一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置的制造方法

文档序号:10504963阅读:411来源:国知局
一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置的制造方法
【专利摘要】一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置。本发明属于环保领域,特别涉及一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置。本发明目的是为了解决现有气化装置不适用于中、小型工业领域以及气化效率不高的问题。本发明装置由气化炉炉体、第一陶瓷膜板组件、物料入口、第二陶瓷膜板组件、气体分配器、排灰渣管、旋风分离器、炉器连接管、合成气一次管道、合成气二次管道、气体入口、第一气体反吹口、第二气体反吹口、若干第三气体反吹口、温度计、压力计、料位计和灰渣收集装置组成。
【专利说明】
一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置
技术领域
[0001]本发明属于环保领域,特别涉及一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置。
【背景技术】
[0002]有机固体燃料的利用方式多样,其中热化学处理是常用的方法之一。气化处理是热化学方法中的一种重要方法,有机固体燃料气化可以产生可燃气体、焦油和半焦,产生的可燃气体可以做为清洁燃料利用,已经成为当前发展最为迅速的能源化利用技术之一。常见的气化装置主要以空气、氧气或者水蒸汽为气化介质,气化介质与有机固体燃料发生氧化反应,有机固体燃料发生部分氧化,燃气品质一般不高。极大的限制了气化气的应用范围,同时半焦属于不完全燃烧产物,利用价值很低,焦油含氧量大,品位较低。因此,开发提高气化产品品质的气化技术是今后气化技术发展的迫切需求。
[0003]气化炉是一种将有机固体燃料转化成可燃性气体的生产设备,广泛应用于化工加热、热处理炉、耐火材料等行业,技照炉型分类主要有同定床、流化床、鼓泡床等。传统的单段式煤炭气化炉具有结构简单、建设周期短、投资小、煤种适应性强、操作容易、安全性能高等特点。在目前的气化工艺中,难以避免地出现焦油含量过高的问题。虽然可以采用循环流化床、双床汽化器等具有较好的焦油控制能力,但这些气化装置仅适用于大型的工业领域,不利于中、小型利用。现有的固定床气化装置,如上吸式或下吸式固定床汽化器,虽然方便于小型化利用,但是气化效率不高,且焦油污染问题也没能得到很好解决。
[0004]综上所述,要满足化工、机械、冶金等领域低投入、高产出的用气需求,并且还需符合国家环保要求和节能减排的标准,必须对现有的气化装置进行改进。

【发明内容】

[0005]本发明目的是为了解决现有气化装置不适用于中、小型工业领域以及气化效率不高的问题,而提供一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置。
[0006]本发明的一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置由气化炉炉体、第一陶瓷膜板组件、物料入口、第二陶瓷膜板组件、气体分配器、排灰渣管、旋风分离器、炉器连接管、合成气一次管道、合成气二次管道、气体入口、第一气体反吹口、第二气体反吹口、若干第三气体反吹口、温度计、压力计、料位计和灰渣收集装置组成;所述的第一陶瓷膜板组件由若干相互独立的陶瓷膜板组成,其中所述的若干相互独立的陶瓷膜板均分布于气化炉炉体内部的中上部,若干相互独立的陶瓷膜板分成两组,一组与气化炉炉体的左侧壁相连,另一组与气化炉炉体的右侧壁相连,左侧壁的一组陶瓷膜板与右侧壁的另一组陶瓷膜板交错设置,左侧壁的一组陶瓷膜板与右侧壁的另一组陶瓷膜板均向下倾斜设置且倾斜角度相同,所述的陶瓷膜板上设置若干微孔且负载有催化剂;所述的物料入口位于气化炉炉体侧壁的下部;所述的排灰渣管位于气化炉炉体底部,所述的排灰渣管的入口延伸至气化炉炉体内部;所述的第二陶瓷膜板组件位于气化炉炉体内的底部,其中所述的第二陶瓷膜板组件由两个相互独立的陶瓷膜板组成,且两个相互独立的陶瓷膜板的一端与排灰渣管的入口相连,另一端与气化炉炉体侧壁相连,所述的陶瓷膜板上设置若干微孔且负载有催化剂,所述的第二陶瓷膜板组件、排灰渣管和气化炉炉体之间形成两个封闭的空间;所述的气体分配器位于由第二陶瓷膜板组件、排灰渣管和气化炉炉体之间形成两个的封闭空间内部;所述的气体入口穿过气化炉炉体的左、右侧壁与气体分配器相连;所述的灰渣收集装置与排灰渣管的出口相连;所述的第一气体反吹口与排灰渣管侧壁相连;所述的旋风分离器上部通过合成气一次管道与气化炉炉体相连,所述的旋风分离器下部通过炉器连接管与气化炉炉体相连;所述的合成气二次管道位于旋风分离器的顶部;所述的第二气体反吹口与炉器连接管的侧壁相连,所述的温度计、压力计和料位计位于第一陶瓷膜板组件和物料入口之间;所述的若干第三反吹口均匀分布于气化炉炉体的上部外壁。
[0007]工作原理:气化炉的加热方式采用夹套设计,使物料加热均匀,物料由氮气经物料入口送入气化炉炉体内,氧气及蒸汽由气体入口进入第二陶瓷膜板组件下方,通过陶瓷膜板的微孔进入炉内与有机固体原料充分接触,在催化剂的作用下发生气化反应,通过气体分配器确保氧气及蒸汽在炉体内分布均匀,通过第一陶瓷膜板组件有效截留粗合成气的飞灰,使进入旋风分离器的合成气杂质较少,经旋风分离器分离出的固体固体粉料经炉器连接管和排灰渣管最终进入灰渣收集装置,经旋风分离器分离出的合成气经合成气二次管道进入下游处理单元。
[0008]装置停止运行后,通过第一气体反吹口、第二气体反吹口和若干第三气体反吹口进行反吹,以确保装置中各管道通畅,保证装置正常运行。
[0009]本发明的有益效果:
[0010]1、在炉体底部设置陶瓷膜板,可根据所处理的有机固体物料的种类负载相应的催化剂及原料化学处理剂,提高原料处理的效率以及原料转化率。
[0011]2、陶瓷膜板与气化炉炉体之间设有环形的气体分配器,保证氧气/蒸汽在炉体内分布均匀;
[0012]3、在炉体上部设置倾斜的陶瓷膜板,在有限的空间内通过增加炉体的内构件实现装置的优化。陶瓷膜板上负载催化剂或化学处理剂,即可以使粗合成气的成分进一步优化,免除后处理设备及相应的配套设施;又可以有效截留粗合成气中的飞灰,在粗合成气进入旋风分离器之前即可进行气固的初步分离,避免更多的飞灰带入下游设备或散步在空气中,减少粉尘污染,同时减少下游气固分离装置的数量及配套设施;炉内设置的反吹口可以将陶瓷膜板上的粉尘送至灰渣出口。
【附图说明】
[0013]图1为本发明用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置示意图;
[0014]图2为本发明用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置中气体分配器的示意图。
【具体实施方式】
[0015]【具体实施方式】一:本实施方式的一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置由气化炉炉体1、第一陶瓷膜板组件2、物料入口 3、第二陶瓷膜板组件4、气体分配器5、排灰渣管6、旋风分离器7、炉器连接管8、合成气一次管道9、合成气二次管道10、气体入口 11、第一气体反吹口 12、第二气体反吹口 13、若干第三气体反吹口 18、温度计14、压力计15、料位计16和灰渣收集装置17组成;所述的第一陶瓷膜板组件2由若干相互独立的陶瓷膜板组成,其中所述的若干相互独立的陶瓷膜板均分布于气化炉炉体I内部的中上部,若干相互独立的陶瓷膜板分成两组,一组与气化炉炉体I的左侧壁相连,另一组与气化炉炉体I的右侧壁相连,左侧壁的一组陶瓷膜板与右侧壁的另一组陶瓷膜板交错设置,左侧壁的一组陶瓷膜板与右侧壁的另一组陶瓷膜板均向下倾斜设置且倾斜角度相同,所述的陶瓷膜板上设置若干微孔且负载有催化剂;所述的物料入口 3位于气化炉炉体I侧壁的下部;所述的排灰渣管6位于气化炉炉体I底部,所述的排灰渣管6的入口延伸至气化炉炉体I内部;所述的第二陶瓷膜板组件4位于气化炉炉体I内的底部,其中所述的第二陶瓷膜板组件4由两个相互独立的陶瓷膜板组成,且两个相互独立的陶瓷膜板的一端与排灰渣管6的入口相连,另一端与气化炉炉体I侧壁相连,所述的陶瓷膜板上设置若干微孔且负载有催化剂,所述的第二陶瓷膜板组件4、排灰渣管6和气化炉炉体I之间形成两个封闭的空间;所述的气体分配器5位于由第二陶瓷膜板组件4、排灰渣管6和气化炉炉体I之间形成两个的封闭空间内部;所述的气体入口 11穿过气化炉炉体I的左、右侧壁与气体分配器5相连;所述的灰渣收集装置17与排灰渣管6的出口相连;所述的第一气体反吹口 12与排灰渣管6侧壁相连;所述的旋风分离器7上部通过合成气一次管道9与气化炉炉体I相连,所述的旋风分离器7下部通过炉器连接管8与气化炉炉体I相连;所述的合成气二次管道10位于旋风分离器7的顶部;所述的第二气体反吹口 13与炉器连接管8的侧壁相连,所述的温度计14、压力计15和料位计16位于第一陶瓷膜板组件2和物料入口 3之间;所述的若干第三反吹口 18均匀分布于气化炉炉体I的上部外壁。
[0016]工作原理:气化炉的加热方式采用夹套设计,使物料加热均匀,物料由氮气经物料入口 3送入气化炉炉体I内,氧气及蒸汽由气体入口 11进入第二陶瓷膜板组件下方,通过陶瓷膜板的微孔进入炉内与有机固体原料充分接触,在催化剂的作用下发生气化反应,通过气体分配器5确保氧气及蒸汽在炉体内分布均匀,通过第一陶瓷膜板组件2有效截留粗合成气的飞灰,使进入旋风分离器7的合成气杂质较少,经旋风分离器7分离出的固体固体粉料经炉器连接管8和排灰渣管6最终进入灰渣收集装置17,经旋风分离器7分离出的合成气经合成气二次管道10进入下游处理单元。
[0017]装置停止运行后,通过第一气体反吹口12、第二气体反吹口 13和若干第三气体反吹口 18进行反吹,以确保装置中各管道通畅,保证装置正常运行。
[0018]本实施方式的有益效果:
[0019]1、在炉体底部设置陶瓷膜板,可根据所处理的有机固体物料的种类负载相应的催化剂及原料化学处理剂,提高原料处理的效率以及原料转化率。
[0020]2、陶瓷膜板与气化炉炉体之间设有环形的气体分配器,保证氧气/蒸汽在炉体内分布均匀;
[0021 ] 3、在炉体上部设置倾斜的陶瓷膜板,在有限的空间内通过增加炉体的内构件实现装置的优化。陶瓷膜板上负载催化剂或化学处理剂,即可以使粗合成气的成分进一步优化,免除后处理设备及相应的配套设施;又可以有效截留粗合成气中的飞灰,在粗合成气进入旋风分离器之前即可进行气固的初步分离,避免更多的飞灰带入下游设备或散步在空气中,减少粉尘污染,同时减少下游气固分离装置的数量及配套设施;炉内设置的反吹口可以将陶瓷膜板上的粉尘送至灰渣出口。
[0022]【具体实施方式】二:本实施方式与【具体实施方式】一不同的是:所述的陶瓷膜板上负载的催化剂为煤化工用催化剂。其他步骤及参数与【具体实施方式】一相同。
[0023]【具体实施方式】三:本实施方式与【具体实施方式】一或二不同的是:所述的煤化工用催化剂为脱硫剂。其他步骤及参数与【具体实施方式】一或二相同。
【主权项】
1.一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置,其特征在于该装置由气化炉炉体(1)、第一陶瓷膜板组件(2)、物料入口(3)、第二陶瓷膜板组件(4)、气体分配器(5)、排灰渣管(6)、旋风分离器(7)、炉器连接管(8)、合成气一次管道(9)、合成气二次管道(10)、气体入口(11)、第一气体反吹口(12)、第二气体反吹口(13)、若干第三气体反吹口(18)、温度计(14)、压力计(15)、料位计(16)和灰渣收集装置(17)组成;所述的第一陶瓷膜板组件(2)由若干相互独立的陶瓷膜板组成,其中所述的若干相互独立的陶瓷膜板均分布于气化炉炉体(I)内部的中上部,若干相互独立的陶瓷膜板分成两组,一组与气化炉炉体(I)的左侧壁相连,另一组与气化炉炉体(I)的右侧壁相连,左侧壁的一组陶瓷膜板与右侧壁的另一组陶瓷膜板交错设置,左侧壁的一组陶瓷膜板与右侧壁的另一组陶瓷膜板均向下倾斜设置且倾斜角度相同,所述的陶瓷膜板上设置若干微孔且负载有催化剂;所述的物料入口(3)位于气化炉炉体(I)侧壁的下部;所述的排灰渣管(6)位于气化炉炉体(I)底部,所述的排灰渣管(6)的入口延伸至气化炉炉体(I)内部;所述的第二陶瓷膜板组件(4)位于气化炉炉体(I)内的底部,其中所述的第二陶瓷膜板组件(4)由两个相互独立的陶瓷膜板组成,且两个相互独立的陶瓷膜板的一端与排灰渣管(6)的入口相连,另一端与气化炉炉体(I)侧壁相连,所述的陶瓷膜板上设置若干微孔且负载有催化剂,所述的第二陶瓷膜板组件(4)、排灰渣管(6)和气化炉炉体(I)之间形成两个封闭的空间;所述的气体分配器(5)位于由第二陶瓷膜板组件(4)、排灰渣管(6)和气化炉炉体(I)之间形成两个的封闭空间内部;所述的气体入口(11)穿过气化炉炉体(I)的左、右侧壁与气体分配器(5)相连;所述的灰渣收集装置(17)与排灰渣管(6)的出口相连;所述的第一气体反吹口(12)与排灰渣管(6)侧壁相连;所述的旋风分离器(7)上部通过合成气一次管道(9)与气化炉炉体(I)相连,所述的旋风分离器(7)下部通过炉器连接管(8)与气化炉炉体(I)相连;所述的合成气二次管道(10)位于旋风分离器(7)的顶部;所述的第二气体反吹口(13)与炉器连接管(8)的侧壁相连,所述的温度计(14)、压力计(15)和料位计(16)位于第一陶瓷膜板组件(2)和物料入口(3)之间;所述的若干第三反吹口( 18)均匀分布于气化炉炉体(I)的上部外壁。2.根据权利要求1所述的一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置,其特征在于所述的陶瓷膜板上负载的催化剂为煤化工用催化剂。3.根据权利要求2所述的一种用于有机固体燃料的高效清洁气化炉装置,其特征在于所述的煤化工用催化剂为脱硫剂。
【文档编号】C10J3/84GK105861056SQ201610255973
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】徐用军, 田明, 郭飞, 段百超
【申请人】哈尔滨工业大学
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