本發(fā)明創(chuàng)造涉及一種可將煤氣發(fā)生裝置產(chǎn)生的高氫煤氣經(jīng)凈化后用于燃燒的高氫燃?xì)獾母咝У秃母邭涿簹獍l(fā)生系統(tǒng)。
背景技術(shù):
兩段式煤氣爐常用來(lái)生產(chǎn)半水煤氣以制取氫氣或合成城市燃?xì)?,傳統(tǒng)的兩段式煤氣爐存在的問(wèn)題是:煤氣熱值低,只有1200卡左右,含氫量低,粉煤利用率低;排出的煤氣熱值和爐渣的熱值沒(méi)有充分利用,浪費(fèi)能源;爐底局部容易出現(xiàn)超溫,結(jié)渣,偏爐現(xiàn)象;爐頂帶出物較多,污染環(huán)境。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明創(chuàng)造提供一種原料利用率高,煤氣熱值高,含氫量高,熱值利用率高,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率高的高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng)。
本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案是:高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng),由儲(chǔ)煤罐、煤氣發(fā)生裝置和余熱利用裝置構(gòu)成。
所述的儲(chǔ)煤罐通過(guò)給煤閥經(jīng)入料口與煤氣發(fā)生裝置的內(nèi)腔連通。
所述的煤氣發(fā)生裝置由反應(yīng)段、供氣段、排灰段、汽化劑加熱段、冷卻段和儲(chǔ)灰缸Ⅰ構(gòu)成;反應(yīng)段的上端設(shè)有排氣管Ⅰ,排氣管Ⅰ與旋風(fēng)除塵器連接,旋風(fēng)除塵器的底部經(jīng)落塵管與反應(yīng)段的內(nèi)腔連通;反應(yīng)段與供氣段之間安裝漏斗形爐篦;爐篦的下端通過(guò)排灰段后伸入汽化劑加熱段;供氣段上設(shè)有環(huán)形供氣孔,環(huán)形供氣孔經(jīng)若干分支氣道向反應(yīng)段供汽化劑;汽化劑管道安裝在汽化劑加熱段內(nèi),一端與環(huán)形供氣孔連接,另一端穿過(guò)煤氣發(fā)生裝置與混合氣室連接;冷卻段經(jīng)出灰閥Ⅰ與儲(chǔ)灰缸Ⅰ連接。
所述的余熱利用裝置是,旋風(fēng)式余熱爐爐體的下端經(jīng)出灰閥Ⅱ與儲(chǔ)灰缸Ⅱ連接,爐體內(nèi)設(shè)有排氣通道,沿爐體內(nèi)壁和排氣通道的外壁制有儲(chǔ)水箱,儲(chǔ)水箱與設(shè)在爐體下端的進(jìn)水管連接;儲(chǔ)水箱上端設(shè)有水蒸汽出口。
排氣管Ⅱ一端與旋風(fēng)除塵器連接,另一端穿過(guò)爐體和儲(chǔ)水箱后,與爐體的內(nèi)腔連通。
水蒸汽管路一端與水蒸汽出口連接,另一端與混合氣室連接,富氧空氣管路與混合氣室連接。
上述的高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng),在反應(yīng)段,落塵管的出口端設(shè)置在入料口的上部。
上述的高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng),落塵管的出口端設(shè)有分渣盤(pán),分渣盤(pán)上設(shè)有若干出塵孔,下端制成錐形。
上述的高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng),所述的若干分支氣道在環(huán)形供氣孔上呈上下兩層分布,相對(duì)應(yīng)的上下兩層分支氣道的出口成階梯式排布。
上述的高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng),在構(gòu)成煤氣發(fā)生裝置主體的耐火材料層外砌筑一層保溫層。
上述的高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng),汽化劑管道在汽化劑加熱段內(nèi)呈螺旋狀排布。
上述的高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng),爐體內(nèi),排氣管Ⅱ的入口端高于排氣通道的底端。
上述的高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng),反應(yīng)段的底部制成錐形,與漏斗形爐篦的上端相呼應(yīng)。
上述的高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng),在冷卻段,沿筒體的內(nèi)壁制有一層冷卻水層。
一種高效低耗高氫燃?xì)獍l(fā)生方法,包括如下步驟:
1)儲(chǔ)藏于儲(chǔ)煤罐中的粉煤通過(guò)給煤閥經(jīng)入料口進(jìn)入煤氣發(fā)生裝置反應(yīng)段的下端,經(jīng)高溫加熱,燃燒反應(yīng),產(chǎn)生的煤氣上升,經(jīng)排氣管Ⅰ進(jìn)入旋風(fēng)除塵器中;燃燒后的煤渣進(jìn)入漏斗形爐箅,從環(huán)形供氣孔供給的高溫汽化劑對(duì)爐箅內(nèi)的煤渣繼續(xù)加熱,煤灰從爐箅流出,經(jīng)排灰段、汽化劑加熱段、冷卻段和出灰閥Ⅰ進(jìn)入儲(chǔ)灰缸Ⅰ排出;
2)進(jìn)入旋風(fēng)除塵器中的高溫煤氣,除塵后經(jīng)排氣管Ⅱ進(jìn)入爐體內(nèi)腔,再經(jīng)排氣通道排出;旋風(fēng)除塵器內(nèi)的灰塵經(jīng)落塵管落入煤氣發(fā)生裝置反應(yīng)段與上升的高溫煤氣接觸,繼續(xù)充分燃燒;
3)進(jìn)入爐體內(nèi)的高溫煤氣將儲(chǔ)水箱內(nèi)的水加熱,水蒸汽經(jīng)水蒸汽管路進(jìn)入混合氣室,與經(jīng)富氧空氣管路進(jìn)入的富氧空氣混合,形成汽化劑,汽化劑被第一次加熱;
4)加熱后的汽化劑進(jìn)入汽化劑管道,在汽化劑加熱段被第二次加熱后,經(jīng)環(huán)形供氣孔向反應(yīng)段供氣。
本發(fā)明創(chuàng)造的有益效果是:
1.本發(fā)明創(chuàng)造,節(jié)約原料,粉煤利用率高。落料管的出口端設(shè)置在粉煤料的上部,這樣經(jīng)旋風(fēng)除塵器除塵后的灰塵重新落回反應(yīng)段時(shí),即與上升的高溫煤氣接觸,進(jìn)一步充分燃燒。反應(yīng)段底部燃燒后的煤渣,進(jìn)入漏斗形爐箅,被高溫汽化劑進(jìn)一步加熱,充分燃燒,一部分熱值供反應(yīng)段燃燒,另一部分熱值隨著灰塵的降落,在汽化劑加熱段內(nèi)的將汽化劑管道內(nèi)的汽化劑進(jìn)行第二次加熱。粉煤燃燒充分,產(chǎn)生的熱值充分利用,不僅節(jié)約了原料,將熱值充分利用,節(jié)約了能源。
2.本發(fā)明創(chuàng)造,將若干分支氣道在環(huán)形供氣孔上呈上下兩層分布,且相對(duì)應(yīng)的上下兩層分支氣道的出口成下層縮回的階梯式排布,這樣防止了落下的煤灰將出氣口堵住,影響向反應(yīng)段供汽化劑。
3.本發(fā)明創(chuàng)造,在反應(yīng)段和供氣段之間安裝了漏斗形爐箅,煤渣進(jìn)入爐箅,煤灰從爐箅縫排出,而大的焦塊留存于爐箅內(nèi),繼續(xù)燃燒反應(yīng),煤矸石類(lèi)物質(zhì)從爐篦下端排除。
4.本發(fā)明創(chuàng)造,高溫煤氣經(jīng)兩次旋風(fēng)除塵,降低了環(huán)境污染。
5.本發(fā)明創(chuàng)造,高溫煤氣進(jìn)入旋風(fēng)式余熱利用裝置,將水加熱,水蒸汽經(jīng)管路進(jìn)入混合氣室,將富氧空氣第一次加熱,有效利用了高溫煤氣的熱值。
6.本發(fā)明創(chuàng)造,將高溫水蒸汽和富氧空氣混合形成汽化劑,進(jìn)一步用于加熱段供氣,高溫制氫,從余熱利用裝置排出的煤氣熱值達(dá)到2200-2400卡,其中氫含量達(dá)到60%,可應(yīng)用于燃燒。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是爐箅的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是環(huán)形供氣孔與分支氣道的分布結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是供氣段的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng)
如圖1所示,高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng),由儲(chǔ)煤罐1、煤氣發(fā)生裝置和余熱利用裝置構(gòu)成。
儲(chǔ)煤罐1通過(guò)給煤閥2經(jīng)入料口3與煤氣發(fā)生裝置的內(nèi)腔連通。所述的給煤閥2采用星形閥。儲(chǔ)藏于儲(chǔ)煤罐中的粉煤經(jīng)給煤閥和入料口進(jìn)入煤氣發(fā)生裝置的反應(yīng)段。
所述的煤氣發(fā)生裝置由反應(yīng)段4、供氣段5、排灰段6、汽化劑加熱段7、冷卻段8和儲(chǔ)灰缸Ⅰ9構(gòu)成。
反應(yīng)段4、供氣段5、排灰段6和汽化劑加熱段7由耐火材料層30砌筑成一體結(jié)構(gòu)。為了進(jìn)一步保溫,在耐火材料層30外砌筑一層保溫層31。反應(yīng)段4的下端制成錐形。
反應(yīng)段4的上端設(shè)有排氣管Ⅰ10,排氣管Ⅰ10與旋風(fēng)除塵器11連接,旋風(fēng)除塵器11的底部經(jīng)落塵管12與反應(yīng)段4的內(nèi)腔連通。
落塵管12的出口端設(shè)有分渣盤(pán)29,分渣盤(pán)29上設(shè)有若干出塵孔,下端制成錐形。落塵管12的出口端設(shè)置在入料口3的上部,這樣使得落塵管的出口端設(shè)置在粉煤料面之上,保證了落下的煤灰繼續(xù)被上升的高溫煤氣加熱,進(jìn)行充分反應(yīng)。
反應(yīng)段4與供氣段5之間安裝爐篦13。如圖2所示,爐箅13為漏斗形。上端的錐形部與反應(yīng)段底部的錐形相呼應(yīng),保證了燃燒后的煤渣進(jìn)入爐箅13內(nèi)。這樣落入爐箅內(nèi)的煤渣在下降過(guò)程中繼續(xù)反應(yīng),煤灰從爐箅的孔流出,而大塊的爐渣留在爐箅內(nèi)下降,防止結(jié)渣堵?tīng)t。
爐篦13的下端通過(guò)排灰段6后伸入汽化劑加熱段7。
供氣段5上設(shè)有環(huán)形供氣孔14,環(huán)形供氣孔14經(jīng)若干分支氣道15向反應(yīng)段4供汽化劑。優(yōu)選的一個(gè)方式,如圖3和圖4所示,所述的若干分支氣道15在環(huán)形供氣孔14上呈上下兩層分布,相對(duì)應(yīng)的上下兩層的分支氣道15的出口成階梯式排布,即上層的分支氣道15的長(zhǎng)度大于下層的分支氣道15的長(zhǎng)度。
汽化劑管道16安裝在汽化劑加熱段7內(nèi),并呈螺旋狀排布,一端與環(huán)形供氣孔14連接,另一端穿過(guò)煤氣發(fā)生裝置與混合氣室17連接。螺旋式排布的汽化劑管道16,使得流經(jīng)其內(nèi)部的汽化劑,在汽化劑加熱段7被第二次加熱,螺旋式排布延長(zhǎng)了加熱時(shí)間,充分利用了煤灰的熱值。
在冷卻段8,沿筒體的內(nèi)壁制有一層冷卻水層32。高溫煤灰進(jìn)入冷卻段,被冷卻后經(jīng)出灰閥Ⅰ18進(jìn)入儲(chǔ)灰缸Ⅰ9內(nèi),排出。出灰閥Ⅰ18采用星形閥。
余熱利用裝置是,旋風(fēng)式余熱爐爐體19的下端經(jīng)出灰閥Ⅱ20與儲(chǔ)灰缸Ⅱ21連接。出灰閥Ⅱ20采用星形閥。
排氣管Ⅱ26一端與旋風(fēng)除塵器11連接,另一端穿過(guò)爐體19和儲(chǔ)水箱23后,與爐體19的內(nèi)腔連通。
爐體19內(nèi)設(shè)有排氣通道22,沿爐體19內(nèi)壁和排氣通道22的外壁制有儲(chǔ)水箱23,儲(chǔ)水箱23與設(shè)在爐體19下端的進(jìn)水管24連接,排氣管Ⅱ26的入口端高于排氣通道22的底端,使得煤氣在爐體內(nèi)充分流動(dòng),將儲(chǔ)水箱23內(nèi)的水加熱;儲(chǔ)水箱23上端設(shè)有水蒸汽出口25。高溫煤氣旋風(fēng)式進(jìn)入爐體內(nèi),經(jīng)排氣通道排出,高溫煤氣流經(jīng)爐體內(nèi)腔和排氣通道時(shí),對(duì)儲(chǔ)水箱內(nèi)的水進(jìn)行加熱,生成水蒸汽。
水蒸汽管路27一端與水蒸汽出口25連接,另一端與混合氣室17連接。
富氧空氣管路28與混合氣室17連接。富氧空氣在混合氣室與水蒸汽混合,形成汽化劑,富氧空氣第一次被加熱。
實(shí)施例2高效低耗高氫燃?xì)獍l(fā)生方法
包括如下步驟:
1)儲(chǔ)藏于儲(chǔ)煤罐1中的粉煤通過(guò)給煤閥2經(jīng)入料口3進(jìn)入煤氣發(fā)生裝置反應(yīng)段的下端,經(jīng)高溫加熱,燃燒反應(yīng),產(chǎn)生的煤氣上升,經(jīng)排氣管Ⅰ10進(jìn)入旋風(fēng)除塵器11中;燃燒后的煤渣進(jìn)入漏斗形爐箅13,從環(huán)形供氣孔14供給的高溫汽化劑對(duì)爐箅內(nèi)的煤渣繼續(xù)反應(yīng),煤灰從爐箅流出,經(jīng)排灰段、汽化劑加熱段7、冷卻段8和出灰閥Ⅰ18進(jìn)入儲(chǔ)灰缸Ⅰ9排出;
2)進(jìn)入旋風(fēng)除塵器11中的高溫煤氣,除塵后經(jīng)排氣管Ⅱ26進(jìn)入爐體19內(nèi)腔,再經(jīng)排氣通道22排出;旋風(fēng)除塵器11內(nèi)的灰塵經(jīng)落塵管12落入煤氣發(fā)生裝置反應(yīng)段與上升的高溫煤氣接觸,繼續(xù)充分升溫反應(yīng);
3)進(jìn)入爐體19內(nèi)的高溫煤氣將儲(chǔ)水箱23內(nèi)的水加熱,水蒸汽經(jīng)水蒸汽管路27進(jìn)入混合氣室17,與經(jīng)富氧空氣管路28進(jìn)入的富氧空氣混合,形成汽化劑,汽化劑被第一次加熱;
4)加熱后的汽化劑進(jìn)入汽化劑管道16,在汽化劑加熱段7被第二次加熱后,經(jīng)環(huán)形供氣孔14向反應(yīng)段供氣。