煤氣發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種煤氣發(fā)生裝置，其中，包括一級煤氣發(fā)生爐、分離器和二級煤氣發(fā)生爐，所述一級煤氣發(fā)生爐上設置有煤粉入口、混合煤氣出口和用于向所述一級煤氣發(fā)生爐內送入一級氣化劑的一級氣化劑入口，所述混合煤氣出口與所述分離器連接，所述分離器上設置有分離顆粒出口，所述二級煤氣發(fā)生爐上設置有至少一個氣化燒嘴，所述氣化燒嘴與所述二級煤氣發(fā)生爐內部連通，所述氣化燒嘴與所述分離顆粒出口連接，且所述氣化燒嘴上設置有用于向所述氣化燒嘴內送入二級氣化劑的二級氣化劑入口。本實用新型提供的煤氣發(fā)生裝置，有效的提高了原料煤粉中的碳轉化率，降低了煤氣帶出物的殘?zhí)己浚簹猱a物的有效成分高。
【專利說明】煤氣發(fā)生裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及煤氣發(fā)生技術，尤其涉及一種煤氣發(fā)生裝置。

【背景技術】
[0002]現有煤氣化技術按氣固相互接觸的方式，分為固定床、流化床和氣流床三類煤氣化技術。
[0003]流化床煤氣化技術是指以直徑小于1mm的煤顆粒作為原料，在氣化劑流化作用下，進行氣固混合和熱交換的一種煤氣化技術，現有流化床煤氣化技術的煤顆粒在煤氣發(fā)生裝置的爐內不能完全發(fā)生反應，始終存在部分煤顆粒在未完全反應的情況下即被帶出爐膛，由于該部分煤顆粒無法得到有效利用，煤氣化反應的碳轉化率低，且由于煤氣產物中存在部分煤顆粒，煤氣帶出物的殘?zhí)己扛撸簹猱a物中的有效成分低。
實用新型內容
[0004]本實用新型提供一種煤氣發(fā)生裝置，解決現有流化床煤氣化技術碳轉化率低，以及煤氣帶出物的殘?zhí)己扛?，煤氣產物中的有效成分低的缺陷。
[0005]本實用新型提供一種煤氣發(fā)生裝置，其中，包括一級煤氣發(fā)生爐、分離器和二級煤氣發(fā)生爐，所述一級煤氣發(fā)生爐上設置有煤粉入口、混合煤氣出口和用于向所述一級煤氣發(fā)生爐內送入一級氣化劑的一級氣化劑入口，所述混合煤氣出口與所述分離器連接，所述分離器上設置有分離顆粒出口，所述二級煤氣發(fā)生爐上設置有至少一個氣化燒嘴，所述氣化燒嘴與所述二級煤氣發(fā)生爐內部連通，所述氣化燒嘴與所述分離顆粒出口連接，且所述氣化燒嘴上設置有用于向所述氣化燒嘴內送入二級氣化劑的二級氣化劑入口。
[0006]如上所述的煤氣發(fā)生裝置，其中，優(yōu)選的是，所述氣化燒嘴與所述分離顆粒出口連接之間還設置有用于送入輸送介質氣體的輸送介質氣體入口。
[0007]如上所述的煤氣發(fā)生裝置，其中，優(yōu)選的是，所述一級煤氣發(fā)生爐包括爐體，所述爐體的內部自上至下依次設置有無氧稀相返混反應區(qū)和有氧密相反應區(qū)，所述爐體的底部還接有氣化劑室，所述爐體和氣化劑室之間采用分隔裝置隔開，所述分隔裝置為多孔板結構，所述一級氣化劑入口設置在氣化劑室，所述煤粉入口設置在所述有氧密相反應區(qū)。
[0008]如上所述的煤氣發(fā)生裝置，其中，優(yōu)選的是，所述無氧稀相返混反應區(qū)的橫截面面積是所述有氧密相反應區(qū)的橫截面面積的4-9倍。
[0009]如上所述的煤氣發(fā)生裝置，其中，優(yōu)選的是，所述無氧稀相返混反應區(qū)與所述有氧密相反應區(qū)之間還設置有無氧稀相返混反應過渡區(qū)，所述無氧稀相返混反應過渡區(qū)為橫截面積上大下小的錐形結構。
[0010]如上所述的煤氣發(fā)生裝置，其中，優(yōu)選的是，所述分離器的內壁為耐火砌筑結構。
[0011]如上所述的煤氣發(fā)生裝置，其中，優(yōu)選的是，還包括換熱器，所述分離器上設置有一級煤氣出口，所述二級煤氣發(fā)生爐上設置有二級煤氣出口，所述一級煤氣出口、所述二級煤氣出口和所述一級氣化劑入口與所述換熱器連接。
[0012]本實用新型提供的煤氣發(fā)生裝置，通過將一級煤氣發(fā)生爐反應后生成的混合煤氣帶出的含碳固體顆粒送入二級煤氣發(fā)生爐，且含碳固體顆粒在二級煤氣發(fā)生爐中進一步發(fā)生燃燒氣化反應，有效的提高了原料煤粉中的碳轉化率，降低了煤氣帶出物的殘?zhí)己浚簹猱a物的有效成分高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型實施例提供的一種煤氣發(fā)生裝置的結構示意圖。
[0014]附圖標記:
[0015]1- 一級煤氣發(fā)生爐；11-煤粉入口 ； 12-混合煤氣出口 ；
[0016]13-—級氣化劑入口； 14-爐體；141-無氧稀相返混反應區(qū)；
[0017]142-有氧密相反應區(qū)；143-無氧稀相返混反15-氣化劑室；
[0018]應過渡區(qū)；
[0019]151-渣顆粒出口； 16-分隔裝置；2-分離器；
[0020]21-分離顆粒出口； 22-—級煤氣出口； 3-二級煤氣發(fā)生爐；
[0021]31-二級煤氣出口； 32-熔渣出口； 4-氣化燒嘴；
[0022]41- 二級氣化劑入口 ； 5-輸送介質氣體入口 ； 6-換熱器；
[0023]61-空氣入口； 62-水蒸氣入口； 63-換熱器煤氣出口。

【具體實施方式】
[0024]圖1為本實用新型實施例提供的煤氣發(fā)生裝置的結構示意圖。如圖1所示，本實用新型提供一種煤氣發(fā)生裝置，包括一級煤氣發(fā)生爐1、分離器2和二級煤氣發(fā)生爐3，一級煤氣發(fā)生爐I上設置有煤粉入口 11、混合煤氣出口 12和用于向一級煤氣發(fā)生爐I內送入一級氣化劑的一級氣化劑入口 13，混合煤氣出口 12與分離器2連接，分離器2上設置有分離顆粒出口 21，二級煤氣發(fā)生爐3上設置有至少一個氣化燒嘴4，氣化燒嘴4與二級煤氣發(fā)生爐3內部連通，氣化燒嘴4與分離顆粒出口 21連接，且氣化燒嘴4上設置有用于向氣化燒嘴4內送入二級氣化劑的二級氣化劑入口 41。
[0025]本實用新型提供的煤氣發(fā)生裝置的工作過程可以為:
[0026]一級反應:煤粉入口 11和一級氣化劑入口 13分別向一級煤氣發(fā)生爐I內送入煤粉和一級氣化劑，在一級煤氣發(fā)生爐I內，一級氣化劑與煤粉在900?1000°C的高溫條件下發(fā)生強烈的氧化還原反應，生成混合煤氣并自混合煤氣出口 12送入分離器2，其中混合煤氣包括一氧化碳、甲烷、氫氣、氮氣及夾帶的小粒徑含碳固體顆粒。一級氣化劑可以為空氣和水蒸氣，空氣和水蒸氣可以未經高溫預熱直接送入一級煤氣發(fā)生爐I內，也可以為經高溫預熱后送入一級煤氣發(fā)生爐I內，優(yōu)選的是將空氣和水蒸氣預熱到700?800°C后送入一級煤氣發(fā)生爐I內，一級煤氣發(fā)生爐I內發(fā)生反應時，無需為使空氣和水蒸氣升溫消耗熱量，從而降低了反應熱量損耗，并提高了反應速度。
[0027]氣固分離:具有一定氣流速度的混合煤氣進入分離器2后,分離器2將混合煤氣中夾帶的小粒徑含碳固體顆粒分離，并將小粒徑含碳固體顆粒自分離顆粒出口 21送入至少一個氣化燒嘴4，混合煤氣經氣固分離的氣體作為一級反應煤氣產物排出，分離器2可以為高溫旋風分離器，高溫旋風分離器利用固體顆粒的慣性，并利用離心力實現氣固分離。
[0028]二級反應:氣化燒嘴4將從二級氣化劑入口 41送入的二級氣化劑和固體顆粒高速送入二級煤氣發(fā)生爐3，二級氣化劑與固體顆粒在二級煤氣發(fā)生爐3內接觸表面積增大，充分混合，在1400°C的反應溫度下，固體顆粒燃燒氣化后，固體顆粒中的碳絕大部分轉化為一氧化碳氣體，殘渣為部分液態(tài)的熔渣，熔渣可以自熔渣出口 32排出二級煤氣發(fā)生爐3，反應生成的一氧化碳氣體作為二級反應煤氣產物排出。二級氣化劑可以為空氣和水蒸氣，也可以為氧氣和水蒸氣，其中優(yōu)選的是氧氣和水蒸氣，氧氣與固體顆粒被氣化燒嘴4噴射入二級煤氣發(fā)生爐3內后，氧氣與固體顆粒迅速接觸并部分燃燒，迅速達到1400°C的反應溫度，以使得在二級煤氣發(fā)生爐3內發(fā)生的燃燒氣化反應更為充分，反應后的殘渣碳含量< 1%，一氧化碳的轉化率高，且如上述理由，二級氣化劑可以經高溫預熱，也可以不經高溫預熱。
[0029]本實用新型提供的煤氣發(fā)生裝置，通過將一級煤氣發(fā)生爐反應后生成的混合煤氣帶出的含碳固體顆粒送入二級煤氣發(fā)生爐，且含碳固體顆粒在二級煤氣發(fā)生爐中進一步發(fā)生燃燒氣化反應，有效的提高了原料煤粉中的碳轉化率，降低了煤氣帶出物的殘?zhí)己?，煤氣產物的有效成分高。
[0030]在上述實施例技術方案的基礎上，優(yōu)選的是，氣化燒嘴4與分離顆粒出口 21連接之間還設置有用于送入輸送介質氣體的輸送介質氣體入口 5。
[0031]輸送介質氣體入口 5送入的輸送介質氣體作為自分離顆粒出口 21排出的固體顆粒的輸送載體，由于固體顆粒由輸送介質氣體攜帶輸送，可以使固體顆粒與二級氣化劑混合的更為充分。輸送介質氣體可以為惰性氣體，也可以為二氧化碳氣體，其中優(yōu)選的是二氧化碳氣體，二氧化碳氣體不僅可以作為輸送載體，還可以作為反應物參與二級煤氣發(fā)生爐3內的還原反應，被固體顆粒中的碳還原為一氧化碳，進一步提高一氧化碳的轉化率。
[0032]在上述實施例技術方案的基礎上，優(yōu)選的是，一級煤氣發(fā)生爐I包括爐體14，爐體14的內部自上至下依次設置有無氧稀相返混反應區(qū)141和有氧密相反應區(qū)142，爐體14的底部還接有氣化劑室15，爐體14和氣化劑室15之間采用分隔裝置16隔開，分隔裝置16為多孔板結構，一級氣化劑入口 13設置在氣化劑室15，煤粉入口 11設置在有氧密相反應區(qū)142。一級氣化劑進入氣化劑室15后，自下至上吹起煤粉，一級氣化劑和煤粉依次在氧密相反應區(qū)142和無氧稀相返混反應區(qū)141發(fā)生反應后生成混合煤氣自混合煤氣出口 12排出，反應后的渣顆粒可以從位于氣化劑室15底部的渣顆粒出口 151排出，此外，由于采用多孔板結構的分隔裝置，一級氣化劑通過多孔板結構整流、均壓后進入有爐體14，可以穩(wěn)定的吹起煤粉并與之發(fā)生反應。
[0033]在上述實施例技術方案的基礎上，優(yōu)選的是，無氧稀相返混反應區(qū)141的橫截面面積是有氧密相反應區(qū)142的橫截面面積的4-9倍。
[0034]使得氣體在無氧稀相返混反應區(qū)141內的流速大大小于在有氧密相反應區(qū)142內的流速，可以將無氧稀相返混反應區(qū)141內未反應的煤粉分離至有氧密相反應區(qū)142內循環(huán)反應，增加煤粉在一級煤氣發(fā)生爐I內的時間，使得反應更為充分。
[0035]在上述實施例技術方案的基礎上，優(yōu)選的是，無氧稀相返混反應區(qū)141與有氧密相反應區(qū)142之間還設置有無氧稀相返混反應過渡區(qū)143，無氧稀相返混反應過渡區(qū)143為橫截面積上大下小的錐形結構，可以增加反應后混合煤氣在一級煤氣發(fā)生爐I內停留時間，使得反應更為充分。
[0036]在上述實施例技術方案的基礎上，優(yōu)選的是，分離器2的內壁為耐火砌筑結構，可以使分離器承受溫度達到1050°C，以接觸自混合煤氣出口 12排除的高溫混合煤氣。
[0037]在上述實施例技術方案的基礎上，優(yōu)選的是，還包括換熱器6，分離器2上設置有一級煤氣出口 22，二級煤氣發(fā)生爐3上設置有二級煤氣出口 31，一級煤氣出口 22、二級煤氣出口 31和一級氣化劑入口 13與換熱器6連接。一級反應煤氣產物和二級反應煤氣產物一同送入換熱器6中，且空氣自換熱器6上的空氣入口 61送入換熱器6中，水蒸氣自換熱器6上的水蒸氣入口 62送入換熱器6中，換熱器6利用一級反應煤氣產物和二級反應煤氣產物的高溫余熱對空氣和水蒸氣進行預熱，一級反應煤氣產物和二級反應煤氣產物與空氣和水蒸氣進行氣氣換熱，預熱后的空氣和水蒸氣作為一級氣化劑送入一級煤氣發(fā)生爐I內，預熱后的空氣和水蒸氣可以達到700?800°C，一級反應煤氣產物和二級反應煤氣產物的高溫余熱被一級氣化劑回收利用后，自換熱器6上的換熱器煤氣出口 63輸出，一級反應煤氣產物和二級反應煤氣產物在換熱器煤氣出口 63處的溫度為450?500°C，采用高溫余熱對一級氣化劑預熱，有效的將高溫余熱返回至一級煤氣發(fā)生爐1，提高了熱利用率。
[0038]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。
【權利要求】
1.一種煤氣發(fā)生裝置，其特征在于，包括一級煤氣發(fā)生爐、分離器和二級煤氣發(fā)生爐，所述一級煤氣發(fā)生爐上設置有煤粉入口、混合煤氣出口和用于向所述一級煤氣發(fā)生爐內送入一級氣化劑的一級氣化劑入口，所述混合煤氣出口與所述分離器連接，所述分離器上設置有分離顆粒出口，所述二級煤氣發(fā)生爐上設置有至少一個氣化燒嘴，所述氣化燒嘴與所述二級煤氣發(fā)生爐內部連通，所述氣化燒嘴與所述分離顆粒出口連接，且所述氣化燒嘴上設置有用于向所述氣化燒嘴內送入二級氣化劑的二級氣化劑入口。
2.根據權利要求1所述的煤氣發(fā)生裝置，其特征在于，所述氣化燒嘴與所述分離顆粒出口連接之間還設置有用于送入輸送介質氣體的輸送介質氣體入口。
3.根據權利要求1所述的煤氣發(fā)生裝置，其特征在于，所述一級煤氣發(fā)生爐包括爐體，所述爐體的內部自上至下依次設置有無氧稀相返混反應區(qū)和有氧密相反應區(qū)，所述爐體的底部還接有氣化劑室，所述爐體和氣化劑室之間采用分隔裝置隔開，所述分隔裝置為多孔板結構，所述一級氣化劑入口設置在氣化劑室，所述煤粉入口設置在所述有氧密相反應區(qū)。
4.根據權利要求3所述的煤氣發(fā)生裝置，其特征在于，所述無氧稀相返混反應區(qū)的橫截面面積是所述有氧密相反應區(qū)的橫截面面積的4-9倍。
5.根據權利要求3所述的煤氣發(fā)生裝置，其特征在于，所述無氧稀相返混反應區(qū)與所述有氧密相反應區(qū)之間還設置有無氧稀相返混反應過渡區(qū)，所述無氧稀相返混反應過渡區(qū)為橫截面積上大下小的錐形結構。
6.根據權利要求1所述的煤氣發(fā)生裝置，其特征在于，所述分離器的內壁為耐火砌筑結構。
7.根據權利要求1-6任一所述的煤氣發(fā)生裝置，其特征在于，還包括換熱器，所述分離器上設置有一級煤氣出口，所述二級煤氣發(fā)生爐上設置有二級煤氣出口，所述一級煤氣出口、所述二級煤氣出口和所述一級氣化劑入口與所述換熱器連接。
【文檔編號】C10J3/56GK203833897SQ201420186041
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權日:2014年4月16日
【發(fā)明者】王啟明 申請人:安徽科達潔能股份有限公司