CN101838554A - 一种混合煤气和水煤气的制造及使用方法 - Google Patents

一种混合煤气和水煤气的制造及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合煤气和水煤气的制造和使用方法，首先利用制氧机将空气中的氮气分离，氧气储存；利用工业余热将软水制成水蒸汽储存；将氧气和水蒸汽混合送入煤气发生炉与煤炭反应，调节氧气和水蒸汽的比例控制炉内的温度，从煤气发生炉出口排出CO+H2气体。使用时，将制得的CO+H2气体和制氧机制得的氧气通过管道分别送入燃烧器，作为工业热源在燃烧室燃烧，排出二氧化碳气体；将制氧机分离出的氮气和排出的二氧化碳气体分别回收，压缩为液态氮和液态二氧化碳；将灰渣回收。本发明的优点在于整个制造和使用过程中节约了资源，且使二次物质又实现了综合利用，基本达到了零排放，节约了制气所用燃煤量，制造出的CO+H2气体热值更高。

Description

一种混合煤气和水煤气的制造及使用方法
技术领域
本发明涉及一种水煤气的制造方法，尤其是涉及一种利用煤炭作燃料制造混合煤气和水煤气的方法，本发明同时还涉及制造出的混合煤气和水煤气的使用方法。
背景技术
目前用煤炭作燃料制造混合煤气和水煤气的方法多数利用空气作为辅助原料，即将原煤送入煤气发生炉或者各种燃烧炉内，经鼓风机将空气送入炉内燃烧或者气化，然后作为能源使用。这种燃煤和热利用方法的不足之处有：(1)污染严重。由于煤粉进入炉膛，并且是在沸腾的状态下燃烧的，煤粉很容易被流动的气体带走，给大气造成严重的污染，降低了人类生存的环境质量；(2)能耗高。由于空气中有78％的氮气随之进入炉内不但影响燃烧和制气，还带走大量的热量而加大生产成本，更重要的是增加了大气中二氧化碳的含量；(3)由于氮气的存在，降低了可燃物质的含量，煤气的热值不高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术所存在的不足而提供一种节能环保的利用煤炭作燃料制造混合煤气和水煤气的方法，本发明同时还提供了该混合煤气和水煤气的使用方法。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的混合煤气和水煤气的制造方法，包括下述步骤：
(一)利用制氧装置将空气中的氮气分离出去，将氧气储存备用；
(二)利用回收的工业余热通过热冷交换器或余热锅炉将软水制成水蒸汽储存备用；
(三)将第一步制得的氧气和第二步制得的水蒸汽混合送入煤气发生炉/燃烧炉与炉内的煤炭发生化学反应，其反应式为：C+O2＝＝CO2+Q放热；C+CO2＝2CO-Q吸热；C+H2O↑＝＝CO+H2-Q吸热；
(四)调节氧气和水蒸汽的比例，控制煤气发生炉/燃烧炉内的热平衡，保持炉内温度在800-1200℃，从煤气发生炉出排出CO+H2气体。由于CO+H2这两种气体都是可燃物质，所以热值很高。
上述制得的混合煤气和水煤气的使用方法，包括：
(一)将上述制得的CO+H2气体和氧气分别通过管道送入燃烧器，作为工业热源在燃烧室燃烧，排出纯净或者较纯净的二氧化碳气体；
(二)将上述制氧装置分离出的氮气和排出的二氧化碳气体分别回收，压缩为液态氮和液态二氧化碳，可以作为工业原料出售；将煤气发生炉排出的灰渣回收，可作为耐火材料或者水泥的原料。
本发明的优点在于煤气和水煤气的整个制造和使用过程中不仅节约了不可再生的宝贵资源，且使得制造和使用过程中产生的二次物质又实现了综合利用，基本达到了零排放，净化了大气环境；同时由于提前将氮气从空气中分离，节约了制气所用燃煤量，降低了制气成本；制造出的CO+H2气体由于杂质含量低，其热值更高。
附图说明
图1是本发明制造和使用方法的流程图。
具体实施方式
如图所示，本发明所述的混合煤气和水煤气的制造方法，包括下述步骤：
(一)利用制氧机1将空气中的氮气分离出去，将制得的纯氧或富氧气储存备用，所得氧气的含氧量为22-100％；
(二)利用回收的工业余热通过热冷交换器2将软水制成水蒸汽储存备用；
(三)将工业原煤加工成5mm--50mm的颗粒自煤气发生炉3的上部炉口12加入炉体内，炉体内的煤层自上而下依次为干燥层4、干馏层5、还原层6、氧化层7，底部为灰渣层8；将煤层均匀点燃，打开空气阀门9，用空气和第(二)步中制得的水蒸汽将炉内温度控制在煤炭灰熔点(约800--1200℃)以下，测量炉体出口气体中的氧含量不大于0.1％为点火成功；
(四)关闭空气阀门9，开启氧气阀门10，调节氧气和水蒸汽的比例，控制炉内氧化层7的温度低于工业原煤灰熔点5℃-100℃的范围内；从煤气发生炉出口11即可排出理想的CO+H2气体，由于CO和H2这两种气体都是可燃物质，所以热值很高。利用桥式气体分析仪不断的测试煤气发生炉出气口11排出气体中氧气的含量，使之小于0.3％。
工作时，利用不断的出灰渣和加煤炭的方法控制煤气发生炉3内气化层在三分之二至四分之三范围内，并保持炉内煤层平整。
上述制得的混合煤气和水煤气的使用方法，包括：
(1)首先将上述制得的CO+H2气体和制氧机制得的氧气分别通过管道送入燃烧器进口12在燃烧室燃烧，排出纯净或者较纯净的二氧化碳气体；
(2)将上述制氧机1分离出的氮气和燃烧器燃烧后排出的二氧化碳气体分别回收，经压缩机压缩为液态氮和液态二氧化碳，可以作为工业原料出售；将煤气发生炉3排出的灰渣回收，可作为耐火材料或者水泥的原料。

Claims (2)

1.一种混合煤气和水煤气的制造方法，其特征在于：包括下述步骤：
(一)利用制氧装置将空气中的氮气分离出去，将氧气储存备用；
(二)利用回收的工业余热将软水制成水蒸汽储存备用；
(三)将第一步制得的氧气和第二步制得的水蒸汽混合送入煤气发生炉/燃烧炉与炉内的煤炭发生化学反应；
(四)调节氧气和水蒸汽的比例，控制煤气发生炉/燃烧炉内的热平衡，保持炉内温度在800--1200℃，从煤气发生炉出口排出CO+H2气体。
2.根据权利要求1所述的混合煤气和水煤气的使用方法，其特征在于：
(一)将上述制得的CO+H2气体和氧气分别通过管道送入燃烧器，作为工业热源在燃烧室燃烧，排出二氧化碳气体；
(二)将上述制氧装置分离出的氮气和排出的二氧化碳气体分别回收，压缩为液态氮和液态二氧化碳，作为工业原料；将煤气发生炉排出的灰渣回收，作为耐火材料或者水泥的原料。
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CN106958816A (zh) * 2017-05-26 2017-07-18 程石 一种生物质、城市生活垃圾高温裂解炉的裂解气纯氧烧嘴
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C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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