专利名称：煤气发生装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属钢铁冶金领域，尤其属于冶金还原煤气制备领域。
背景技术：
在气基直接还原生产海棉铁时，要求煤气还原温度要高于850℃，且煤气的氧化度(即煤气中H2O和CO2含量之和与煤气中H2、CO、H2O、CO2含量之和的比)低于5％，且煤气中有机碳氢化合物(CnHm)含量低于1％。现有的以煤为原料的煤气制取方法和装置生产出来的煤气均不能同时满足以上条件，直接用作生产海绵铁的还原剂。需要采用如再加热和脱除H2O、CO2等措施后才能使用，这样会造成投资大、运行成本高等问题。拿现有的逆流移动床法来说，因其煤气出口与加入炉内的冷煤直接接触，造成煤中H2O直接进入煤气，煤气的氧化度高，同时造成煤中的有机碳氢化合物(CnHm)不能充分分解，这将导致海绵铁增碳严重。现有的上下鼓风煤气发生炉(ZL93212694.4)，虽能克服逆流移动床的一些缺陷，但因其采用机械方式排灰，如向炉内加入脱硫剂会形成结渣，设备排灰困难，故不能适应生产冶金还原煤气，需要向炉内加入一定量的生石灰等脱硫剂脱硫，以满足煤气中的硫含量低的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种冶金还原煤气发生装置，使生产的煤气氧化度低于5％，温度高于850℃，且可以使煤中的有机碳氢化合物(CnHm)能充分分解，提高气化效率。
本实用新型的技术方案是煤气发生装置主要由上气化室、下汽化室、加料装置、排渣口组成，上气化室和下气化室之间由出料通道相连通，上气化室顶部为加料装置，上、下气化室室壁由内向外分别为耐火材料内衬、钢制水冷夹套、保温材料和金属外壳；加料装置由加煤管和料斗构成，料斗由钟阀控制；上气化室上部侧面有上进气管，下端底部为出料通道；下气化室上部侧面有煤气出口，下部侧面有排渣口和3-24个下进气口，下进气口通过配风弯管与进气围管相连，进气围管上开设有进气口。
本实用新型具有的优点是上气化室采用顺流方式气化，下气化室采用逆流方式气化，克服了单一顺流方式气化时残煤多的缺点，同时克服了单一逆流方式气化时煤中游离H2O不能充分转变成H2、CO以及煤气中有机碳氢化合物(CnHm)高等缺点，具有煤气出口温度高的特点。此外，由于采用液渣排灰，提高了气化效率。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
附
图1给出了本实用新型结构示意图。
图中1.加煤管，2.上进气口，3.上气化室，4.出料通道，5.下气化室，6.煤气出口，7.保温材料，8.水冷夹套，9.耐火材料，10.配气围管进气管，11.弯管，12.下进气口，13.排渣口，14.进水围管，15.进水管，16.外壳，17.排气围管，18.排气管，19.大料斗钟阀，20.大料斗，21.大料斗密封钟阀提升杆，22.小料斗钟阀，23.小料斗，24.小料斗密封钟阀；箭头表示了固体物料、气体及液渣的运动方向。
具体实施方式
煤以及脱硫造渣等物料由加料装置通过加煤管(1)加入上气化室(3)，温度高于煤燃点(如650℃)的气化剂(如空气、水蒸气、氧气等或其混合气)从上进气口(2)进入由耐火材料作内衬的上气化室(3)；在上气化室(3)内气化剂、煤以及脱硫造渣等物料之间发生反应，在物料下移过程中煤被预热、分解、气化变成煤气，且煤气在下行过程中H2O、CO2含量逐渐减少，最后煤气、煤脱硫造渣等物料的由出料通道(4)进入下气化室(5)，煤气进入下气化室后与下气化室所产生的煤气混合后从煤气出口(6)排出气化装置。
对下气化室来(5)说，气化剂从围管进气管(10)进入围管经布风弯管从下进气口(12)进入下气化室(5)内，与从出料通道(4)下来的煤发生气化反应后变成煤气，在下气化室顶部的净空间与上气化室产生的煤气混合后从煤气出口(6)排出。从上气化室排到下气化室的煤及脱硫造渣等物料中可燃成分耗尽后的灰份和脱硫造渣材料形成液渣后，由下气化室下部的排渣口(13)排出装置。
上、下气化室内衬(9)均用耐火材料构成，内衬之外依次为水冷夹套(8)、保温材料层(7)，最外层是金属外壳(16)，最好是钢质外壳。
为了保证煤气或气化剂不外漏，加煤口(1)应采用法兰或焊接等方式与具有锁气功能的加煤装置相连。图中给出的加煤装置与加煤口(1)的连接为法兰连接(亦可采用焊接或其它方式)。图中(19)为大料斗钟阀，(20)为大料斗，(21)是大料斗密封钟阀提升杆，(22)为小料斗钟阀，(23)为小料斗，(24)为小料斗密封钟阀。当向气化室中加入原、燃料时，关闭小钟阀(22)，打开大料斗钟阀，大料斗的煤加到装置上气化室(3)内，然后关闭大钟阀(19)，打开小钟阀(24)，向大料斗中加入原、燃料，大料斗加满后，关闭小料斗密封钟阀(24)，打开大料斗密封钟阀，如此循环可以尽量减少或避免装置内气体泄露。
上气化室(3)的功能是将煤点燃，使煤中的有机碳氢化合物分解成H2和CO等无机气体，使煤升温并被预气化。上气化室(3)是用耐火材料构成的空腔，上部可为锥台形最好为球头形，中部为圆柱形，下部为倒锥台形，上气化室(3)内层耐火材料可以用耐火砖砌成也可以用耐火材料浇注而成，其空腔高度不宜低于2米。加料管(1)安装在上气化室(3)的顶部，进气口(2)在其上端部侧面，煤气和煤等物料的出料通道(4)在其下端底部，出料通道(4)由耐火材料制成。
进气管(2)的功能是将温度高于煤燃点的气化剂如空气和水蒸气的混合气引到上气化室，可用钢管制成，钢管内或外侧可包缚隔热材料。它位于上气化室上端部侧面，其中心线最好向下倾斜并与水平方向成不大于15度的夹角。
加料管(1)是煤和其它固体物料的加入通道，它可用钢焊接而成。其断面可以为矩形等形状，最好为圆形，其上端应高出装置外壳顶端，便于焊接或用法兰连接加料设备。下端应低于上进气口(2)下边缘，便于上气化室上部形成无固体物料的净空间，同时当加料管内有一定高度的物料时，避免加料装置的密封阀直接暴露在高温煤气等的辐射下，减小密封阀变形利于密封。
下气化室(5)也是用耐火材料构成的空腔，断面最好亦为圆形，内层可用耐火砖砌成也可以用耐火材料浇注而成，其空腔高度不宜低于2米。下气化室的功能是将煤完全气化，使煤升温，并使灰份和脱硫剂和造渣材料熔化。其上端部由出料通道(4)与上气化室连通，上气化室的煤气、煤以及脱硫剂等造渣材料通过通道(4)可以进入下气化室。上部侧面有煤气排出管(6)，可以使上、下气化室产生的煤气排出到煤气发生装置外。出料通道(4)的下出口应低于下气化室煤气出口(6)的下边沿，以形成下气化室的净空间，避免煤粒带出气化室。当直接利用高温煤气时，煤气排出管内衬保温材料。
下气化室下部侧面圆周上均匀分布有3-24个进气口(12)，进气口(12)通过弯管(11)与配气围管相连，配气围管上安装有进气管(10)，其与气源相连，当采用高温气体气化剂时，管内或管外应衬保温材料。
下气化室下部侧面的排渣口(13)位于进气口(12)之下，其功能是定期将融化灰渣排出，当不需排渣时可以用耐火泥或其它堵渣设备将排渣口(13)堵起来。
水冷夹套的功能是靠水的汽化作用冷却内衬耐火材料以延长其使用寿命，同时可以产生蒸汽。水冷夹套(8)用多根钢管紧密排列后围成，每根钢管的下端与进水围管(14)焊接在一起，上端与排汽围管(17)焊接在一起，进水围管装有进水管(15)，排汽围管上装有排汽管(18)。水冷夹套也可采用钢板焊接成空腔结构，安装进水管和排气管即可。
权利要求1.煤气发生装置，主要由上气化室、下汽化室、加料装置、排渣口组成，其特征在于上气化室和下气化室之间由出料通道相连通，上气化室顶部为加料装置，上、下气化室室壁由内向外分别由耐火材料内衬、水冷夹套、保温材料和金属外壳构成。
2.依照权利要求1所述的煤气发生装置，其特征在于加料装置由加煤管和料斗构成，料斗由钟阀控制。
3.依照权利要求1所述的煤气发生装置，其特征在于上气化室上部侧面有上进气管，下端底部为出料通道。
4.依照权利要求1所述的煤气发生装置，其特征在于下气化室上部侧面有煤气出口，下部侧面有排渣口和3-24个下进气口，下进气口通过配风弯管与进气围管相连，进气围管上开设有进气口。
5.依照权利要求1所述的煤气发生装置，其特征在于水冷夹套为钢制水冷夹套。
6.依照权利要求1所述的煤气发生装置，其特征在于上、下汽化室最外层的金属外壳最好是钢制外壳。
专利摘要本实用新型提供了一种直接生产温度高于850℃，氧化度低于5％的冶金还原煤气的装置。本装置由上、下两个气化室构成，上气化室和下气化室之间由通道连通，上、下气化室内衬用耐火材料构成，内衬之外是钢制水冷夹套，水冷夹套之外是保温材料层，气化室的最外层是钢制外壳。本装置具有可使煤中的有机碳氢化合物(C
文档编号C10J3/20GK2616541SQ0324560
公开日2004年5月19日 申请日期2003年4月1日 优先权日2003年4月1日
发明者刘蒲, 王振峰 申请人:郑州大学