專利名稱：一種反火式煤氣發(fā)生爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種反火式煤氣發(fā)生爐，屬工業(yè)與民用煤氣應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
目前現(xiàn)有的反火式煤氣發(fā)生爐，氣化劑和燃料從爐上部同時(shí)入爐，經(jīng)爐內(nèi)高溫層發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生可燃?xì)怏w，從爐中下部排出系統(tǒng)。由于氣化劑在爐口受真空泵抽吸自然入爐，爐內(nèi)呈負(fù)壓運(yùn)行，煤炭中的焦油揮發(fā)性可燃物質(zhì)隨氧化劑進(jìn)入高溫氧化層燃燒貽盡，從而解決了造氣工藝存在著正火煤氣爐難以解決的煤氣凈化問題。但是此類爐型產(chǎn)生的煤氣存在著熱值低(僅900～1050Kcal/NM3)、氣化強(qiáng)度低(產(chǎn)氣量低)、灰渣含碳量高，及系統(tǒng)呈負(fù)壓運(yùn)行易吸入空氣使含氧超標(biāo)等弊端。
中國專利ZL92223307.1公開了一種正反火兩段型煤氣發(fā)生爐，該爐型在反火抽吸基礎(chǔ)上，使氣化劑從爐上部和下部同時(shí)反向吸入爐內(nèi)，并分別與上部新煤炭和下部殘?zhí)及l(fā)生氣化反應(yīng)，新產(chǎn)生煤氣從爐中部側(cè)面抽出。該方案成功地提高了氣化強(qiáng)度，減少了灰渣碳含量，但煤氣熱值最多只能和原反火爐相平，同時(shí)由于氣化劑從上、下反向進(jìn)爐，煤氣和空氣極易在爐內(nèi)相遇，產(chǎn)生爆炸，安全問題極為突出。
為解決反火爐負(fù)壓運(yùn)行問題，中國專利ZL93212695.2公開了一種正壓頂吹式煤氣發(fā)生爐，氣化劑從爐頂鼓入，下行制氣系統(tǒng)呈正壓運(yùn)行，煤氣以正壓排至氣柜或用戶。該系統(tǒng)用鼓風(fēng)取代了真空泵抽吸，雖然解決了空氣可能被抽吸進(jìn)入系統(tǒng)的問題，但卻同時(shí)帶來新問題，在停爐操作中安全問題十分突出，即停爐時(shí)鼓風(fēng)機(jī)停止鼓風(fēng)，系統(tǒng)在余壓的作用下反向把系統(tǒng)中和爐內(nèi)之煤氣推至爐口，和爐上部未參與反應(yīng)的空氣相遇，極易產(chǎn)生爐口爆炸事故。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)出一種新爐型，以提高煤氣熱值和產(chǎn)氣量，降低灰渣含碳量，并同時(shí)解決煤氣爐運(yùn)行及停爐時(shí)易產(chǎn)生爆炸的問題。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該反火式煤氣發(fā)生爐，包括爐蓋、爐體及置于爐體內(nèi)的多層傘式爐篦爐底蒸氣進(jìn)口。在爐體頂部設(shè)有內(nèi)置多層環(huán)形通道和布風(fēng)環(huán)板及富氧空氣入口的爐頂；在靠近爐體的上部分別設(shè)置有泄壓防爆口和高溫過熱蒸氣入爐口；靠近爐體下部設(shè)有錐形蒸氣夾套和與該夾套相連通的高溫過熱蒸氣出口管及過熱蒸氣入口管；位于爐體夾層處的上部和下部分別設(shè)有耐火材料內(nèi)襯。
上述設(shè)置于爐頂內(nèi)的多層環(huán)形通道與富氧空氣入口相連通，而通道內(nèi)相鄰各環(huán)層的開口位置均依次相差180°。
布風(fēng)環(huán)板位于爐頂中的最里層，呈上小下大的圓臺形狀，沿其外表面的垂直方向均布有圓錐形小孔。該孔的錐角α為20°～60°，且錐孔的小圓直徑在2～12mm之間，所有圓錐形小孔面積之和應(yīng)至少等于富氧空氣入口的截面積。
泄壓防爆口是對稱設(shè)置于爐體的上部，且至少為兩個(gè)。在泄壓防爆口的出口處還設(shè)有0.3～0.5mm的鋁膜。
所述錐形蒸氣夾套呈上大下小的圓臺狀，其上、下臺面之間的傾斜夾角β為8°～15°。
所述過熱蒸氣入口管與錐形蒸氣夾套的連通呈切線方向且位于該夾套的最低部設(shè)置。
分別設(shè)于爐體上部和下部夾套的耐火材料內(nèi)襯，其相間距離為500～1200mm。
由于采用上述結(jié)構(gòu)的爐體，可使具有一定壓力的富氧空氣和蒸氣從爐上部分別入爐，并在爐體上部空層內(nèi)混合后下行產(chǎn)生氣化反應(yīng)，與原有的反火式煤氣爐相比不僅解決了氣化劑入爐前的予熱問題；并與富氧空氣作為氣化劑入爐相適應(yīng)，使煤氣的熱值得以大大提高，同時(shí)確保了煤氣發(fā)生爐運(yùn)行的正常穩(wěn)定。另外，泄壓防爆口的合理設(shè)置，可有效地避免爐體的爆炸事故發(fā)生，提高了其使用的安全性。又由于系統(tǒng)采用氣化劑正壓輸送，真空泵抽吸雙重作用，爐內(nèi)呈微正壓運(yùn)行，從而避免了爐口易爆問題的發(fā)生。
本實(shí)用新型的
如下圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中的A向局部視圖；圖3為圖1中的B-B剖面視圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述如圖1所示。該反火式煤氣發(fā)生爐包括依次相接的爐蓋1、爐頂2和爐體8。爐頂2的底部與爐體8的頂部通過法蘭由螺栓固定連接。在爐頂2內(nèi)設(shè)有多層不封閉的環(huán)形通道12，并與富氧空氣入口14相連通，且上述通道12內(nèi)相鄰各環(huán)層的開口位置均依次相差180°(見圖3)。采用這種多層環(huán)形通道，可使得氣化劑(富氧空氣)預(yù)熱路線加長，氣化劑和爐頂蓄熱之間的熱交換充分，故提高了氣化劑入爐溫度。在爐頂2中的最里層，設(shè)有呈上小下大圓臺形狀的布風(fēng)環(huán)板13，沿其外圓周表面的垂直方向均布有圓錐形小孔5(圖2中局部放大示出)。這些圓錐形小孔的錐角α應(yīng)為20°～60°，錐孔小圓的直徑在2～12mm之間，而且所有錐形小孔的面積之和應(yīng)符合至少等于富氧空氣入口14的截面積這一條件，以保證入口空氣沿著多層環(huán)形通道進(jìn)入爐層頂部。
在靠近爐體8的上部分別設(shè)有泄壓防爆口6和高溫過熱蒸氣入爐口15，其中泄壓防爆口6應(yīng)為對稱設(shè)置，旦至少有兩個(gè)；該防爆口6的出口處覆蓋有0.3～0.5mm厚的鋁片防爆膜靠近爐體8的下部設(shè)置了上大下小的圓臺狀錐形蒸氣夾套10和分別與該夾套相連通的高溫過熱蒸氣出口管16及過熱蒸氣入口管11。所述錐形蒸氣夾套10的兩層中間為通以熱蒸氣用，其上、下臺面之間的傾斜夾角β通常為8°～15°，最好應(yīng)是12°。所述過熱蒸氣入口管11與錐形蒸氣夾套10的連通應(yīng)呈切線方向且位于該夾套10的最底部，用以增加蒸氣預(yù)熱路程，并使蒸氣和爐底煤渣蓄熱之間的熱交換充分，而蒸氣過熱溫度得以最大限度的提高。
位于爐體8夾套處的上部和下部分別設(shè)有耐火材料內(nèi)襯7，且其相間距離為500～1200mm。此外，設(shè)置于爐體8下部的煤氣排出口9，多層傘形爐篦3，以及爐底蒸氣進(jìn)口4等均采用現(xiàn)有技術(shù)，在此無需贅述。
本實(shí)用新型的工作過程是，當(dāng)由真空泵等組成的控制系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，打開密封爐蓋2，將煤炭加入爐內(nèi)，氣化劑(包括富氧空氣和過熱蒸氣)分別從爐頂4的富氧空氣入口14、爐體3上部的高溫過熱蒸氣入爐口15入爐，與煤炭發(fā)生高溫氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)。煤炭內(nèi)焦油揮發(fā)有害可燃物質(zhì)，同時(shí)在爐內(nèi)發(fā)生氧化和熱裂解反應(yīng)，所產(chǎn)煤氣經(jīng)爐體下部煤氣排出口9并經(jīng)除塵冷卻處理后排至氣柜或用戶。由于系統(tǒng)采用氣化劑正壓輸送，真空泵抽吸雙重作用，爐內(nèi)呈微正壓運(yùn)行。該爐的推廣應(yīng)用對中小城鎮(zhèn)及居民小區(qū)煤氣化具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
權(quán)利要求1.一種反火式煤氣發(fā)生護(hù)，包括爐蓋(1)爐體(8)及置于爐體內(nèi)的多層傘式爐篦(3)爐底蒸氣進(jìn)口(4)，其特征在于，在爐體(8)頂部設(shè)有內(nèi)置多層環(huán)形通道(12)和布風(fēng)環(huán)板(13)及富氧空氣入口(14)的爐頂(2)；在靠近爐體(8)的上部分別設(shè)置有泄壓防爆口(6)和高溫過熱蒸氣入爐口(15)；靠近爐體(8)下部設(shè)有錐形蒸氣夾套(10)和與該夾套相連通的高溫過熱蒸氣出口管(16)及過熱蒸氣入口管(11)；位于爐體夾套處的上部和下部分別設(shè)有耐火材料內(nèi)襯(7)。
2.如權(quán)利要求1所述的煤氣發(fā)生爐，其特征在于，上述設(shè)置于爐頂(2)內(nèi)的多層環(huán)形通道(12)與富氧空氣入口(14)相連通，而通道內(nèi)相鄰各環(huán)層的開口位置均依次相差180°。
3.如權(quán)利要求1所述的煤氣發(fā)生爐，其特征在于，布風(fēng)環(huán)板(13)位于爐頂(2)中的最里層，呈上小下大的圓臺形狀，沿其外表面的垂直方向均布有圓錐形小孔(5)。
4.如權(quán)利要求3所述的煤氣發(fā)生爐，其特征在于，上述錐形孔(5)的錐角α為20°～60°，且錐孔的小圓直徑為2～12mm之間，所有圓錐形小孔面積之和應(yīng)至少等于富氧空氣入口(14)的截面積。
5.如權(quán)利要求1所述的煤氣發(fā)生爐，其特征在于，泄壓防爆口(6)為對稱設(shè)置于爐體(3)的上部，且至少為兩個(gè)。
6.如權(quán)利要求5所述的煤氣發(fā)生爐，其特征在于，在上述泄壓防爆口(6)的出口處設(shè)有0.3～0.5mm的鋁膜。
7.如權(quán)利要求1所述的煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所述錐形蒸氣夾套(10)呈上大下小的圓臺狀，其上、下臺面之間的傾斜夾角β為3°～15°，最好為12°。
8.如權(quán)利要求1所述的煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所述過熱蒸氣入口管(11)與錐形蒸氣夾套(10)的連通呈切線方向且位于該夾套的最低部設(shè)置。
9.如權(quán)利要求1所述的煤氣發(fā)生爐，其特征在于，分別設(shè)于爐體(3)上部和下部夾套的耐火材料內(nèi)襯(7)，其相間距離為500～1200mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種反火式煤氣發(fā)生爐,屬工業(yè)與民用煤氣應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。為了提高煤氣發(fā)生爐的煤氣熱值和產(chǎn)氣量,并解決煤氣爐的易爆問題,該爐在結(jié)構(gòu)上增設(shè)了固聯(lián)于爐體之上的,且內(nèi)置有多層環(huán)形通道、布風(fēng)環(huán)板及富氧空氣入口的爐頂;在爐體上部設(shè)泄壓防爆口并在其夾套處相間設(shè)置耐火材料內(nèi)襯;位于爐體下部設(shè)有用于增加預(yù)熱路程的錐形蒸氣夾套。該煤氣發(fā)生爐可成倍提高煤氣熱值,其對中小城鎮(zhèn)、居民小區(qū)的煤氣化具有重大現(xiàn)實(shí)意義。
文檔編號C10J3/20GK2279361SQ97200748
公開日1998年4月22日 申請日期1997年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月22日
發(fā)明者李伯純, 強(qiáng)克炎, 程瑞林, 袁興啟, 趙立柱, 邱永林 申請人:徐州礦務(wù)局旗山煤礦, 蘇州東方工業(yè)煤氣工程公司