专利名称：清洁的气热联供煤炭转化炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种清洁的气热联供煤炭转化装置，以富氧气体为氧化剂，煤为
原料，生产合成气(燃气)、高温空气、蒸汽，不产生含有害有机物的废水、废气，是一种清洁 的煤炭转化装置。
技术背景 现有的可将煤炭转化成燃气的小型工业装置一般为移动床气化炉，在转化燃气时 产生大量含有害有机物的废水、废气。用户需要热空气时，还需另设热风炉，也产生大量有 害烟气。为解决有害废水、废气对环境的影响，有些地区已在改用天然气，但是由于天然气 的价格和供气区域问题，在无法使用天然气的条件下，一种清洁的气热联供煤炭转化炉是 减少环境污染的急迫需要
实用新型内容
本实用新型提供一种清洁的气热联供煤炭转化装置，解决现有移动床气化装置对 环境的污染问题。 本实用新型的技术方案如下清洁的气热联供煤炭转化炉，包括气化室，所述气 化室顶部设置有主喷嘴、上部侧壁设置有二次富氧喷嘴、下部设置有气化室气体出口和底 部之下设置有水封室；所述气化室气体出口通过管路与冷却除尘室连通，所述冷却除尘室 设置有冷却除尘室气体出口，所述冷却除尘室气体出口通过管路与对流换热室连通，所述 对流换热室设置有具有换热介质的换热盘管和对流换热室气体出口 。 所述对流换热室气体出口通过管路与电除尘器相连，所述电除尘器设置有冷可燃 气出口。 所述对流换热室气体出口与电除尘器连通的管路上设置有冷可燃气循环出口和 细灰出口。 所述冷却除尘室气体出口位于冷却除尘室顶部，在气化室气体出口与冷却除尘室 连通的管路上设置有冷却剂入口 ，所述冷却除尘室与所述气化室气体出口通过管路连通的 部位为其中部或下部，所述冷却除尘室底部设置有细灰出口。 所述水封室与渣池相连。 所述气化室壁设置有气化室隔热层，所述气化室隔热层为水冷壁或耐火砖。 所述冷却除尘室壁设置有冷却除尘室隔热层，所述冷却除尘室隔热层为水冷壁或 耐火砖。 所述换热介质为富氧气体、空气、预热或加热的水、蒸汽或其它介质。 所述换热盘管为多组盘管。 所述换热盘管为将富氧气体预热后送气化室的富氧气体预热盘管和/或对外提 供中高温空气的空气预热和加热盘管和/或水预热盘管和/或蒸汽过热盘管。
技术效果[0015] 本实用新型的工作原理是原料煤浆或煤粉从气化炉顶部主喷嘴进入气化室，富 氧空气通过主喷嘴和二次富氧喷嘴同时进入气化室，在气化室内发生氧化反应、还原反应 和变换反应，生成含有C0、 H2、 C02、 N2及少量其它气体的高温可燃气。可燃气从气化室侧 壁气化室气体出口排出气化室。通过主喷嘴的旋流作用和二次富氧喷嘴的特殊布置，使气 化室内形成气体旋流，大量粉尘附在气化室壁上的熔渣表面，减少了排出可燃气的含尘量。 离开气化室的高温气体进入冷却除尘室，降温并分离部分粉尘后进入对流换热室，在对流 换热室内分别与换热盘管内的空气、富氧气体水蒸气、水等介质换热后排出，排出的气体可 以直接用作可燃气体，也可以进入电除尘器，除尘后得到洁净的可燃气。换热盘管内的温度 相对低的换热介质经过换热后被加热送出对流换热室。 冷可燃气循环出口出来的冷可燃气循环气可作为冷却剂送入冷却剂入口。 冷却除尘室和电除尘器的固体产物可返回气化室，也可外送，这取决使用方的具
体条件。 气化室中的熔渣依靠重力向下运动，进入水封室固化后排往渣池，涝渣后外运，渣 池中水送水封室循环使用。
图1为本实用新型的结构示意图。 其中，l.气化室、2.冷却除尘室、3.主喷嘴、4. 二次富氧喷嘴、5.水封室、6.冷却 剂入口、7.渣池、8.细灰出口、9.对流换热室、10.电除尘器、11.冷可燃气出口、12.换热盘 管、13.气化室隔热层、14.冷却除尘室隔热层、15.气化室气体出口、16.冷却除尘室气体出 口、17.冷可燃气循环出口。
具体实施方式
以下结合附图对清洁的气热联供煤炭转化炉进行进一步说明 清洁的气热联供煤炭转化炉，包括依次连通的气化室1、冷却除尘室2、对流换热 室9，气化室1顶部设置有主喷嘴3、上部侧壁设置有二次富氧喷嘴4、下部设置有气化室气 体出口 15和底部之下设置有水封室5 ;水封室5底部与渣池7相连；气化室气体出口 15通 过管路与冷却除尘室2连通，冷却除尘室2设置有冷却除尘室气体出口 16，冷却除尘室气体 出口 16通过管路与对流换热室9连通，对流换热室9设置有具有换热介质的换热盘管12和 对流换热室气体出口，从此口出来的可燃气可直接使用，在被使用后再一并净化。所述对流 换热室气体出口也可通过管路与一电除尘器IO相连，所述电除尘器IO设置有冷可燃气出 口 11，所述对流换热室气体出口与电除尘器10连通的管路上设置有冷可燃气循环出口 17。 较优地，冷却除尘室气体出口 16位于冷却除尘室2顶部，在气化室气体出口 15与 冷却除尘室2连通的管路上设置有冷却剂入口 6，冷可燃气循环出口 17引出的冷可燃气循 环气可直接引入该冷却剂入口 6，冷却除尘室2与气化室气体出口 15通过管路连通的部位 为其中部或下部，冷却除尘室2底部设置有细灰出口 8。 气化室1壁设置有气化室隔热层13，其为水冷壁或耐火砖，同样，冷却除尘室2壁 设置有冷却除尘室隔热层14，该隔热层也可为水冷壁或耐火砖。 换热盘管12为多组盘管，每组盘管内的换热介质可为富氧气体和/或空气和/或需要预热或加热的水或蒸汽。 上述本实用新型结构包含气化、热回收、气体净化三部分。图中的气化室1、冷却除 尘室2、水封室5组成气化部分；对流换热室9、换热盘管12组成热回收部分；冷却除尘室2 和电除尘器10组成气体净化部分。 本实用新型工作原理是气化原料水煤浆或干煤粉与富氧气体通过主喷嘴3进入 气化室，另一部分富氧气体从二次富氧喷嘴4进入气化室1。从特殊设计的主喷嘴3和二次 富氧喷嘴4进入气化室1的流体在圆柱形气化室内进行燃烧、气化、变换反应，形成旋转向 下的高温气体流场，熔融态灰渣的一部分沿气化室1内壁向下流动，对气化室隔热层13起 到渣保护作用。旋转的气流使细小灰渣熔融液滴与沿气化室l内壁向下流动的灰渣熔融层 接触并被吸收，减少了气化室1出口气体的粉尘含量。在重力作用下熔融态灰渣从气化室 1下部流入水封室5，在水封室5内固化成玻璃体固态渣，在水封室下部排往渣池7。固态 渣的玻璃体形态不会对环境造成污染。在水封室5水封压力达不到密封要求时，在水封室 5出口设置与气化室1压力匹配的锁斗； 高温气流从气化室1侧壁气化室气体出口 15离开气化室，与来自冷却剂入口 6的 冷却剂混合后沿切线方向进入冷却除尘室2。在冷却除尘室2内气体旋转向上，从顶部气体 出口 16排出冷却除尘室2。固体颗粒在离心力作用下与器壁碰撞，在重力作用下从细灰出 口 8排出。细灰可以返回气化室1重新参加反应，也可作为建筑材料，例如制砖原料使用。 从冷却剂入口 6进入冷却除尘室2的冷却剂可以是水、液态甲醇、空气、氮气、冷可 燃气循环气或其它对后续工况无不良影响的其它组分。自冷却除尘室气体出口 16来的气 体进入对流换热室9，换热室中布置有多组分别隔离的换热盘管12。可设置富氧气体预热 盘管，将富氧气体预热后送气化室；设置空气预热和加热盘管，对外提供中高温空气；设置 水预热盘管，蒸汽过热盘管等。换热盘管12的具体设置取决于用户的需求。自对流换热室 9来的气体进入电除尘器10除尘后经可燃气体出口 11作为成品可燃气送出，电除尘器10 排出的细灰，可返回气化室1作为气化原料也可作为建筑材料，例如制砖原料。 清洁的气热联供煤炭转化炉可以是加压装置，压力从微正压到9.0MPa(采用干煤 粉进料压力小于4. OMPa，采用水煤浆进料压力小于9. OMPa)。清洁的气热联供煤炭转化炉 也可以是常压或微负压装置，但此种工况条件下冷可燃气体出口 ll之后要增加引风机。 气化室温度1200°C 1600°C，以保证灰渣熔融态排出。冷却除尘室气体出口温度不高于 900°C。电除尘器10的温度不高于设备供应商规定温度。
权利要求清洁的气热联供煤炭转化炉，其特征在于包括依次连通的气化室、冷却除尘室、对流换热室，所述气化室顶部设置有主喷嘴、上部侧壁设置有二次富氧喷嘴、下部设置有气化室气体出口和底部之下设置有水封室；所述气化室气体出口通过管路与所述冷却除尘室连通，所述冷却除尘室设置有冷却除尘室气体出口，所述冷却除尘室气体出口通过管路与所述对流换热室连通，所述对流换热室设置有具有换热介质的换热盘管和对流换热室气体出口。
2. 根据权利要求1所述的清洁的气热联供煤炭转化炉，其特征在于所述对流换热室气 体出口通过管路与电除尘器相连，所述电除尘器设置有冷可燃气出口和细灰出口 。
3. 根据权利要求1或2所述的清洁的气热联供煤炭转化炉，其特征在于所述对流换热 室气体出口与电除尘器连通的管路上设置有冷可燃气循环出口 。
4. 根据权利要求1或2所述的清洁的气热联供煤炭转化炉，其特征在于所述冷却除尘 室气体出口位于冷却除尘室顶部，在气化室气体出口与冷却除尘室连通的管路上设置有冷 却剂入口，冷却剂是水、液态甲醇、空气、氮气、冷可燃气循环气或其它对后续工况无不良影 响的其它组分；所述冷却除尘室与所述气化室气体出口通过管路连通的部位为其中部或下 部，所述冷却除尘室底部设置有细灰出口。
5. 根据权利要求1或2所述的清洁的气热联供煤炭转化炉，其特征在于所述气化室壁 设有气化室隔热层，所述气化室隔热层为水冷壁或耐火砖；所述冷却除尘室壁设有冷却除 尘室隔热层，所述冷却除尘室隔热层为水冷壁或耐火砖。
6. 根据权利要求1或2所述的清洁的气热联供煤炭转化炉，其特征在于所述换热盘管 内的换热介质为富氧气体、空气、需要预热或加热的水或蒸汽，所述换热盘管为相互独立的 多组换热盘管。
7. 根据权利要求6所述的清洁的气热联供煤炭转化炉，其特征在于所述多组换热盘管 包括将富氧气体预热后送气化室的富氧气体预热盘管和/或对外提供中高温空气的空气 加热盘管和/或水预热盘管和/或蒸汽过热盘管。
8. 根据权利要求1或2所述的清洁的气热联供煤炭转化炉，其特征在于所述水封室与 渣池相连。
专利摘要本实用新型清洁的气热联供煤炭转化装置，生产合成气(燃气)、高温空气、蒸汽，不产生含有害有机物的废水、废气，是一种清洁的煤炭转化装置。本实用新型包括依次相连的气化室、冷却除尘室和对流换热室，所述气化室顶部设置有主喷嘴、上部侧壁设置有二次富氧喷嘴、下部设置有气化室气体出口和底部之下设置有水封室。原料煤浆或煤粉从气化炉顶部主喷嘴进入气化室，富氧空气通过主喷嘴和二次富氧喷嘴同时进入气化室，在气化室内发生氧化反应、还原反应和变换反应，生成含有CO、H2、CO2、N2及少量其它气体的高温可燃气，降温、换热、电除尘后作为产品可燃气送出。在换热过程中可提供高温气体作为产品送出。
文档编号C10J3/84GK201501851SQ20092017312
公开日2010年6月9日 申请日期2009年8月24日 优先权日2009年8月24日
发明者张建胜, 顾大地 申请人:顾大地;张建胜