CN102746897B - 一种全风冷煤气发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤气发生器，尤其是一种全风冷煤气发生器，双段式煤气发生炉的下段煤气出口与旋风除尘器、下段煤气换热器的煤气进口连接，下段煤气换热器的煤气出口与电捕轻油器的煤气进口连接，电捕轻油器的煤气出口与煤气加压风机、终冷热交换器的煤气进口连接，终冷热交换器的冷风进口与轴流风机连接；双段式煤气发生炉下部设有煤气发生炉炉底水封；煤气发生炉炉底水封的进风气管与酚水蒸发器酚水蒸汽出口连接，集汽包与酚水蒸发器的蒸汽进口连接，双段式煤气发生炉的水夹套与集汽包连接，本发明具有把煤气热量回收利用，提高煤气的含氢量，提高煤气的燃烧值，降低煤炭消耗，无酚水排放，最大程度上减少了污染等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤气发生器，尤其涉及到一种全风冷煤气发生器。
背景技术
现在工业生产中使用的煤气发生炉按照结构形式可分为单段式煤气发生炉和双段式煤气发生炉，按照煤气出口温度又可分为热煤气发生炉和冷煤气发生炉。现有的冷煤气发生炉的煤气冷却过程，在单段式煤气发生炉是由双竖管及后面的洗涤塔通过水洗降温来完成，而双段式煤气发生炉则是由风冷器及后面的间冷器来完成降温过程，这两种方式存在的问题是一方面生产中产生大量酚水造成环境污染，另一方面出口煤气所带出的大量热能被浪费，且循环水池的设置一方面增加了投资，另一方面使占地面积加大，而与煤气接触的循环水也会带出部分溶解的煤气散失于空气中造成浪费及污染，甚至于形成中毒及爆炸等安全隐患。
公开号为101613626，公开日为2009年12月30日的中国专利，公开了一种无酚水排放的生产冷煤气的工艺，该专利采用煤气降温与酚水蒸发结合的方式，解决酚水再利用，及煤气的降温，但该专利采用间冷器的方式降温，与该专利相比，本发明无间冷器，另外可以获得温度更低的煤气，并且全风冷方式，可以获得温度较高的热蒸汽，提高单位煤气的氢含量，提高煤气热值。
公开号为101381630，公开日为2009年3月11日的中国专利，公开了一种酚水自处理的冷煤气生产工艺，该发明采用在旋风除尘器和间冷器之间设置酚水蒸发器的方式，处理酚水，该设计存在的缺陷为，由于酚水的产生存在于煤气产生、到使用的全部过程，因此该酚水蒸发器无法处理全部酚水，还容易造成环境污染，另一方面该发明也无法提高煤气质量。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种能客服传统的煤气发生炉热量被大量浪费，酚水无法处理等问题的全风冷煤气发生装置。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种全风冷煤气发生器，包括双段式煤气发生炉、旋风除尘器、电捕焦油器、电捕轻油器、集汽包、煤气炉鼓风机、酚水蒸发器，其特征在于，还包括下段煤气换热器、煤气加压风机、终冷热交换器、轴流风机，双段式煤气发生炉的下段煤气出口与旋风除尘器、下段煤气换热器的煤气进口连接，下段煤气换热器的煤气出口与电捕轻油器的煤气进口连接，电捕轻油器的煤气出口与煤气加压风机、终冷热交换器的煤气进口连接，终冷热交换器的冷风进口与轴流风机连接；双段式煤气发生炉下部设有煤气发生炉炉底水封；煤气发生炉炉底水封的进风气管与酚水蒸发器酚水蒸汽出口连接，集汽包与酚水蒸发器的蒸汽进口连接，双段式煤气发生炉的水夹套与集汽包连接。
所述双段式煤气发生炉还设置探火孔，探火孔为斜置，位于双段式煤气发生炉的中部。
所述双段式煤气发生炉上的水夹套位于双段式煤气发生炉下部。
所述双段式煤气发生炉的中部还设置有下段煤气分区板，下段煤气分区板上部设置有煤气流量调节阀。
所述双段式煤气发生炉的下部还设有炉体滚动支撑，炉体滚动支撑包括滚珠、滚珠上滚道、滚珠下滚道，滚珠置于滚珠上滚道与滚珠下滚道之间，滚珠下滚道与基础固定连接。
所述的电捕焦油器壳体内设置有上管板I和下管板I，电极管I与上管板I、下管板I焊接方式连接，电捕焦油器壳体内还设置有折流板I。
所述电捕轻油器的壳体内设置有上管板II和下管板II，电极管II与上管板II、下管板II焊接方式连接，电捕轻油器的壳体内还设置有折流板II。
所述酚水蒸发器内设置有螺旋状加热盘管。
所述煤气发生炉炉底水封设置有保温外管、进风气管，保温外管与进风气管之间设置有保温填料。
本发明的优点为：传统的煤气炉是通过测量进入煤气炉底部的空气与蒸汽的混合气的温度来控制工作点，相对于空气温度，此值为一增加量，且范围变化较小，本设计煤气炉系统在蒸汽加入后，相对于空气温度，混合气温度为一减少量，气温范围变化较大，可通过测量此温度差或通过控制蒸汽流量来控制煤气炉的工作点，由于进入煤气炉的混合气体温度远高于传统煤气炉，为维持炉内氧化层温度的正常，需要的蒸汽量也将远高于传统煤气炉，故本设计煤气炉所产煤气中氢气含量将随着输入蒸汽量的增加而加大，从而使煤气的热值大大提高。
传统煤气炉鼓风量与产出煤气体积比约为1∶1.4左右，而本设计煤气炉鼓风量与产出煤气体积比达到1∶2左右，由于鼓风量的减少，经过逐级换热后，煤气到达煤气加压风机后温度会稍高于传统煤气炉产出的煤气温度，故增加一级加压后煤气的换热，经过净化加压后的煤气体积减小，从而换热效果远大于加压前，故经过终冷热交换器的进一步冷却，可获得比传统更低的煤气温度，煤气温度会随着环境空气温度变化，更利于在环境温度降低时减少煤气中含水量，传统煤气炉采用水循环降低煤气温度，水经空气散热后再与煤气换热，大量循环水的存在，使煤气温度不能随环境空气温度而及时变化，将导致煤气在管道输送时析出较多冷凝水，进而影响客户端煤气的使用。
本发明可实现煤气热量回收利用，以提高煤气的含氢量，提高煤气的燃烧值，从而降低煤炭消耗，本发明还实现了酚水的自身利用，最大程度上减少了污染等优点。
附图说明
图1为本发明的连接示意图；
图2为本发明的双段式煤气发生炉结构示意图；
图3为本发明的电捕焦油器结构示意图；
图4为本发明的电捕轻油器结构示意图；
图5为本发明的下段煤气换热器结构示意图；
图6为本发明的终冷热交换器结构示意图；
图7为本发明的酚水蒸发器结构示意图；
图8为本发明的炉底水封结构示意图；
图9为本发明的炉体滚动支撑结构示意图。
图中，1双段式煤气发生炉，2电捕焦油器，3电捕轻油器，4下段煤气换热器，5终冷热交换器，6酚水蒸发器，7炉体滚动支撑，8煤气发生炉炉底水封，9旋风除尘器，10煤气加压风机，11煤气炉鼓风机，12轴流风机，13集汽包，1-1煤炭进口，1-2上段煤气出口，1-3下段煤气出口，1-4下段煤气分区板，1-5水夹套，1-6探火孔，1-7灰盆，1-8灰盆转动齿盘，1-9炉底进风箱，1-10中心管，1-11煤气流量调节阀，2-1煤气出口I，2-2煤气进口I，2-3上管板I，2-4下管板I，2-5电极管I，2-6冷却风出口I，2-7冷却风进口I，2-8煤焦油出口I，2-9折流板I，3-1煤气出口II，3-2煤气进口II，3-3上管板II，3-4下管板II，3-5电极管II，3-6冷却风出口II，3-7冷却风进口II，3-8煤焦油出口II，3-9折流板II，4-1煤气进口，4-2煤气出口，4-3鼓风进口，4-4鼓风出口，4-5换热管，4-6折流板，4-7水封管，5-1煤气进口，5-2煤气 出口，5-3冷风进口，5-4冷风出口，5-5热换管，5-6折流板，6-1酚水进口，6-2酚水蒸汽出口，6-3蒸汽进口，6-4冷凝水出口，6-5加热盘管，6-6水位计，7-1滚珠，7-2滚珠上滚道，7-3滚珠下滚道，8-1保温外管，8-2进风气管，8-3保温填料，8-4锥形管。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5、6、7、8、9所示，本发明为一种全风冷煤气发生器，包括双段式煤气发生炉1、旋风除尘器9、电捕焦油器2、电捕轻油器3、集汽包13，还包括下段煤气换热器4、煤气加压风机10、终冷热交换器5、轴流风机12、煤气炉鼓风机11、酚水蒸发器6，双段式煤气发生炉1的下段煤气出口1-3与旋风除尘器9、下段煤气换热器4的煤气进口4-1连接，下段煤气换热器4的煤气出口4-2与电捕轻油器3的煤气进口II3-1连接，电捕轻油器3的煤气出口II3-2与煤气加压风机10、终冷热交换器5的煤气进口5-1连接，终冷热交换器5的冷风进口5-2与轴流风机12连接；双段式煤气发生炉1下部设有煤气发生炉炉底水封8；煤气发生炉炉底水封8的进风气管8-2与酚水蒸发器6酚水蒸汽出口6-2连接，集汽包13与酚水蒸发器6的蒸汽进口6-1连接，双段式煤气发生炉1的水夹套1-5与集汽包13连接。
如图2、9所示，双段式煤气发生炉1上还设置水夹套1-5、探火孔1-6，水夹套1-5设置于双段式煤气发生炉1下部，探火孔1-6为斜置，位于双段式煤气发生炉1的中部，所述双段式煤气发生炉1的中部还设置有下段煤气分区板1-4，下段煤气分区板1-4上部设置有煤气流量调节阀1-11用于调节煤气流量。双段式煤气发生炉1的下部设有灰盆1-7，灰盆1-7下部设有灰盆转动齿盘1-8，灰盆转动齿盘1-8下部设置炉体滚动支撑7，炉体滚动支撑包括滚珠7-1，滚珠上滚道7-2，滚珠下滚道7-3，滚珠上滚道7-2固定在灰盆1-7上，滚珠7-1 置于滚珠上滚道7-2与滚珠下滚道7-3之间，滚珠下滚道7-3与基础固定连接。
如图3所示的下段煤气换热器4包括煤气进口4-1、煤气出口4-2、鼓风进口4-3、鼓风出口4-4、换热管4-5、折流板4-6、4-7水封管，煤气出口4-2位于下段煤气换热器4的下部，煤气进口4-1位于下段煤气换热器4的上部，下段煤气换热器内部设置有折流板4-6和换热管4-5，下段煤气换热器4的下部还设有水封管4-7，用于水封。
如图4所示电捕焦油器2的壳体内设置有煤气出口I2-1、煤气进口I2-2、冷却风出口I2-6、冷却风进口I2-7、煤焦油出口I2-8、上管板I2-3、下管板I2-4、电极管I2-5与上管板I2-3、下管板I2-4焊接方式连接，壳体内还设置有折流板I2-9。
如图5所示电捕轻油器3壳体内设置有煤气出口II3-1、煤气进口II3-2、冷却风出口II3-6、冷却风进口II3-7、煤焦油出口II3-8、上管板II3-3、下管板II3-4、电极管II3-5与上管板II3-3、下管板II3-4焊接方式连接，壳体内还设置有折流板3-9。
如图6所示终冷热交换器5在结构上包括煤气进口5-1、煤气出口5-2、冷风进口5-3、冷风出口5-4、换热管5-5、折流板5-6、酚水出口5-7。
如图7所示酚水蒸发器6在结构上包括酚水进口6-1、酚水蒸汽出口6-2、蒸汽进口6-3、冷凝水出口6-4、螺旋状加热盘管6-5，水位计6-6用于查看酚水蒸发器6内冷凝水。
如图8所示煤气发生炉炉底水封8结构上设有保温外管8-1，进风气管8-2，保温填料8-3，锥形管8-4，保温外管8-1与进风气管8-2之间设有保温填料8-3，锥形管8-4用于防止炉内炉渣落入水封内，进风气管8-2与炉底进风箱1-9连 接。
本发明的工艺过程为，从煤炭进口1-1加入煤炭，煤炭在双段式煤气发生炉1内反应产生上段煤气和下段煤气，上段煤气通过上段煤气出口1-2、煤气进口I2-2进入电捕焦油器2内，同时与从冷却风进口I2-7进入的冷风通过折流板I2-9改变气流方向来换热，并通过电极管I2-5经高压静电除焦油后从煤气出口I2-1输出煤气，冷风经过换热升温后从冷却风出口I2-6输出，除掉的焦油通过煤焦油出口I2-8排出；下段煤气经过中心管1-10、下段煤气出口1-3进入旋风除尘器9内除尘，然后在通过煤气进口4-1进入下段煤气换热器4内，冷风经过鼓风进口4-3进入下段煤气换热器4内，再通过折流板4-6改变气流方向、通过换热管4-5与煤气换热后从鼓风出口4-4输出，下段煤气经过换热后从煤气出口4-2输出，输出后与上段煤气会合通过煤气进口II3-2进入电捕轻油器3内，同时与从冷却风进口II3-7进入的通过折流板II3-9改变方向的冷风换热，并通过II3-5电极管经高压静电除焦油后从煤气出口II3-1输出煤气，冷风经过换热升温后从冷却风出口II3-6输出，除掉的焦油通过煤焦油出口II3-8排出；从电捕轻油器3内输出的煤气进入煤气加压风机10内加压，然后通过煤气进口5-1进入终冷热交换器5内，再与从轴流风机12输入的通过冷风进口5-3进入的并通过折流板5-6改变方向的冷风经过换热管5-5换热后从煤气出口5-2输出，然后煤气供给用户使用，换热后的冷风经冷风出口5-4排除，排除的冷风在天气气温高时直接排到空气中，在北方天气气温低时将冷风出口5-4与煤气炉鼓风机11连通，将有一定温度的空气直接输送到煤气炉鼓风机11内，作为煤气发生装置的换热气使用，因为在北方极冷的条件下，电捕轻油器3需要一定温度的空气，才能使电捕轻油器3内的煤焦油不至于冷冻凝固，而造成停产。
煤气炉鼓风机11把空气吹入通过冷却风进口II3-7进入电捕轻油器3内对煤气降温，然后从冷却风出口II3-6内排出，经过冷却风进口I2-7进入电捕焦油器2内对煤气降温，然后从冷却风出口I2-6内排出，再经过鼓风进口4-3进入下段煤气换热器4内对煤气降温，然后通过鼓风出口4-4排出的加热空气这时温度约为250-450℃与集汽包13内的温度约120℃的饱和水蒸气混合，饱和水蒸气在混合后变成不饱和状态，再从煤气发生炉炉底水封8进入双段式煤气发生炉1内与煤炭进行反应。
酚水通过酚水进口6-1进入酚水蒸发器6内，同从集汽包13出来的经过蒸汽进口6-3的热蒸汽也进入酚水蒸发器6内，热蒸汽经过加热盘管6-5与酚水进行热交换后，酚水变成酚水蒸汽，酚水蒸汽从酚水蒸汽出口6-2内排出，进入炉底进风箱1-9，进入双段式煤气发生炉1内，热蒸汽在经过换热变成的冷凝水经过令凝水出口6-4排出，酚水蒸发器6还设置有查看冷水水水位的水位计6-6。
Claims (9)
1.一种全风冷煤气发生器，包括双段式煤气发生炉、旋风除尘器、电捕焦油器、电捕轻油器、集汽包、煤气炉鼓风机、酚水蒸发器，其特征在于，还包括下段煤气换热器、煤气加压风机、终冷热交换器、轴流风机，双段式煤气发生炉的下段煤气出口与旋风除尘器、下段煤气换热器的煤气进口连接，下段煤气换热器的煤气出口与电捕轻油器的煤气进口连接，电捕轻油器的煤气出口与煤气加压风机、终冷热交换器的煤气进口连接，终冷热交换器的冷风进口与轴流风机连接；双段式煤气发生炉下部设有煤气发生炉炉底水封；煤气发生炉炉底水封的进风气管与酚水蒸发器酚水蒸汽出口连接，集汽包与酚水蒸发器的蒸汽进口连接，双段式煤气发生炉的水夹套与集汽包连接；还包括煤气炉鼓风机，煤气炉鼓风机与电捕轻油器的冷却风进口II连接，电捕轻油器的冷却风出口与电捕焦油器的冷却风进口I连接，电捕焦油器的冷却风出口I与下段煤气换热器的鼓风进口连接，下段煤气换热器的鼓风出口与双段式煤气发生炉的集汽包连接。
2.根据权利要求1所述的一种全风冷煤气发生器，其特征在于，所述双段式煤气发生炉还设置探火孔，探火孔为斜置，位于双段式煤气发生炉的中部。
3.根据权利要求1所述的一种全风冷煤气发生器，其特征在于，所述双段式煤气发生炉上的水夹套位于双段式煤气发生炉下部。
4.根据权利要求1所述的一种全风冷煤气发生器，其特征在于，所述双段式煤气发生炉的中部还设置有下段煤气分区板，下段煤气分区板上部设置有煤气流量调节阀。
5.根据权利要求1所述的一种全风冷煤气发生器，其特征在于，所述双段式煤气发生炉的下部还设有炉体滚动支撑，炉体滚动支撑包括滚珠、滚珠上滚道、滚珠下滚道，滚珠置于滚珠上滚道与滚珠下滚道之间，滚珠下滚道与基础固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种全风冷煤气发生器，其特征在于，所述的电捕焦油器壳体内设置有上管板I和下管板I，电极管I与上管板I、下管板I焊接方式连接，电捕焦油器壳体内还设置有折流板I。
7.根据权利要求1所述的一种全风冷煤气发生器，其特征在于，所述电捕轻油器的壳体内设置有上管板II和下管板II，电极管II与上管板II、下管板II焊接方式连接，电捕轻油器的壳体内还设置有折流板II。
8.根据权利要求1所述的一种全风冷煤气发生器，其特征在于，所述酚水蒸发器内设置有螺旋状加热盘管。
9.根据权利要求1所述的一种全风冷煤气发生器，其特征在于，所述煤气发生炉炉底水封设置有保温外管、进风气管，保温外管与进风气管之间设置有保温填料。
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