CN101121894A - 碳解水式燃气气化生产工艺及装置 - Google Patents
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本发明是提供一种主要以水为气化剂的碳解水式燃气气化生产工艺及装置。其工艺是：碳原料由螺旋推进机推进气化炉内，经加热叶片燃烧子高压氧焰的外力加热，水蒸气靠自身的压力下进入气化炉被加热碳原料裂解生成燃气。加热燃烧所生成的废气也参加裂解或还原成燃气。按照本发明生产工艺设计的装置有炉外部封闭结构，炉内部封闭结构及碳原料、炉渣进与出的机械结构，外力加热结构，水蒸气生成进入，生成燃气的排出通道结构。本发明对气化用碳原料适用性广，气化效率高，生产出的燃气热值高，终端用户可减少CO2气排放及可大量节约利用生物质能源、化石能源。
Description
本发明涉及以水作为主要燃气气化剂的碳解水式燃气气化生产工艺；特别是涉及工业、民用上节约利用可再生生物质能源及化石能源的装置。
已知水中H是热值很高的气体燃料。据1986年版中等专业学校教材《无机化学》下册第十一章“气体燃料”一段中讲述了水煤气生产原理及北京市建委2006年主编《新农村建设“四节”技术应用指导系列手册》中生物质能源利用新技术披露的生物质气化技术，它们都是用生物质、化石碳源直燃方式，用大量的空气作气化剂生产燃气。已知在直燃式气化中都有部分水在参加裂解气化，但不能大量用水作为气化剂生产燃气，更不能达到以水作为主要气化剂生产燃气的技术目的。
本发明是提供一种主要以水为气化剂的碳解水式燃气生产工艺及装置。
下面结合附图加以说明。
图1是碳解水式燃气气化炉装置示意图。
图2是气化炉炉渣机械排放拨叉及加热叶片燃烧子剖面示意图。
碳解水式燃气气化生产工艺为：碳原料由螺旋推进机(1)的入口(23)进入，经螺旋推进机(1)推进气化炉体(3)内，加热叶片燃烧子(4)对碳原料进行外力加热，水蒸气由出口(21)进入气化炉体(3)内，被加热后的碳原料裂解生成燃气。燃气向下流动由气化炉底(9)强制进入螺旋降尘器(22)降尘，降尘后通过蒸汽发生器(14)的冷即后从燃气通道口(16)外供，部分燃气同空气由空气入口(17)、燃气进口(18)进入双腔式罗茨风机(15)升压送入混气分气盘(19)进行分配给加热整流罩内腔(20)点燃燃烧，双腔式罗茨风机(15)经变频提高供气压力，火焰进入加热燃烧子(4)燃烧实现对气化用碳原料加热。由于生产出的高温燃气通过蒸汽发生器(14)所发生的水蒸气靠自身的压力从出口(21)进入气化炉内实现碳解水式生产燃气。加热叶片燃烧子(4)在燃烧后所产生的废气H2O、CO2同时参加裂解和还原反应生成燃气。气化后的碳原料渣向下由加热整流罩的作用流动到炉渣机械排放拨叉(7)上方，由炉渣机械排放拨叉(7)均匀排放到气化炉底(8)收集，经炉渣推出机(11)由(12)炉渣出口推出炉外。
碳解水式燃气气化炉装置为：
1、碳原料推进机(1)与气化炉上盖(2)、气化炉体(3)、气化炉底(9)、炉渣推出机(11)依次连接成整体气化炉外部封闭结构。加热叶片燃烧子(4)与燃烧整流罩(6)、燃气、空气混气分气盘(19)连接成整体气化炉内部封闭结构，由内外两组封闭结构组成气化炉。
2、气化炉内部结构与双腔式罗茨风机(15)连接组成对碳原料进行外力加热及整流的结构。
3、碳原料推进机(1)与炉渣机械排放拨叉(7)、拨叉转动轴(8)、炉渣推出机(11)、碳原料及炉渣推出机转动链条(5)组成碳解水式燃气气化连续生产的机械结构。
4、水蒸气出口(21)、蒸汽发生器(14)、供水入口(13)与螺旋降尘器(22)、燃气出口(16)、空气入口(17)、燃气入口(18)、双腔式罗茨风机(15)的接通和连接所组成有机通道结构。
本装置碳解水式燃气气化炉采用内外封闭结构形成容纳碳原料的空腔，由加热叶片燃烧子在双腔式罗茨风机对空气，燃气升压后形成的高压氧焰对碳原料加热到750～800℃，水蒸气在自身压力下进入赤热的碳原料内部被裂解生成CO、H2的气体燃烧。加热叶片燃烧子燃烧后的废气H2O、CO2在高温碳原料内还原或裂解生成燃气3CO·H2，生成全部高温燃气排出气化炉并通过蒸汽发生器交换生成水蒸气，水蒸气连续进入气化炉，从而以碳解水的工艺生产以CO·H2气为主的可燃气外供。
经试验本装置的合理工况为：
1、进入加热叶片燃烧子的燃气、空气压为3000～4000pa。这样才能达到高温氧焰进入碳原料颗粒间给与加热，火焰温度可达1000～1200℃，碳原料温度750～800℃。
2、水蒸气进入压要稍大于气化炉内压才能达到大量水蒸气的进入。
3、碳解水的进料按碳水比为1.5∶1设计。
经实验本装置的结构尺寸为：
1、加热叶片燃烧子与加热叶片燃烧子之间应从其外沿到沿的最大不超过50mm；最小不小于20mm设计。
2、本装置气化炉体(3)横截面最大不限，最小不小于￠200mm。可按实际需要用产气m3h设计
炉体径与高度之间比为1∶2.5，但民用型可加大直径、压低炉体高，一般直径200～300mm时，炉体高为350mm为宜，不得低于350mm。
本发明试验气化效率可达90～98％由于碳原料推进机高压推进面形成栓塞。炉渣推进机高推出而形成栓塞及气化炉内的封闭。总漏气率小于3％，大多数是水蒸气为气化剂，产出的燃气中CO2气总为0.1～0.8％
本发明优点是：
1、能连续用水蒸气作为主要气化剂生产燃气。
2、碳原料适用性广。本发明采用外加热及进排机械结构的运行方式，对生物质原料初加工成型要求不严格；有对对煤炭种类不限的特点。
3、生产出的燃气热值高。由于采用蒸汽气化，不需要大量的空气加入，生产出的燃气主要是H2+CO。
4、本发明装置尺寸可放大缩小，在工业、民用范围内都可实用。5、终端用户排废气中CO2比其他燃气排放CO2降低20～30％。
Claims (4)
1.一种碳解水式燃气气化生产工艺，其特征在于：
①、碳原料由螺旋推进机(1)的入口(23)进入，经螺旋推进机(1)推进气化炉体(3)后，加热叶片燃烧子(4)对碳原料进行外力加热，水蒸气由出口(21)进入气化炉体(3)内被加热后的碳原料裂解生成燃气；
②、加热叶片燃烧子(4)在燃烧后产生的废气H2O、CO2同时参加裂解及还原生成燃气。
2.根据权力要求1所述的一种碳解水式燃气气化生产工艺，其特征在于：加热叶片燃烧子为高压氧焰实现外力加热。
3.一种按照碳解水式燃气气化生产工艺设计的装置，其特征在于：
它具有碳原料推进机(1)与气化炉上盖(2)、气化炉体(3)、气化炉底(9)、炉渣推出机(11)依次连接成整体气化炉外部封闭结构；加热叶片燃烧子(4)与燃烧整流罩(6)、燃气、空气混合分气盘(19)连接成整体炉内部封闭结构；由内外两组封闭结构同燃气、空气混合气分气盘(19)在气化炉体(3)下部及气化炉底(9)上部相互连接组成碳解水式燃气气化炉整体结构。
4.根据权利要求3所述的碳解水式燃气气化生产工艺设计的装置，其特征在于：
①、碳解水燃气气化炉内部结构与双腔式罗茨风机(15)组成对碳原料加热及分流结构；
②、碳原料推进机(1)与炉渣机械排放拨叉(7)、拨叉转动轴(8)、拨叉转动轴外套(10)、炉渣推出机(11)、碳原料及炉渣推进推出机转动链条(5)组成碳解水式燃气气化炉的连续生产机械结构；
③、水蒸气出口(21)与供水入口(13)、螺旋降尘器(22)、蒸汽发生器(14)接通和连接组成的水蒸气进入，生产出燃气的排出及水蒸气的蒸发有机整体通道结构。
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| CNA2007101475563A CN101121894A (zh) | 2007-08-27 | 2007-08-27 | 碳解水式燃气气化生产工艺及装置 |
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| CN101121894A true CN101121894A (zh) | 2008-02-13 |
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| CN (1) | CN101121894A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108036296A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-05-15 | 韦炳全 | 水能源燃烧器 |
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2007
- 2007-08-27 CN CNA2007101475563A patent/CN101121894A/zh active Pending
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