一种高纯度一氧化碳发生炉的制作方法

1.本实用新型属于化工设备领域，尤其涉及一种高纯度一氧化碳发生炉。


背景技术：

2.一氧化碳是碳一化学中最重要的基础化工原料，广泛应用于化工、医药、农药等行业，可以用来合成各种经济价值较高的有机化合物，如用于合成甲醇、甲酸甲酯、草酸、光气等。近年来，一氧化碳的制备和提纯技术已得到不断改进和发展，以焦炭为原料的一氧化碳发生炉也在不断的发展和改进，产能和产品纯度都有较大提高，但受制造工艺和设备的限制，由于原料粒度不均匀、以及加料高度不易控制和气化剂分配不均，所得产品一氧化碳纯度始终在97%以下，难以向上突破。由于焦炭-发生炉工艺生产出来的一氧化碳，其杂质主要为氮气，采用一般方法难以彻底分离，而用于提纯高纯度一氧化碳的生产工艺，如深冷分离法、络合物吸附法、变压吸附法和膜分离法等均能耗较高或产品损失较大，所以如何从生产的过程提高纯度是本领域技术人员一直在思考的难题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种高纯度一氧化碳发生炉，解决上述现有技术中由于加料量不易控制以及气化剂分配不均导致产品气纯度不高的技术问题。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种高纯度一氧化碳发生炉，包括：自动加焦机、进料筒和炉体，所述进料筒设置于炉体顶部，所述自动加焦机设置于进料筒顶部，所述进料筒与竖直方向呈倾斜设置，所述炉体下部设置炉篦，所述炉篦上部有气化剂均布装置，所述气化剂均布装置上部和周向设置有耐烧层，所述炉篦下方的炉体上设置有废渣出口，所述炉体上部侧面设置有产品气出口。
6.本实用新型的一种高纯度一氧化碳发生炉，所述进料筒与竖直方向的倾斜角度为30
°‑
60
°
。
7.本实用新型的一种高纯度一氧化碳发生炉，所述气化剂均布装置包括：进气管，所述进气管与进气缓冲管连通，所述气缓冲管径向具有若干发射状的放射布气管，所述放射布气管端部通过环形布气管连通，所述放射布气管和环形布气管上具有若干出气口。
8.本实用新型的一种高纯度一氧化碳发生炉，所述进气管与进气缓冲管垂直连接，所述进气管呈水平状设置，所述进气缓冲管呈竖直状设置。
9.本实用新型的一种高纯度一氧化碳发生炉，所述出气口设置于放射布气管和环形布气管底部并沿竖直方向设置。
10.本实用新型的一种高纯度一氧化碳发生炉，所述进料筒的中下部设置有物料探测器，所述物料探测器可探测炉体内物料高度，所述物料探测器与自动加焦机电连接。
11.本实用新型的一种高纯度一氧化碳发生炉，所述进料筒中部侧面设置有贯穿的气封进气口，所述气封进气口与气封管连通。
12.本实用新型的一种高纯度一氧化碳发生炉，所述炉体下部呈圆柱状，所述炉体上部为锥台状结构。
13.本实用新型的一种高纯度一氧化碳发生炉，所述产品气出口为变径管，所述产品气出口由外向靠近炉体一侧直径逐渐扩大。
14.本实用新型的一种高纯度一氧化碳发生炉，所述炉体具有双层状的水冷壁，所述水冷壁上部连通有进水口，所述水冷壁下部连通有出水口。
15.本实用新型产生的有益效果是：提出一种高纯度一氧化碳发生炉，通过将进料筒倾斜设置有效减小焦炭加料时的跌落碰撞力，有利于保持焦炭粒度；通过设置物料探测器，可自动探测进料筒内的料层高度，并将信息反馈至自动加焦机，可以实现加焦过程精确和无人化；通过设置环状和放射状的布气管，并且将出气口向下设置，这样既保证了进气均匀同时也不受废渣的封堵出气口的影响，从而从进料杂质控制、气化剂配比、气体分布等多方面优化提高了产品气的纯度。
附图说明
16.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
17.图1是本实用新型实施例的示意图；
18.图2是本实用新型实施例的气化剂均布装置的局部示图；
19.图3是本实用新型实施例的的气化剂均布装置的顶视图。
具体实施方式
20.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1-3所示，一种高纯度一氧化碳发生炉，包括：自动加焦机1、进料筒2和炉体6，所述进料筒2设置于炉体6顶部，所述自动加焦机1设置于进料筒2顶部，所述进料筒2与竖直方向呈倾斜设置，所述炉体6下部设置炉篦18，所述炉篦18上部有气化剂均布装置11，所述气化剂均布装置11上部和周向设置有耐烧层10，所述炉篦18下方的炉体6上设置有废渣出口12，所述炉体6上部侧面设置有产品气出口5。
22.所述进料筒2与竖直方向的倾斜角度为30
°‑
60
°
，可有效减小焦炭加料时的跌落碰撞力，有利于保持焦炭粒度。
23.所述气化剂均布装置11包括：进气管13，所述进气管13与进气缓冲管14连通，所述气缓冲管14径向具有若干发射状的放射布气管16，所述放射布气管16端部通过环形布气管15连通，所述放射布气管16和环形布气管15上具有若干出气口17，其中气化剂为氧气或氧气与二氧化碳混合气。
24.所述进气管13与进气缓冲管14垂直连接，所述进气管13呈水平状设置，所述进气缓冲管14呈竖直状设置，这样使进气缓冲管14可以对气化剂进行缓冲，使之分配更均匀。
25.所述出气口17设置于放射布气管16和环形布气管15底部并沿竖直方向设置，这样利于气化剂在放射布气管16和环形布气管15均匀分配。
26.所述进料筒2的中下部设置有物料探测器3，所述物料探测器3可探测炉体6内物料高度，所述物料探测器3与自动加焦机1电连接，可自动探测进料筒2内的料层高度，并将侦测信号远程传输并显示于控制室操作系统中。当料层高度低于某设定值时，可自动发出控制信号，控制启动自动加焦机1进行加料操作；当料层高度高于某设定值时，则发出停机信号，控制自动加焦机1停止加料。通过物料探测器3与自动加焦机1进行运停信号连锁，实现全自动加焦，避免了加焦过程可能出现的危险性。
27.所述进料筒2中部侧面设置有贯穿的气封进气口4，所述气封进气口4与气封管连通，在气封进气口4充入二氧化碳气进行气封，通过自动加焦机1与进料筒2的内料层，以及进料筒2内的二氧化碳气封，可形成三重密封，将外界与炉体彻底隔绝，防止了炉体6内一氧化碳气体的逸出，也可避免加料时空气随焦炭进入炉体引发安全事故，同时二氧化碳气封可置换出焦炭中夹带的少量空气和水分，减少了杂质进入炉体。
28.所述炉体6下部呈圆柱状，所述炉体6上部为锥台状结构，有利于气体分布，避免出现死角，炉体内径向气体组成基本一致，并且沿轴线方向连续均匀变化，炉内干燥层、还原层、氧化层、灰渣层基本保持固定的位置。
29.所述产品气出口5为变径管，所述产品气出口5由外向靠近炉体6一侧直径逐渐扩大，保证出口与炉体连接处排出的产品气处于低流速范围，减少飞灰夹带量。
30.所述炉体6具有双层状的水冷壁7，所述水冷壁7上部连通有进水口8，所述水冷壁7下部连通有出水口9，使炉体壁温、产品气出口、出气口始终保持在较低的温度范围，得到很好的保护，延长其使用寿命。
31.举两个具体实例：
32.1、炉体6底部直径2m，顶部直径1m，高度2.5m；进料筒2倾角45
°
，高度0.8m，总高（包括自动加焦机1与加料筒2）4.5m。
33.焦炭规格：二级冶金焦，粒度10-80mm；
34.气化剂：氧气+二氧化碳。氧气：纯度≥99.5%；二氧化碳：纯度≥99%；氧气：二氧化碳进气比例视焦炭具体指标确定，摩尔比1.5-2.5。
35.操作压力：炉体内-0.02-0.02mpag；水冷壁夹套内0.15-0.4mpag。
36.炉壁材质：碳钢q235-b
37.炉壁温度：≤100℃
38.产品气量：≥1000nm3/h
39.产品气组成：co：99.21%，co2：0.12%，ch4：0.12%，n2：0.50%，o2：0.04%，h2：0.01%。
40.2、炉体6底部直径2.8m，顶部直径1.3m，高度2.8m；进料筒2倾角35
°
，高度1.2m，发生炉总高（包括自动加焦机1与加料筒2）5.6m。
41.焦炭规格：二级冶金焦，粒度10-80mm；
42.气化剂：氧气+二氧化碳。氧气：纯度≥99.6%；二氧化碳：纯度≥99.5%；氧气：二氧化碳进气比例视焦炭具体指标确定，摩尔比2-3。
43.操作压力：炉体内-0.02-0.01mpag；水冷壁夹套内0.15-0.2mpag。
44.炉壁材质：碳钢q235-b
45.炉壁温度：≤100℃
46.产品气量：≥3500nm3/h
47.产品气组成：co：99.61%，co2：0.11%，ch4：0.06%，n2：0.18%，o2：0.03%，h2：0.01%。
48.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
50.应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。