双层燃烧混合式煤气发生炉的制作方法
【专利摘要】双层燃烧混合式煤气发生炉。本实用新型涉及一种高效、输出无焦油煤气发生炉，属燃烧装置【技术领域】。本装置炉体为夹套结构，由隔板分隔成燃气余热回收通道和助燃空气预热通道，燃气余热回收通道通过燃气传输管连通冷却换热器及引风机，助燃空气预热通道与储灰室连通，工作炉膛沿纵向分别装有取气管和反向助燃空气管而形成上、中、下三区域（即储煤室、反向气化室、正向气化室），正向气化室和反向气化室分别设有通向外筒的正向启动门和反向启动门，取气管有一端口在上夹套中，反向助燃空气管有一端口与大气相通。本实用新型的启动时间短、燃气输出连续稳定、燃气热值高、炉膛不易结渣、输出燃气基本无焦油，可远距离输送燃气，不间断且连续工作。
【专利说明】双层燃烧混合式煤气发生炉
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高效、输出无焦油煤气发生炉，属燃烧装置【技术领域】。
【背景技术】
[0002]常压固定床煤气发生炉主要采用两种燃烧方式，分别是上吸式、下吸式。其中，上吸式煤气发生炉燃料利用率高、气化效率高、输出燃气粉尘含量低、热值高，而长期得到广泛应用。遗憾的是上吸式煤气发生炉输出燃气中焦油含量较大、设备及输送管道易堵塞、日常维护工作量较大，严重制约了上吸式煤气发生炉的发展及深度应用。
[0003]与上吸式煤气发生炉相比，下吸式煤气发生炉输出燃气需穿越制热燃烧层，因而燃气中所含焦油、水分被有效分解，因而能彻底消除输出燃气中所含焦油，大幅降低日常维护工作量、提高系统运行稳定性及可靠性。不足之处在于，与上吸式煤气发生炉相比，下吸式煤气发生炉输出燃气温度较高，若不加以有效利用、则燃气传输过程必将造成大量的能量浪费，同时存在较大传输安全隐患。此外，下吸式煤气发生炉输出燃气热值偏低，加之氧化、还原层厚度相对较薄且难以保证其厚度相对稳定，因而同等气化截面条件下产气量偏小、产气稳定性及连续性不高。
[0004]多年来，各企事业单位和个人为致力于如何提高煤气发生炉工作稳定性及可靠性，如何对输出燃气进行综合利用以及如何确保不间断、连续运行方面做出了不懈努力。专利“新型高效固定床煤气发生炉”(专利号:CN86106668)公布了一种正向燃烧型、也成为上吸式煤气发生炉；专利“煤造气供热器”(专利号:CN1412472)上吸式煤气发生炉，它包括由炉体，在炉体的下部设有炉栅，炉栅固定于灰盘内，炉栅与汽化剂入口连通，灰盘与驱动装置连接，在炉体上装有加煤装置，在炉体上设有煤气出口组成的煤气发生炉，由燃烧室，与燃烧室连通的换热器，换热器设有排气道，在排气道上置有引风机，在换热器内设有换热器组，换热器组上设有进、出水管组成的供热器，煤气发生炉的煤气出口与煤气配管连通，煤气配管与燃烧器连通，燃烧器与供热器的燃烧室连通。供热器的换热器组上设有翅片。专利“一种可以连续自动加煤的煤气发生炉”(专利号:CN1644660)公布了一种上吸式煤气发生炉，炉体水套采用全水套或半水套式结构，炉体的中部煤气发生室的中间设有竖管加煤器为水夹套结构，在贮煤仓的上口设置煤仓水封盖，中部设有缺煤报警器，在炉体的侧面设煤车架、加煤电机和加煤斗车；在炉体的外部设置汽水分离器，蒸汽管的一端与汽水分离器连接，另一端与送风管连接。专利“常压工业煤气发生炉”(专利号:CN100999683)公布了一种上吸式煤气发生炉，它由炉体、进煤斗、液压送煤管、进水管与进水阀、空气管与电磁阀、煤气喷气管、水封出渣斗等组成。炉体设计为双层夹套的直形圆筒体，在炉体上部侧面设有液压送煤管，中部设有炉门；另一侧设有煤气喷嘴。在炉体的下部侧面设有出渣斗。
[0005]专利“反火型煤气发生炉”(专利号:CN86105174)公布了一种反向燃烧型、也成为下吸式的煤气发生炉，它采用敞开式反火气化结构。
[0006]专利“双流换向煤气发生的方法和设备”(专利号:CN87108092)公布了一种具有双向燃烧功能的煤气发生炉，采用蒸汽以及空气和蒸汽的混合气作为两种不同的气化介质，分别从移动床床层的上、下端通入，且每2?5分钟换向一次；该煤气发生炉移动床的上、下端分别具有气化介质的进口，煤气从位于上、下端气化介质进口之间的煤气出口流出。该结构虽然能实现双向气化，但控制过程复杂，无法解决炉体内部局部温度过高带来的结渣问题，亦无法实现炉温相对均布，干馏煤气成分低、总体燃值偏低，输出燃气连续性和稳定性亦将受到一定程度影响。专利“具有两次燃烧气化功能的煤气发生炉”(专利号:CN101240195)公布了一种具有两次燃烧气化功能的煤气发生炉，虽然同时具备上吸式、下吸式气化功能，兼顾了各自的特点，但该专利采用正压方式把气化剂送入炉膛，密封要求高、结构复杂，工作中无法进行加煤操作。
[0007]实践表明，上述上吸式煤气发生炉虽然结构简单、产气量相对于反向燃烧型气化炉(也成为下吸式气化炉)大，但输出燃气焦油含量较大，燃气净化难度高、投入成本大，传输过程较容易对管道形成堵塞而无法正常使用，加之该类煤气煤气发生炉炉内局部温度过高，虽然部分专利中采用了空气与水蒸气混合的气化剂，但依然不能解决炉内局部温度过高而带来的结渣问题，也无法满足输出燃气连续、稳定的使用要求。
[0008]上述下吸式煤气发生炉虽然解决了输出燃气中的焦油问题，同时解决了传输过程较管道堵塞问题，但该类煤气发生炉由于氧化还原层过薄，因而同等截面条件下产气量较低、气化强度小，同时输出燃气热值较低。此外，该类煤气发生炉气化剂入口处(也成为风嘴)燃烧温度较高，而其余部分、尤其是干燥层温度过低，炉内各段温差较大，因而输出燃气稳定性、连续性相对较低，且高温段较容易形成结渣现象，导致日常使用中维护工作量较大。
[0009]上述混合式煤气发生炉虽然能实现双向气化，但控制过程复杂，无法解决炉体内部局部温度过高带来的结渣问题，亦无法实现炉温相对均布，干馏煤气成分低、总体燃值偏低，输出燃气连续性和稳定性亦将受到一定程度影响。
[0010]如何提高并确保煤气发生炉稳定性、连续性及产气量问题，如何提高能源利用效率及燃气热值，使之有效服务于日常生产生活，依然是煤气发生炉当前必须解决的问题。
【发明内容】
[0011]本实用新型的目的是提供一种输出无焦油煤气发生炉，本发生炉要解决的技术问题有五点:一是输出燃气基本无焦油，可有效解决传输与燃气利用问题；二是产气稳定，启动时间短；三是产气连续，具备不停机加煤、清灰操作功能，满足全天候连续工作要求；四是同时具备焦油自分解、燃料干馏、正向气化和反向气化互补功能，因而输出燃气热值高；五是直接采用空气作为气化剂，无需添加水蒸气等辅助气化剂。
[0012]实现本实用新型的技术方案是:本装置主要由发生炉、冷却除尘器、引风机等组成，其特征是，夹套结构的发生炉夹套中部设置有夹套隔板，下夹套与储灰室连通，下夹套上部有与大气相通的正向助燃空气管；工作炉膛沿纵向分别装有取气管和反向助燃空气管而形成上、中、下三区域，取气管有一端口在上夹套中，反向助燃空气管有一端口与大气相通，炉栅至取气管处的区域为正向气化室，取气管至反向助燃空气管处的区域为反向气化室，反向助燃空气管以上区域为为储煤室，正向气化室和反向气化室分别设有通向外筒的正向启动门和反向启动门；炉顶设有加煤口，冷却换热器及引风机通过燃气传输管连通上夹套。[0013]所述的下夹套通过其下部设置的正向进气管与储灰室连通；冷却换热器下部设有泄压管并延伸至水封槽液面中部。
[0014]取气管、正向进气管、反向助燃空气管均沿发生炉周围设置两根以上、并与水平面呈现倾斜角度。
[0015]冷却换热器位于发生炉和引风机之间，其入口与发生炉燃气余热回收通道连通，出口与引风机入口连通。
[0016]通过以上技术手段，本实用新型可达到以下有益效果:①一是输出燃气基本无焦油，可有效解决传输与燃气利用问题；②产气稳定，启动时间短；③产气连续，具备不停机加煤、清灰操作功能，满足全天候连续工作要求；④同时具备焦油自分解、燃料干馏、正向气化和反向气化互补功能，因而输出燃气热值高；⑤直接采用空气作为气化剂，无需添加水蒸气等辅助气化剂。
[0017]与传统煤气发生炉相比，本实用新型具备启动时间短、燃气输出连续稳定、燃气热值高、炉膛不易结渣、输出燃气基本无焦油的特点，使得发生炉可远距离输送燃气，不间断、连续工作。此外，本实用新型采用负压燃烧气化方式，配有水封泄压功能，安全性得到有效保障。使用寿命方面，本实用新型对输出燃气进行了高效冷却与余热回收利用，炉膛温度场分布相对均匀，在保障气化稳定性同时，有效提高了整机使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的结构示意图。
[0019]图中各标号依次表不:发生炉1、加煤口 2、炉顶3、储煤室4、内筒5、外筒6、燃气余热回收通道7、干馏室8、反向助燃空气管9、反向气化室10、反向启动门11、取气管12、夹套隔板13、正向气化室14、正向助燃空气管15、正向启动门16、助燃空气预热通道17、炉栅18、正向进气管19、清灰门20、储灰室21、水封槽22、泄压管23、燃气输出口 24、引风机25、引风机入口 26、转接管27、冷却换热器出口 28、冷却换热器29、冷却换热器入口 30、燃气传输管31。
【具体实施方式】
[0020]参见图2，本装置主要由发生炉1、冷却换热器29、引风机25等组成。发生炉I由内筒体5及外筒体6构成夹层结构，内筒体5内的空间为内炉膛，外筒体6与内筒体5围成夹套空间。夹套通过夹套隔板13分为上下两部分，夹套隔板13以上为燃气余热回收通道7，夹套隔板12以下为助燃空气预热通道17。内炉膛通过炉栅18分隔为上下两部分，炉栅18以下空间为储灰室21，炉栅18以上空间为工作炉膛。工作炉膛被连接于内壁的取气管12、反向助燃空气管9分为上、中、下三部分，炉栅18以上、取气管12以下空间为正向气化室14，取气管12以上、反向助燃空气管9以下空间为反向气化室10，反向助燃空气管9以上、炉顶3以下空间为储煤室4。外筒体6设有正向助燃空气管15，其一端与大气连通、另一端穿过外筒体6后与夹套下部的助燃空气预热通道17连通。储灰室21设有正向进气管19，其一端与储灰室21连通、另一端与助燃空气预热通道17连通。取气管9设置于正向气化室14与反向气化室10之间，其一端穿过内筒体5与内炉膛连通、另一端与燃气余热回收通道7连通。反向助燃空气管9设置于取气管12高度以上，其一端穿过内筒体5与内炉膛连通、另一端穿过夹套及外筒体6后与大气连通。储灰室21、正向气化室14及反向气化室10分别设有通向炉壁之外的清灰门20、正向启动门16及反向启动门11。炉顶3设有加煤口 2。燃气余热回收通道7通过燃气传输管31与冷却换热器入口 30相连接，冷却换热器出口 28通过转接管27与引风机25相连接。冷却换热器29设有泄压管23并延伸至水封槽22液面中部。引风机25出口为燃气输出口 24。
[0021]本实用新型工作过程是这样的:
[0022]分别打开加煤口 2、反向启动门11、正向启动门16、清灰门20，从正向启动门16向炉内加入少许易燃物料并点燃，待物料充分燃烧后，从正向启动门16向炉内逐渐添加气化燃料，当燃料被充分引燃后，关闭正向启动门，从反向启动门11继续向炉内添加气化燃料直到与反向启动门11下口平面基本平齐，此时从反向启动门11向炉内加入少许易燃物料并点燃，待物料充分燃烧后，从反向启动门11向炉内逐渐添加气化燃料，当燃料被充分引燃后，关闭反向启动门，从加煤口 2向炉内继续添加气化燃料。分别关闭加煤口 2及清灰门20，启动引风机25，完成发生炉启动操作。
[0023]在引风机25吸力作用下,大气中的空气一方面从正向助燃空气管15进入助燃空气预热通道17，并经过预热后通过正向进气管19进入储灰室21，进而穿过炉栅18后进入正向气化室14完成正向气化室气化剂供给；另一方面，大气中的空气从反向助燃空气管9进入反向气化室10完成反向气化室气化剂供给。正向气化室14和反向气化室10产生的可燃气体通过取气管12取出、并送入燃气余热回收通道7，由于此时可燃气体温度较高，在燃气余热回收通道7内将不断加热内筒5，在热传导作用下储煤室4、干馏室8中的燃料温度不断上升并达到相对稳定，使得干馏室8中的燃料逐渐分解出干馏煤气，达到不断提高取气管12输出燃气浓度、降低燃气温度目的。可燃气体经过燃气余热回收通道7冷却降温后，通过燃气传输管31送入冷却换热器入口 30，经过冷却换热器29除尘、降温后通过冷却换热器出口 28送出低温洁净燃气，继而通过转接管27、引风机入口 26进入引风机25，最后从燃气输出口 24输出。
[0024]当发生炉内压力剧变时，将通过泄压管23排入水封槽22，并冲开液面排入大气，达到泄放压力、确保使用安全目的。
【权利要求】
1.一种双层燃烧混合式煤气发生炉，主要由发生炉、冷却除尘器、引风机等组成，其特征是:夹套结构的发生炉夹套中部设置有夹套隔板，下夹套与储灰室连通，下夹套上部有与大气相通的正向助燃空气管；工作炉膛沿纵向分别装有取气管和反向助燃空气管而形成上、中、下三区域，取气管有一端口在上夹套中，反向助燃空气管有一端口与大气相通，炉栅至取气管处的区域为正向气化室，取气管至反向助燃空气管处的区域为反向气化室，反向助燃空气管以上区域为为储煤室，正向气化室和反向气化室分别设有通向外筒的正向启动门和反向启动门；炉顶设有加煤口，冷却换热器及引风机通过燃气传输管连通上夹套。
2.根据权利要求1所述的双层燃烧混合式煤气发生炉，其特征是:下夹套通过其下部设置的正向进气管与储灰室连通；冷却换热器下部设有泄压管并延伸至水封槽液面中部。
3.根据权利要求1所述的双层燃烧混合式煤气发生炉，其特征是:取气管、正向进气管、反向助燃空气管均沿发生炉周围设置两根以上、并与水平面呈现倾斜角度。
4.根据权利要求1所述的双层燃烧混合式煤气发生炉，其特征是:冷却换热器位于发生炉和引风机之间，其入口与发生炉燃气余热回收通道连通，出口与引风机入口连通。
【文档编号】C10J3/84GK203582818SQ201320784829
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】王明湖, 庞子乾 申请人:昆明康立信电子机械有限公司