专利名称：碳解水式燃气气化生产工艺及装置的制作方法
碳解水式燃气气化生产工艺及装置本发明涉及以水作为主要燃气气化剂的被解水式燃气气化生产工艺特别是涉及工业、 民用上节约利用可再生生物质能源及化石能潔的装置。已知水中H是热值很高的气体燃料。据1986年版中等专业学校教材《无机化学》下册 第十一章"气体燃料" 一段中讲述了水煤气生产原理及北京市建委2006年主编《新农村建设 "四节"技术应用指导系列手册》中生物质能源利用新技术披露的生物质气化技术，它们都 是用生物质、化石碳源直燃方式，用大量的空气作气化剂生产燃气，已知在直燃式气化中都 有部分水在参加裂解气化，但不能大量用水作为气化剂生产燃气，更不能达到以水作为主要 气化剂生产燃气的技术百的。本发明是提供一种主要以水为气化剂的碳解水式燃气生产工艺及装置。
下面结合附图加以说明。
图1是拔解水式燃气气化炉装置示意揮。图2是气化炉炉渣机械排放拨叉及加热叶片j^烧子剖面示意图。碳解水式燃气气化生产工艺为碳原料由螺旋 机(1)的入口 <23)进入，经螺旋推 进机(1)推进气化炉体(3)内，加热叶片燃烧子(4)对碳原料进行外力加热，水蒸气由出 口 (21)进入气化炉体(3)内，被加热后的碳原料裂解生成燃气。燃气向下流动由气化炉底 (9)强制进入嫘旋降尘器(22)降尘，降尘后通过蒸汽发生器(14)的冷即后从燃气通道口 <16)外供，部分燃气同空气由空气入口 (17)、燃气进口 (18)进AJR腔式罗茨风机(15〉 升压送入混气分气盘(19)进行分配给加热整流罩内腔(20)点燃燃烧，双腔式罗茨风机US) 经变频提高供气压力，火焰进入加热燃烧子(4)燃烧实现3lt气化用碳原料加热a由于生产 出的高温燃气通过蒸汽发生器(14)所发生的水蒸气靠自身的压力从出口 (21)进入气化炉 内实现碳解水式生产燃气。加热叶片燃烧子U)在燃烧后所产生的废气1120、 C02同时参 加裂解和还原反应生成燃气。气化后的碳原料渣向下由加热整流罩的作用流动到炉渣机械排 放拨叉(7)上方，由炉渣机械抹放拨叉(7)均匀抹放到气化炉底(8)收集，经炉渣推出机 (11)由(12)炉渣出口推出炉外。
碳解水式燃气气化炉装置为-1、 碳原料推进机(1)与气化炉上盖(2)、气化炉体(3)、气化炉底(9)、炉渣推出机 (11)依次连接成整体气化炉外部封闭结构。加热叶片燃烧子(4)与燃烧整流罩(6)、燃气、空气混气分气盘(19)连接皿体气化炉内部封闭结构，由内外两组封闭结构g气化炉'2、 气化炉内部结构与双腔式罗茨风机(15)连接组成对碳原料迸行外力加热及整流的结构。3、 碳原料推进机(1)与炉渣机械排放拨叉(7)、拨叉转动轴(8)、炉渣推出机(11)、 碳原料及炉渣推出机转动链条(5)组成碳解水式燃气气化连续生产的机械结构。
4、水蒸气出口 (21)、蒸汽发生器(14)、供水入口 (13)与雜旋降尘器(22)、燃气出 口 (16)、空气入口 (17)、燃气入口 <1 )、双腔式罗茨风机"S)的接通和连接所组成有机 通道结构。本装置碳解水式燃气气化炉采用内外封闭结构形成容纳碳原料的空腔，由加热叶片燃烧 子在双腔式罗茨风机对空气，燃气升压后形成的高压氧焰对碳原料加热到7邻^00TC,水蒸气在自身压力下进入赤热的碳原料内部被裂解生成co、 m的气体燃烧.加热叶片燃烧子燃烧后的废气H20、 C02在高温簾原料内还原或f^生成燃气3CO,H2，生成，离温燃气拌 出气化炉并通过蒸汽发生器交换生成水蒸气，水蒸气连续进入气化炉，从而以碳解水的工艺 生产以CO Hi气为主的可燃气外供。 经试验本装置的合理工况为1、 进入加热叶片燃烧子的燃气、空气压为3000 4000pa,这样才能达到髙温氧焰进入 壤原料顆粒简给与加热，火皿度可达l eO~120 TC，碳原imff 750^800"'2、 水蒸气进入压要稍大于气化炉内压才能达到大量水蒸气的进入。3、 碳解水的进料按碳水比为1.5:1设计。 经实验本装置的结构尺寸为1、 加热叶片燃烧子与加热叶片燃烧子之间应从其外沿到沿的最大不超过50mm:最小不 小于20mm设计》2、 本装置气化炉体(3)横截面最大不限，最小不小于e200mm。可按实际需要用产气 m3 h设计炉体径与高度之间比为1:2.5,但民用型可加大直径、压低炉体离， 一般直径200^30ftm 时，炉体高为350i鹏为宜，不得低于350bbb本发明试验气tt^率可达90 989^由于擴原料aa机高Hlta面形成栓塞。炉渣,机 髙推出而形成栓塞及气化炉内的封闭。总漏气率小于3%,大多数是水蒸气为气化剂，产出 的燃气中COz气总为汰1~0. %本发明优点是-1、 能连续用水蒸气作为主要气化剂生产 气*2、 碳原料适用性广。本发明采用外加热及Jtft机械结构的运行方式，对生物质原料初 加工成型要求不严格有对对煤炭种类不限的特点-3、 生产出的燃气热值高。由于采用蒸汽气化，不需要大量的空气加入，生产出的燃气 主要是扎+CO。4、 本发明装置尺寸可放大缩小，在工业、民用范围内都可实用。5、终端用户样废气中 C03比其他燃气拌放C02降低20 30% 。
权利要求
1、 一种碳解水式燃气气化生产工艺，其特征在于① 、碳原料由螺旋推进机(1)的入口 (23)进入，经螺旋推进机(1)推进气化炉体(3) 后，加热叶片燃烧子(4)对碳原料进行外力加热，水蒸气由出口 (21)进入气化炉体(3) 内被加热后的碳原料裂解生成燃气；② 、加热叶片燃烧子(4)在燃烧后产生的废气H20、 C02同时参加裂解及还原生成燃气。
2、 根据权力要求1所述的一种碳解水式燃气气化生产工艺，其特征在于加热叶片燃烧 子为高压氧焰实现外力加热。
3、 一种按照碳解水式燃气气化生产工艺设计的装置，其特征在于-它具有碳原料推进机(1)与气化炉上盖(2)、气化炉体(3)、气化炉底(9)、炉渣推出机(11)依次连接成整体气化炉外部封闭结构；加热叶片燃烧子(4)与燃烧整流罩(6)、燃 气、空气混合分气盘(19)连接成整体炉内部封闭结构；由内外两组封闭结构同燃气、空气 混合气分气盘(19)在气化炉体(3)下部及气化炉底(9)上部相互连接组成碳解水式燃气 气化炉整体结构。
4、 根据权利要求3所述的碳解水式燃气气化生产工艺设计的装置，其特征在于-① 、碳解水燃气气化炉内部结构与双腔式罗茨风机(15)组成对碳原料加热及分流结构；② 、碳原料推进机(1)与炉渣机械排放拨叉(7)、拨叉转动轴(8)、拨叉转动轴外套(10)、 炉渣推出机(11)、碳原料及炉渣推进推出机转动链条(5)组成碳解水式燃气气化炉的连续 生产机械结构；③ 、水蒸气出口 (21)与供水入口 (13)、螺旋降尘器(22)、蒸汽发生器(14)接通和 连接组成的水蒸气进入，生产出燃气的排出及水蒸气的蒸发有机整体通道结构。
全文摘要
本发明是提供一种主要以水为气化剂的碳解水式燃气气化生产工艺及装置。其工艺是碳原料由螺旋推进机推进气化炉内，经加热叶片燃烧子高压氧焰的外力加热，水蒸气靠自身的压力下进入气化炉被加热碳原料裂解生成燃气。加热燃烧所生成的废气也参加裂解或还原成燃气。按照本发明生产工艺设计的装置有炉外部封闭结构，炉内部封闭结构及碳原料、炉渣进与出的机械结构，外力加热结构，水蒸气生成进入，生成燃气的排出通道结构。本发明对气化用碳原料适用性广，气化效率高，生产出的燃气热值高，终端用户可减少CO<sub>2</sub>气排放及可大量节约利用生物质能源、化石能源。
文档编号C10B49/02GK101121894SQ20071014755
公开日2008年2月13日 申请日期2007年8月27日 优先权日2007年8月27日
发明者张一波, 张金峰 申请人:张金峰;张一波