩(wěn)定性亦將受到一定程度影響。
[0010]如何提高并確保煤氣發(fā)生爐穩(wěn)定性、連續(xù)性及產(chǎn)氣量問題，如何提高能源利用效率及燃氣熱值，使之有效服務(wù)于日常生產(chǎn)生活，依然是煤氣發(fā)生爐當(dāng)前必須解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實用新型的目的是提供一種輸出無焦油煤氣發(fā)生爐，本發(fā)生爐要解決的技術(shù)問題有五點:一是輸出燃氣基本無焦油，可有效解決傳輸與燃氣利用問題；二是產(chǎn)氣穩(wěn)定，啟動時間短；三是產(chǎn)氣連續(xù)，具備不停機加煤、清灰操作功能，滿足全天候連續(xù)工作要求；四是同時具備焦油自分解、燃料干餾、正向氣化和反向氣化互補功能，因而輸出燃氣熱值高；五是直接采用空氣作為氣化劑，無需添加水蒸氣等輔助氣化劑。
[0012]實現(xiàn)本實用新型的技術(shù)方案是:本裝置主要由發(fā)生爐、冷卻除塵器、引風(fēng)機等組成，其特征是，夾套結(jié)構(gòu)的發(fā)生爐夾套中部設(shè)置有夾套隔板，下夾套與儲灰室連通，下夾套上部有與大氣相通的正向助燃空氣管；工作爐膛沿縱向分別裝有取氣管和反向助燃空氣管而形成上、中、下三區(qū)域，取氣管有一端口在上夾套中，反向助燃空氣管有一端口與大氣相通，爐柵至取氣管處的區(qū)域為正向氣化室，取氣管至反向助燃空氣管處的區(qū)域為反向氣化室，反向助燃空氣管以上區(qū)域為為儲煤室，正向氣化室和反向氣化室分別設(shè)有通向外筒的正向啟動門和反向啟動門；爐頂設(shè)有加煤口，冷卻換熱器及引風(fēng)機通過燃氣傳輸管連通上夾套。[0013]所述的下夾套通過其下部設(shè)置的正向進氣管與儲灰室連通；冷卻換熱器下部設(shè)有泄壓管并延伸至水封槽液面中部。
[0014]取氣管、正向進氣管、反向助燃空氣管均沿發(fā)生爐周圍設(shè)置兩根以上、并與水平面呈現(xiàn)傾斜角度。
[0015]冷卻換熱器位于發(fā)生爐和引風(fēng)機之間，其入口與發(fā)生爐燃氣余熱回收通道連通，出口與引風(fēng)機入口連通。
[0016]通過以上技術(shù)手段，本實用新型可達到以下有益效果:①一是輸出燃氣基本無焦油，可有效解決傳輸與燃氣利用問題；②產(chǎn)氣穩(wěn)定，啟動時間短；③產(chǎn)氣連續(xù)，具備不停機加煤、清灰操作功能，滿足全天候連續(xù)工作要求；④同時具備焦油自分解、燃料干餾、正向氣化和反向氣化互補功能，因而輸出燃氣熱值高；⑤直接采用空氣作為氣化劑，無需添加水蒸氣等輔助氣化劑。
[0017]與傳統(tǒng)煤氣發(fā)生爐相比，本實用新型具備啟動時間短、燃氣輸出連續(xù)穩(wěn)定、燃氣熱值高、爐膛不易結(jié)渣、輸出燃氣基本無焦油的特點，使得發(fā)生爐可遠距離輸送燃氣，不間斷、連續(xù)工作。此外，本實用新型采用負(fù)壓燃燒氣化方式，配有水封泄壓功能，安全性得到有效保障。使用壽命方面，本實用新型對輸出燃氣進行了高效冷卻與余熱回收利用，爐膛溫度場分布相對均勻，在保障氣化穩(wěn)定性同時，有效提高了整機使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中各標(biāo)號依次表不:發(fā)生爐1、加煤口 2、爐頂3、儲煤室4、內(nèi)筒5、外筒6、燃氣余熱回收通道7、干餾室8、反向助燃空氣管9、反向氣化室10、反向啟動門11、取氣管12、夾套隔板13、正向氣化室14、正向助燃空氣管15、正向啟動門16、助燃空氣預(yù)熱通道17、爐柵18、正向進氣管19、清灰門20、儲灰室21、水封槽22、泄壓管23、燃氣輸出口 24、引風(fēng)機25、引風(fēng)機入口 26、轉(zhuǎn)接管27、冷卻換熱器出口 28、冷卻換熱器29、冷卻換熱器入口 30、燃氣傳輸管31。
【具體實施方式】
[0020]參見圖2，本裝置主要由發(fā)生爐1、冷卻換熱器29、引風(fēng)機25等組成。發(fā)生爐I由內(nèi)筒體5及外筒體6構(gòu)成夾層結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒體5內(nèi)的空間為內(nèi)爐膛，外筒體6與內(nèi)筒體5圍成夾套空間。夾套通過夾套隔板13分為上下兩部分，夾套隔板13以上為燃氣余熱回收通道7，夾套隔板12以下為助燃空氣預(yù)熱通道17。內(nèi)爐膛通過爐柵18分隔為上下兩部分，爐柵18以下空間為儲灰室21，爐柵18以上空間為工作爐膛。工作爐膛被連接于內(nèi)壁的取氣管12、反向助燃空氣管9分為上、中、下三部分，爐柵18以上、取氣管12以下空間為正向氣化室14，取氣管12以上、反向助燃空氣管9以下空間為反向氣化室10，反向助燃空氣管9以上、爐頂3以下空間為儲煤室4。外筒體6設(shè)有正向助燃空氣管15，其一端與大氣連通、另一端穿過外筒體6后與夾套下部的助燃空氣預(yù)熱通道17連通。儲灰室21設(shè)有正向進氣管19，其一端與儲灰室21連通、另一端與助燃空氣預(yù)熱通道17連通。取氣管9設(shè)置于正向氣化室14與反向氣化室10之間，其一端穿過內(nèi)筒體5與內(nèi)爐膛連通、另一端與燃氣余熱回收通道7連通。反向助燃空氣管9設(shè)置于取氣管12高度以上，其一端穿過內(nèi)筒體5與內(nèi)爐膛連通、另一端穿過夾套及外筒體6后與大氣連通。儲灰室21、正向氣化室14及反向氣化室10分別設(shè)有通向爐壁之外的清灰門20、正向啟動門16及反向啟動門11。爐頂3設(shè)有加煤口 2。燃氣余熱回收通道7通過燃氣傳輸管31與冷卻換熱器入口 30相連接，冷卻換熱器出口 28通過轉(zhuǎn)接管27與引風(fēng)機25相連接。冷卻換熱器29設(shè)有泄壓管23并延伸至水封槽22液面中部。引風(fēng)機25出口為燃氣輸出口 24。
[0021]本實用新型工作過程是這樣的:
[0022]分別打開加煤口 2、反向啟動門11、正向啟動門16、清灰門20，從正向啟動門16向爐內(nèi)加入少許易燃物料并點燃，待物料充分燃燒后，從正向啟動門16向爐內(nèi)逐漸添加氣化燃料，當(dāng)燃料被充分引燃后，關(guān)閉正向啟動門，從反向啟動門11繼續(xù)向爐內(nèi)添加氣化燃料直到與反向啟動門11下口平面基本平齊，此時從反向啟動門11向爐內(nèi)加入少許易燃物料并點燃，待物料充分燃燒后，從反向啟動門11向爐內(nèi)逐漸添加氣化燃料，當(dāng)燃料被充分引燃后，關(guān)閉反向啟動門，從加煤口 2向爐內(nèi)繼續(xù)添加氣化燃料。分別關(guān)閉加煤口 2及清灰門20，啟動引風(fēng)機25，完成發(fā)生爐啟動操作。
[0023]在引風(fēng)機25吸力作用下,大氣中的空氣一方面從正向助燃空氣管15進入助燃空氣預(yù)熱通道17，并經(jīng)過預(yù)熱后通過正向進氣管19進入儲灰室21，進而穿過爐柵18后進入正向氣化室14完成正向氣化室氣化劑供給；另一方面，大氣中的空氣從反向助燃空氣管9進入反向氣化室10完成反向氣化室氣化劑供給。正向氣化室14和反向氣化室10產(chǎn)生的可燃氣體通過取氣管12取出、并送入燃氣余熱回收通道7，由于此時可燃氣體溫度較高，在燃氣余熱回收通道7內(nèi)將不斷加熱內(nèi)筒5，在熱傳導(dǎo)作用下儲煤室4、干餾室8中的燃料溫度不斷上升并達到相對穩(wěn)定，使得干餾室8中的燃料逐漸分解出干餾煤氣，達到不斷提高取氣管12輸出燃氣濃度、降低燃氣溫度目的。可燃氣體經(jīng)過燃氣余熱回收通道7冷卻降溫后，通過燃氣傳輸管31送入冷卻換熱器入口 30，經(jīng)過冷卻換熱器29除塵、降溫后通過冷卻換熱器出口 28送出低溫潔凈燃氣，繼而通過轉(zhuǎn)接管27、引風(fēng)機入口 26進入引風(fēng)機25，最后從燃氣輸出口 24輸出。
[0024]當(dāng)發(fā)生爐內(nèi)壓力劇變時，將通過泄壓管23排入水封槽22，并沖開液面排入大氣，達到泄放壓力、確保使用安全目的。
【權(quán)利要求】
1.一種雙層燃燒混合式煤氣發(fā)生爐，主要由發(fā)生爐、冷卻除塵器、引風(fēng)機等組成，其特征是:夾套結(jié)構(gòu)的發(fā)生爐夾套中部設(shè)置有夾套隔板，下夾套與儲灰室連通，下夾套上部有與大氣相通的正向助燃空氣管；工作爐膛沿縱向分別裝有取氣管和反向助燃空氣管而形成上、中、下三區(qū)域，取氣管有一端口在上夾套中，反向助燃空氣管有一端口與大氣相通，爐柵至取氣管處的區(qū)域為正向氣化室，取氣管至反向助燃空氣管處的區(qū)域為反向氣化室，反向助燃空氣管以上區(qū)域為為儲煤室，正向氣化室和反向氣化室分別設(shè)有通向外筒的正向啟動門和反向啟動門；爐頂設(shè)有加煤口，冷卻換熱器及引風(fēng)機通過燃氣傳輸管連通上夾套。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層燃燒混合式煤氣發(fā)生爐，其特征是:下夾套通過其下部設(shè)置的正向進氣管與儲灰室連通；冷卻換熱器下部設(shè)有泄壓管并延伸至水封槽液面中部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層燃燒混合式煤氣發(fā)生爐，其特征是:取氣管、正向進氣管、反向助燃空氣管均沿發(fā)生爐周圍設(shè)置兩根以上、并與水平面呈現(xiàn)傾斜角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層燃燒混合式煤氣發(fā)生爐，其特征是:冷卻換熱器位于發(fā)生爐和引風(fēng)機之間，其入口與發(fā)生爐燃氣余熱回收通道連通，出口與引風(fēng)機入口連通。
【文檔編號】C10J3/84GK203582818SQ201320784829
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】王明湖, 龐子乾 申請人:昆明康立信電子機械有限公司