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氣的高效低耗高氫煤氣發(fā)生系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

兩段式煤氣爐常用來生產(chǎn)半水煤氣以制取氫氣或合成城市燃氣，傳統(tǒng)的兩段式煤氣爐存在的問題是：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有充分利用，浪費能源；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)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，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)，由儲煤罐、煤氣發(fā)生裝置和余熱利用裝置構(gòu)成。

所述的儲煤罐通過給煤閥經(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水箱，儲水箱與設(shè)在爐體下端的進水管連接；儲水箱上端設(shè)有水蒸汽出口。

排氣管Ⅱ一端與旋風(fēng)除塵器連接，另一端穿過爐體和儲水箱后，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，分渣盤上設(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氣發(fā)生方法，包括如下步驟：

1)儲藏于儲煤罐中的粉煤通過給煤閥經(jīng)入料口進入煤氣發(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進入旋風(fēng)除塵器中；燃燒后的煤渣進入漏斗形爐箅，從環(huán)形供氣孔供給的高溫汽化劑對爐箅內(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進入儲灰缸Ⅰ排出；

2)進入旋風(fēng)除塵器中的高溫煤氣，除塵后經(jīng)排氣管Ⅱ進入爐體內(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)進入爐體內(nèi)的高溫煤氣將儲水箱內(nèi)的水加熱，水蒸汽經(jīng)水蒸汽管路進入混合氣室，與經(jīng)富氧空氣管路進入的富氧空氣混合，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，即與上升的高溫煤氣接觸，進一步充分燃燒。反應(yīng)段底部燃燒后的煤渣，進入漏斗形爐箅，被高溫汽化劑進一步加熱，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，高溫煤氣進入旋風(fēng)式余熱利用裝置，將水加熱，水蒸汽經(jīng)管路進入混合氣室，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到2200-2400卡，其中氫含量達到60％，可應(yīng)用于燃燒。

附圖說明

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。

具體實施方式

實施例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)，由儲煤罐1、煤氣發(fā)生裝置和余熱利用裝置構(gòu)成。

儲煤罐1通過給煤閥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。儲藏于儲煤罐中的粉煤經(jīng)給煤閥和入料口進入煤氣發(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29，分渣盤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入爐箅13內(nèi)。這樣落入爐箅內(nèi)的煤渣在下降過程中繼續(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)渣堵爐。

爐篦13的下端通過排灰段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的長度大于下層的分支氣道15的長度。

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，螺旋式排布延長了加熱時間，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。高溫煤灰進入冷卻段，被冷卻后經(jīng)出灰閥Ⅰ18進入儲灰缸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，另一端穿過爐體19和儲水箱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的外壁制有儲水箱23，儲水箱23與設(shè)在爐體19下端的進水管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，將儲水箱23內(nèi)的水加熱；儲水箱23上端設(shè)有水蒸汽出口25。高溫煤氣旋風(fēng)式進入爐體內(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，對儲水箱內(nèi)的水進行加熱，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。

實施例2高效低耗高氫燃氣發(fā)生方法

包括如下步驟：

1)儲藏于儲煤罐1中的粉煤通過給煤閥2經(jīng)入料口3進入煤氣發(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進入旋風(fēng)除塵器11中；燃燒后的煤渣進入漏斗形爐箅13，從環(huán)形供氣孔14供給的高溫汽化劑對爐箅內(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進入儲灰缸Ⅰ9排出；

2)進入旋風(fēng)除塵器11中的高溫煤氣，除塵后經(jīng)排氣管Ⅱ26進入爐體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)進入爐體19內(nèi)的高溫煤氣將儲水箱23內(nèi)的水加熱，水蒸汽經(jīng)水蒸汽管路27進入混合氣室17，與經(jīng)富氧空氣管路28進入的富氧空氣混合，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。