高效低耗高氢煤气发生系统的制作方法

本发明创造涉及一种可将煤气发生装置产生的高氢煤气经净化后用于燃烧的高氢燃气的高效低耗高氢煤气发生系统。

背景技术：

两段式煤气炉常用来生产半水煤气以制取氢气或合成城市燃气，传统的两段式煤气炉存在的问题是：煤气热值低，只有1200卡左右，含氢量低，粉煤利用率低；排出的煤气热值和炉渣的热值没有充分利用，浪费能源；炉底局部容易出现超温，结渣，偏炉现象；炉顶带出物较多，污染环境。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明创造提供一种原料利用率高，煤气热值高，含氢量高，热值利用率高，设备运转率高的高效低耗高氢煤气发生系统。

本发明创造采用的技术方案是：高效低耗高氢煤气发生系统，由储煤罐、煤气发生装置和余热利用装置构成。

所述的储煤罐通过给煤阀经入料口与煤气发生装置的内腔连通。

所述的煤气发生装置由反应段、供气段、排灰段、汽化剂加热段、冷却段和储灰缸Ⅰ构成；反应段的上端设有排气管Ⅰ，排气管Ⅰ与旋风除尘器连接，旋风除尘器的底部经落尘管与反应段的内腔连通；反应段与供气段之间安装漏斗形炉篦；炉篦的下端通过排灰段后伸入汽化剂加热段；供气段上设有环形供气孔，环形供气孔经若干分支气道向反应段供汽化剂；汽化剂管道安装在汽化剂加热段内，一端与环形供气孔连接，另一端穿过煤气发生装置与混合气室连接；冷却段经出灰阀Ⅰ与储灰缸Ⅰ连接。

所述的余热利用装置是，旋风式余热炉炉体的下端经出灰阀Ⅱ与储灰缸Ⅱ连接，炉体内设有排气通道，沿炉体内壁和排气通道的外壁制有储水箱，储水箱与设在炉体下端的进水管连接；储水箱上端设有水蒸汽出口。

排气管Ⅱ一端与旋风除尘器连接，另一端穿过炉体和储水箱后，与炉体的内腔连通。

水蒸汽管路一端与水蒸汽出口连接，另一端与混合气室连接，富氧空气管路与混合气室连接。

上述的高效低耗高氢煤气发生系统，在反应段，落尘管的出口端设置在入料口的上部。

上述的高效低耗高氢煤气发生系统，落尘管的出口端设有分渣盘，分渣盘上设有若干出尘孔，下端制成锥形。

上述的高效低耗高氢煤气发生系统，所述的若干分支气道在环形供气孔上呈上下两层分布，相对应的上下两层分支气道的出口成阶梯式排布。

上述的高效低耗高氢煤气发生系统，在构成煤气发生装置主体的耐火材料层外砌筑一层保温层。

上述的高效低耗高氢煤气发生系统，汽化剂管道在汽化剂加热段内呈螺旋状排布。

上述的高效低耗高氢煤气发生系统，炉体内，排气管Ⅱ的入口端高于排气通道的底端。

上述的高效低耗高氢煤气发生系统，反应段的底部制成锥形，与漏斗形炉篦的上端相呼应。

上述的高效低耗高氢煤气发生系统，在冷却段，沿筒体的内壁制有一层冷却水层。

一种高效低耗高氢燃气发生方法，包括如下步骤：

1)储藏于储煤罐中的粉煤通过给煤阀经入料口进入煤气发生装置反应段的下端，经高温加热，燃烧反应，产生的煤气上升，经排气管Ⅰ进入旋风除尘器中；燃烧后的煤渣进入漏斗形炉箅，从环形供气孔供给的高温汽化剂对炉箅内的煤渣继续加热，煤灰从炉箅流出，经排灰段、汽化剂加热段、冷却段和出灰阀Ⅰ进入储灰缸Ⅰ排出；

2)进入旋风除尘器中的高温煤气，除尘后经排气管Ⅱ进入炉体内腔，再经排气通道排出；旋风除尘器内的灰尘经落尘管落入煤气发生装置反应段与上升的高温煤气接触，继续充分燃烧；

3)进入炉体内的高温煤气将储水箱内的水加热，水蒸汽经水蒸汽管路进入混合气室，与经富氧空气管路进入的富氧空气混合，形成汽化剂，汽化剂被第一次加热；

4)加热后的汽化剂进入汽化剂管道，在汽化剂加热段被第二次加热后，经环形供气孔向反应段供气。

本发明创造的有益效果是：

1.本发明创造，节约原料，粉煤利用率高。落料管的出口端设置在粉煤料的上部，这样经旋风除尘器除尘后的灰尘重新落回反应段时，即与上升的高温煤气接触，进一步充分燃烧。反应段底部燃烧后的煤渣，进入漏斗形炉箅，被高温汽化剂进一步加热，充分燃烧，一部分热值供反应段燃烧，另一部分热值随着灰尘的降落，在汽化剂加热段内的将汽化剂管道内的汽化剂进行第二次加热。粉煤燃烧充分，产生的热值充分利用，不仅节约了原料，将热值充分利用，节约了能源。

2.本发明创造，将若干分支气道在环形供气孔上呈上下两层分布，且相对应的上下两层分支气道的出口成下层缩回的阶梯式排布，这样防止了落下的煤灰将出气口堵住，影响向反应段供汽化剂。

3.本发明创造，在反应段和供气段之间安装了漏斗形炉箅，煤渣进入炉箅，煤灰从炉箅缝排出，而大的焦块留存于炉箅内，继续燃烧反应，煤矸石类物质从炉篦下端排除。

4.本发明创造，高温煤气经两次旋风除尘，降低了环境污染。

5.本发明创造，高温煤气进入旋风式余热利用装置，将水加热，水蒸汽经管路进入混合气室，将富氧空气第一次加热，有效利用了高温煤气的热值。

6.本发明创造，将高温水蒸汽和富氧空气混合形成汽化剂，进一步用于加热段供气，高温制氢，从余热利用装置排出的煤气热值达到2200-2400卡，其中氢含量达到60％，可应用于燃烧。

附图说明

图1是本发明创造的结构示意图。

图2是炉箅的结构示意图。

图3是环形供气孔与分支气道的分布结构示意图。

图4是供气段的放大结构示意图。

具体实施方式

实施例1高效低耗高氢煤气发生系统

如图1所示，高效低耗高氢煤气发生系统，由储煤罐1、煤气发生装置和余热利用装置构成。

储煤罐1通过给煤阀2经入料口3与煤气发生装置的内腔连通。所述的给煤阀2采用星形阀。储藏于储煤罐中的粉煤经给煤阀和入料口进入煤气发生装置的反应段。

所述的煤气发生装置由反应段4、供气段5、排灰段6、汽化剂加热段7、冷却段8和储灰缸Ⅰ9构成。

反应段4、供气段5、排灰段6和汽化剂加热段7由耐火材料层30砌筑成一体结构。为了进一步保温，在耐火材料层30外砌筑一层保温层31。反应段4的下端制成锥形。

反应段4的上端设有排气管Ⅰ10，排气管Ⅰ10与旋风除尘器11连接，旋风除尘器11的底部经落尘管12与反应段4的内腔连通。

落尘管12的出口端设有分渣盘29，分渣盘29上设有若干出尘孔，下端制成锥形。落尘管12的出口端设置在入料口3的上部，这样使得落尘管的出口端设置在粉煤料面之上，保证了落下的煤灰继续被上升的高温煤气加热，进行充分反应。

反应段4与供气段5之间安装炉篦13。如图2所示，炉箅13为漏斗形。上端的锥形部与反应段底部的锥形相呼应，保证了燃烧后的煤渣进入炉箅13内。这样落入炉箅内的煤渣在下降过程中继续反应，煤灰从炉箅的孔流出，而大块的炉渣留在炉箅内下降，防止结渣堵炉。

炉篦13的下端通过排灰段6后伸入汽化剂加热段7。

供气段5上设有环形供气孔14，环形供气孔14经若干分支气道15向反应段4供汽化剂。优选的一个方式，如图3和图4所示，所述的若干分支气道15在环形供气孔14上呈上下两层分布，相对应的上下两层的分支气道15的出口成阶梯式排布，即上层的分支气道15的长度大于下层的分支气道15的长度。

汽化剂管道16安装在汽化剂加热段7内，并呈螺旋状排布，一端与环形供气孔14连接，另一端穿过煤气发生装置与混合气室17连接。螺旋式排布的汽化剂管道16，使得流经其内部的汽化剂，在汽化剂加热段7被第二次加热，螺旋式排布延长了加热时间，充分利用了煤灰的热值。

在冷却段8，沿筒体的内壁制有一层冷却水层32。高温煤灰进入冷却段，被冷却后经出灰阀Ⅰ18进入储灰缸Ⅰ9内，排出。出灰阀Ⅰ18采用星形阀。

余热利用装置是，旋风式余热炉炉体19的下端经出灰阀Ⅱ20与储灰缸Ⅱ21连接。出灰阀Ⅱ20采用星形阀。

排气管Ⅱ26一端与旋风除尘器11连接，另一端穿过炉体19和储水箱23后，与炉体19的内腔连通。

炉体19内设有排气通道22，沿炉体19内壁和排气通道22的外壁制有储水箱23，储水箱23与设在炉体19下端的进水管24连接，排气管Ⅱ26的入口端高于排气通道22的底端，使得煤气在炉体内充分流动，将储水箱23内的水加热；储水箱23上端设有水蒸汽出口25。高温煤气旋风式进入炉体内，经排气通道排出，高温煤气流经炉体内腔和排气通道时，对储水箱内的水进行加热，生成水蒸汽。

水蒸汽管路27一端与水蒸汽出口25连接，另一端与混合气室17连接。

富氧空气管路28与混合气室17连接。富氧空气在混合气室与水蒸汽混合，形成汽化剂，富氧空气第一次被加热。

实施例2高效低耗高氢燃气发生方法

包括如下步骤：

1)储藏于储煤罐1中的粉煤通过给煤阀2经入料口3进入煤气发生装置反应段的下端，经高温加热，燃烧反应，产生的煤气上升，经排气管Ⅰ10进入旋风除尘器11中；燃烧后的煤渣进入漏斗形炉箅13，从环形供气孔14供给的高温汽化剂对炉箅内的煤渣继续反应，煤灰从炉箅流出，经排灰段、汽化剂加热段7、冷却段8和出灰阀Ⅰ18进入储灰缸Ⅰ9排出；

2)进入旋风除尘器11中的高温煤气，除尘后经排气管Ⅱ26进入炉体19内腔，再经排气通道22排出；旋风除尘器11内的灰尘经落尘管12落入煤气发生装置反应段与上升的高温煤气接触，继续充分升温反应；

3)进入炉体19内的高温煤气将储水箱23内的水加热，水蒸汽经水蒸汽管路27进入混合气室17，与经富氧空气管路28进入的富氧空气混合，形成汽化剂，汽化剂被第一次加热；

4)加热后的汽化剂进入汽化剂管道16，在汽化剂加热段7被第二次加热后，经环形供气孔14向反应段供气。