专利名称：一种煤炭气化机的制作方法
技术领域：
本发明属于一种煤炭气化机，具体说是一种用空气和蒸气混合鼓风使煤气化制取混合煤气的煤炭气化机。
本发明的目的是这样实现的它采用矩形截面的机体，机体内的一侧是二段式煤气发生炉，在二段式煤气发生炉的侧面依次设有密闭水箱和除硫装置，密闭水箱与二段式煤气发生炉的水夹套相通，炉出煤气管道由上至下在密闭水箱中穿过，出口与除硫装置的入口相通，炉出煤气管道中设有套管换热器，套管换热器的入口与设置在炉顶的鼓风机相连通，出口位于密闭水箱的水面之上，在密闭水箱中还设有贯穿密闭水箱底部的饱和空气管，该管的入口在密闭水箱的水面之上，底端与位于二段式煤气发生炉底部的饱和空气环管相连通。
本发明利用炉出煤气的余热继续加热水夹套中的热水并对鼓风机鼓入的空气进行加热，与密闭水箱中的水蒸气混合形成温度在50-65℃的饱和空气，对二段炉的燃烧进行助燃。本发明的这种助燃方式可以使设备不需要经受高温和高压，所以不仅可以使二段炉的热效率得到提高，而且可以使设备的使用寿命得到提高，同时本发明结构紧凑，体积小，而且使整套设备的生产成本得到降低。
本发明的二段式煤气发生炉的炉箅为双层结构，其中一层是固定式炉箅，另一层是可水平移动式炉箅，可水平移动式炉箅的侧面连接有拉杆，拉杆的一端通至炉体外面，在拉杆与炉体之间设有密封装置。
采用上述炉箅结构间歇式排灰，不排灰时炉内均匀布气，在排灰时，拉动拉杆，使移动式炉箅水平移动，炉灰均匀下落。以保证炉内各点的煤都能完全燃烧，使煤的气化率得到提高。
另外本发明还设有多个信号采集、输出部件和执行机构，使整个气化和净化的过程实现自动控制。
下面结合实施例及其附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的正面外形图。
图2是图1的左侧视图。
图3是图2中的A-A剖视图。
图4是图3中的B-B剖视图。
图5是图3中的C-C剖视图。
图6是图3中的D-D剖视图。
图7是图3中的E-E剖视图。
图8是图3中的F-F剖视图。
图9是图1中所示的插钎孔密封装置的结构示意图。
图中1机体、2立柱、3称量车、4驱动气缸、5吊煤斗、6电葫芦、7吊车横梁、8接煤斗、9气动闸板阀、10过渡煤斗、11支柱、12装煤筒、13物位计、14炉盖、15插钎及密封装置、16排灰气缸、17门板、18炉灰水槽、19复位气缸、20支架、21贮水箱、22水管、23收尘水槽、24除硫装置水封盖、25换热器箱体、26煤气输出管、27闸阀、28取压管、29净煤气放散箱、30放散烟道、31方烟道、32粗煤气放散箱、33烟囱、34鼓风机、35电动蝶阀、36鼓风管、37支架、38热电偶、39热电偶、40温度计、41钢梯、42操作平台、43拦杆、44热水泵、45水管、46供水管、47水封水槽、48净煤气放散方管、49净煤气水封裙板、50浮球式水位控制阀、51隔板、52砌砖炉衬、53水夹套、54支架、55密封水槽、56进煤气隔板、57出煤气隔板、58锥形管、59饱和空气环管、60门板、61二段气化装置、62二段气化方管、63顶煤气出口管、64底煤气出口管、65静止炉条、66静止炉箅框架、67活动炉条、68透炉灰钩钉、69活动炉箅框架、70拉杆、71盘根箱、72小轮、73轮架、74隔板、75封闭水箱、76顶煤气方管、77底煤气方管、78顶煤气放散管、79底煤气放散管、80粗煤气水封裙板、81拉杆、82盘根箱、83操作杆、84饱和空气管、85饱和空气方管、86煤气通孔、87冷却焦油套管、88换热降尘套管、89焦油槽、90焦油槽底板、91排焦油管、92水封裙板、93低水位溢流管、94热空气喷出管、95吊框、96密封条、97球轴、98下球窝、99盘根、100压环、101上球窝、102顶丝、103垫圈、104螺母、105螺栓、106球伐、107管接头、108活接头、109盘根、110钢钎、A贮煤仓、B给料机。
参照图3，可见机体1内包含有三部分，一是位于图中左侧的二段气化装置61。二是位于图中间部位的密闭水箱75，密闭水箱与气化装置下部的水夹套53相连通。三是位于图中右侧的除硫装置。上述三个部分由中间隔板51和74隔开。机体的顶部设有密封用水槽55，炉盖14、换热器箱体25及除硫装置水封盖24的下面都带有水封裙板，放置在水槽中，实现炉体内与大气之间的密封。支架54的下面是砖砌炉衬52围成的炉膛，在支架54上悬挂着四根耐热钢制作的上粗下细的二段气化方管62，煤在方管中受热干馏。方管的上粗下细是为了消除煤在方管内受热时自由膨胀所造成的棚料现象。砖砌炉衬的下面是水夹套53，水夹套的底部是炉箅装置。炉箅的下面设有一个炉灰水槽18，炉内的排灰落入水槽中，由人工清除。
参照图3、图5、图6和图7，可见密闭水箱75中安装有一个底煤气方管77和两个顶煤气方管76，底煤气方管77和顶煤气方管76由上至下贯穿密闭水箱。顶煤气方管76通过顶煤气出口管63与炉内相通，而底煤气方管77则通过底煤气出口管64与炉内相通。在底煤气方管中设有与换热器箱体相连通的换热除尘套管88，而在顶煤气方管中设有与换热望器箱体相通的冷却焦油套管87，由于顶煤气中的焦油流动性较好，可以用间接冷却的方法除去，所以顶煤气方管内的冷却焦油套管不但能冷却煤气加热空气，而且能凝聚焦油，为此套管87的下端制成锥尖形，在方管76的下面有焦油槽89，91是排焦油管。由鼓风机通过鼓风管36鼓入到换热器箱体中的空气经过连接到换热器箱体下面的换热除尘套管与冷却焦油套管在煤气方管中被加热后，由多个热空气喷出管94喷出，热空气喷出管94的下端在密闭水箱75的水面以上。同时在密闭水箱中还设有多个饱和空气管84，它的入口在水面以上，贯穿密闭水箱，出口在水箱底板处与饱和空气方管85相通，饱和空气方管与安装在炉箅下面的饱和空气环管59相连通。鼓入的空气在密闭水箱上面与水蒸汽相混合后，经饱和空气管84、饱和空气方管85及饱和空气环管59喷出到炉底，对煤的燃烧起到助燃的作用。图7中的22和45都是水管，它们的上端连通机体顶部的贮水箱21，下端连通密闭水箱75。在水管22的下端安装有浮球式水位控制阀50，用以控制贮水箱向密闭水箱中注水，使密闭水箱中的水位始终保持一定。在水管45上安装有一个热水泵44，由于水管45的下端位于密闭水箱的上层水面，所以启动热水泵可以将密闭水箱中的上层热水抽到顶部的贮水箱中。图3中的39是测量饱和空气温度的热电偶，根据其测得的温度变化可以自动控制热水泵44的工作状态，调整密闭水箱中水的温度，改变其蒸发量，达到改变饱和空气的温度和含水量的目的。当热电偶测出饱和空气的温度超出工艺要求时，自动启动热水泵44将上层热水抽出至贮水箱21，并由水管22向密闭水箱75中自动补充冷水，使水温下降，减少蒸发量，即可使饱和空气的温度降低。由图中箭头可以看到，底煤气由二段气化管62流出，经过底煤气出口管64和底煤气方管77，管道的空间扩大了，并有套管88的阻拦，使煤气中的尘粒降落收尘水槽23中，顶煤气由上部装煤筒12和密封水槽55之间的缝隙流出，依次经过顶煤气出口管63、顶煤气方管76进入到收尘水槽23的上部空间，顶煤气中的焦油在经过顶煤气方管76时受到冷却焦油套管87的冷却，聚集在焦油槽89中，通过排焦油管91排出。底煤气和顶煤气在收尘水槽23的上部空间相混合，然后经过水封裙板92的侧板与收尘水槽水面之间的缝隙，从隔板74下部右侧的煤气通孔86进入到除硫装置的底部。
图5中32是粗煤气放散箱，在箱内设有粗煤气水封裙板80，与顶、底煤气放散管78、79组成水封，当需要放散粗煤气时，握住操作杆83，提起拉杆81，水封裙板随之被提起，放散的粗顶煤气经顶煤气放散管78、粗底煤气经底煤气放散管79进入放散箱中混合后经竟方烟道31由烟囱33排入大气。图中82是拉杆与放散箱之间的动密封盘根箱。
如图4所示，在炉箅装置下侧面的炉壳上开口，并安装有门板60，门板60与机壳之间用螺栓连接。当活动炉箅上面的炉灰结焦不下时，打开炉门，插入炉钩穿过炉箅缝隙处理即可。本发明的炉箅装置由静止炉箅和活动炉箅两部分组成。其中静止炉箅框架66底部有静止炉条65，在水夹套53的底板上固定有轮架73，并在轮架上装有小轮72，静止炉箅框架66安放在小轮上，而固定有活动炉条67的活动炉箅框架69置于静止炉箅框架66的上面，并可以在静止炉箅框架的上面水平移动。活动炉条67的上面固定有透炉灰钉钩68。位于炉箅处的机体1上开有口，并装有与机体之间用螺钉固定连接的抽屉式门板17，拉杆70穿过门板，一端在机体内穿过固定炉箅框架与活动炉箅框架相连接，另一端在机体外与复位气缸19相连接，排灰气缸16与复位气缸相互串联，并一同安装在支架20上面。不排灰的时候，活动炉条停止在静止炉条的缝隙处，这时炉条间缝隙为最小。需要排灰时，由排灰气缸通过拉杆带动活动炉箅水平移动，当活动炉条移动到与静止炉条位置重合的时候，炉条间距为最大。使活动炉箅往复运动，可以实现均匀排灰。为了维修的方便，将静止炉箅框架66与门板17固定在一起，需要维修的时候，拉出门板，即可将整个静止炉箅和活动炉箅一同拉出。拉杆与门板之间由盘根箱71活动密封。从底煤气流出的料面到炉箅炉段的煤，从上到下分为气化层、燃烧层和灰层，燃烧层的温度最高。由于活动炉箅采用间歇式排灰，在不排灰的时候，由于燃烧，使燃烧层上移，气化层变薄，使炉内的温度升高。而排灰时，燃烧层下移，气化层由于有二段气化方管62流下的煤补充而变厚，使炉内的温度降低。因此，在炉中心部位设置测温热电偶38，当测得的温度超过设定的温度上限时，便发出电信号使排灰气缸动作，进行排灰，而当测出的温度值低于设定温度的下限时，发出信号停止排灰，保持炉内各煤层稳定，实现排灰的自动控制。在炉内的四角处各设有一个温度计40，用以测量四角处的温度是否发生异常。如果某一个温度计测出的温度值不正常，说明该温度计临近的二段气化方管内发生煤层的粘结、棚料或出现空洞现象。为处理上述现象，本发明在炉盖14的四角与四个二段气化方管相对应的位置上各开有一个插钎孔，装有锥形管58，并在锥形管上装有插钎及其密封装置15。
由图9所示，在锥形管的上面用螺钉固定有下球窝98和上球窝101，球窝中装有球轴97，在球窝与球轴之间装有密封盘根99。图中108是活接头，在球轴的上端和活接头的下端分别固定连接有管接头，在两个管接头之间安装有球伐106，钢钎110穿过活接头、球伐及球轴，插入炉体内，在活接头上端装有密封盘根109。当二段气化方管62中出现上述粘结、棚料等现象时，可以用钢钎进行疏通操作。如果不插钎操作时，将活接头拧开，取出钢钎、盘根箱和上半截活接头，同时关闭球伐。如果在下半截活接头上装上玻璃片，打开球伐，还可以密封看火。
除硫装置的具体结构如图3和图8所示。本发明采用的是干法除硫。它由悬挂在水封盖24下面的一串装满除硫剂的吊框95组成。吊框的上面和下面均带有挂钩，以便于将多个吊框依次吊挂成一串，并在每一个吊框中装满除硫剂。吊框的底面是筛网，能够通过煤气。吊框安装在如图3和图8中所示的由机体1和出煤气隔板74及进煤气隔板56和出煤气隔板57制成一个封闭的方形空间，进煤气隔板56和出煤气隔板57上面制有交替上升的煤气进出通道。各隔板与吊框之间用纤维毡密封条96密封。经过除硫以后的净煤气通过闸伐27的控制，由煤气输出管26输出。在煤气输出管上设有取压管28，连接压力表，用以测量输出煤气的压力。在除硫装置的下部还设有防爆水封水槽47。在除硫装置的上部设有净煤气散放装置，它由净煤气散放方管48、净煤气水封裙板49、拉杆81、净煤气放散箱29、盘根箱82、操作杆83组成。放散的净煤气经由放散烟道30、方烟道31(图5)、最后经烟囱33排出。本装置由于是由上部插入，并且水封盖是采用水封的方法与外界密封，装卸时不用拆卸螺钉，所以可以很方便地用电葫芦将其吊出，进行除硫剂的更换。
图中35是安装于鼓风机和鼓风管之间的电动碟阀。46是贮水箱的上水管。90是焦油槽底板。93是低水位溢流管，它与水封裙板92相互配合，实现煤气通道的关闭和接通，当收尘水槽23中的水位较高、超过水封裙板92的下边缘时，煤气通道关闭，可以进行粗煤气放散等操作，当水位低于水封裙板的下边缘时，煤气通道打开，可以正常接收煤气。
权利要求
1.一种煤炭气化机，其特征在于它采用矩形截面的机体，机体内的一侧是二段式煤气发生炉，在二段式煤气发生炉的侧面依次设有密闭水箱和除硫装置，密闭水箱与二段式煤气发生炉的水夹套相通，炉出煤气管道由上至下在密闭水箱中穿过，出口与除硫装置的入口相通，炉出煤气管道中设有套管换热器，套管换热器的入口与设置在炉顶的鼓风机相连通，出口位于密闭水箱的水面之上，在密闭水箱中还设有贯穿密闭水箱底部的饱和空气管，该管的入口在密闭水箱的水面之上，底端与位于二段式煤气发生炉底部的饱和空气环管相连通。
2.根据权利要求1所说的煤炭气化机，其特征在于炉箅为双层结构，其中一层是固定式炉箅，另一层是活动式炉箅，活动式炉箅的侧面连接有拉杆，拉杆的一端通至炉体外面，在拉杆与炉体之间设有密封装置。
3.根据权利要求2所说的煤炭气化机，其特征在于炉体侧面设有门，炉体内两侧设有两排小轮，固定式炉箅安放在小轮上面，活动式炉箅安放在固定炉箅的上面，拉杆穿过炉门和固定炉箅的框架与活动炉箅的框架相连接，拉杆的另一端在炉壳外面与气缸杆相连接。
4.根据权利要求1所说的煤炭气化机，其特征在于密闭水箱中的炉出煤气管道包括顶煤气方管和底煤气方管，在底煤气方管中设有换热除尘套管，在顶煤气方管中设有底端为尖端的冷却焦油套管，在底煤气方管的下面有收尘水槽，在顶煤气方管的下面有焦油槽。
5.根据权利要求1所说的煤炭气化机，其特征在于机壳的顶部有一个贮水箱，贮水箱通过一条水管与密闭水箱的下层水相连通，并在水管上设有浮球式水位控制阀，贮水箱同时设有一根水管与密闭水箱的上层水相连通，并在水管上设有一个水泵，同时在饱和空气喷出管上设有测温热电偶。
6.根据权利要求1所说的煤炭气化机，其特征在于除硫装置包括多个垂直悬挂成一串的吊框，吊框底板是筛网，吊框中装有除硫剂，吊框的四周是封闭的隔板，其中两面的隔板上开有交替上升的煤气进出口。
7.根据权利要求1所说的煤气发生机，其特征在于机体的顶部设有密封水槽，二段式煤气发生炉、密闭水箱和除硫装置的上部均采用水封盖板与大气密封。
8.根据权利要求1所说的煤炭气化机，其特征在于在二段式煤气发生炉的气化方管上装有测温热电偶。
9.根据权利要求1所说的煤炭气化机，其特征在于在二段式煤气发生炉的四角处分别装有温度计。
10.根据权利要求1所说的煤炭气化机，其特征在于在机体的顶部设有吊车横梁，并在横梁上装有吊车，机体的顶部设有接煤斗。
全文摘要
一种煤炭气化机，其特征在于它采用矩形截面的机体，机体内的一侧是二段式煤气发生炉，在二段式煤气发生炉的侧面依次设有密闭水箱和除硫装置，密闭水箱与二段式煤气发生炉的水夹套相通，炉出煤气管道由上至下在密闭水箱中穿过，出口与除硫装置的入口相通，炉出煤气管道中设有套管换热器，套管换热器的入口与设置在炉顶的鼓风机相连通，出口位于密闭水箱的水面之上，在密闭水箱中还设有贯穿密闭水箱底部的饱和空气管，该管的入口在密闭水箱的水面之上，底端与位于二段式煤气发生炉底部的饱和空气环管相连通。本发明可以使煤气化过程煤的燃烧均匀充分，热效率得到提高，使设备的结构简化，体积缩小，降低成本并实现自动控制。
文档编号C10J3/00GK1439695SQ0210919
公开日2003年9月3日 申请日期2002年2月21日 优先权日2002年2月21日
发明者袁奕明 申请人:袁奕明