CN1050213A

CN1050213A - 半干馏煤气发生炉及制气法

Info

Publication number: CN1050213A
Application number: CN 89102445
Authority: CN
Inventors: 韩连恩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-03-27

Abstract

半干馏煤气发生炉及制气法，采用炉内自产部分可燃气体，加入炉内直接与空气和水蒸汽在炉内发生剧烈的氧化反应，使煤料处于炉内高温半缺氧中而被导热干馏。大量碳原子与被分解水蒸汽中的氢结合，生成碳氢化合物，甲烷、一氧化碳等。结构主要有防爆震炉盖、炉内燃烧器、半干馏氧化层、还原层、可燃气体进口、炉上、中部预热夹套、炉体水封圈等。结构简单合理、使用安全方便，气化性能稳定，投资少、见效快、效益高、成本低。

Description

本发明所要给出的是一种新型的煤气发生装置-半干馏煤气发生炉及制气工艺流程方法。

现有技术如反火型煤气发生炉（CN86206045.1U）采用反火气化原理，可敞开炉上部燃料面层，气化反应运行时可间隙用机械加煤，供炉内连续气化反应。炉体外设置-水箱安装潜水吸风机，由真空抽气口，通过真空管道将炉出煤气抽吸到煤气洗涤器内。炉体下部设有水封池，可将灰渣间隙或连续排入池内，由设置在炉下部的绞龙将灰渣排出炉外。气化运行时炉内料层由上而下地分布为干燥层，干馏层，氧化层，还原层及灰渣层，虽具有一定的先进性，然而并没有摆脱原有各种煤气发生炉共有的缺陷。即炉出煤气热值都较低，如用无烟煤料与空气和水蒸气作气化剂时，制取的混合煤气发热量只有1200大卡/立方米左右，仅限于一般工业生产烧用煤气。因空气中含有7.8%以上的氮（N2），因氮（N2）在煤气中属不可燃的惰性气体，目前人们设法将空气中的氮（N2）分离为富氧空气或用氧（O2）与水蒸气混合，作气化剂来制取中热值煤气。

本发明提出的目的在于克服因现有各种煤气发生炉都无法直接用空气和水蒸气作气化剂来制取中热值煤气的难题，而提出一种新型炉及制气工艺-半干馏煤气发生炉及制气工艺方法，将固体燃料煤转化为中热值煤气，实现以煤代油发展工农业生产和改善人民生活环境。

本发明给出的设计思想及技术解决方案：采用炉内自产部份可燃气体，返回炉内直接与进入炉内的空气和水蒸气发生剧烈的氧化反应。使炉煤料处于高温半缺氧中而被干馏，同时释放出大量的碳原子（C）与经炉内高温分解水蒸气中的氢（H2）结合，生成碳氢化合物等各种高中热值成份的可燃气体。

具体技术方案：

煤制气技术工艺气化方法，是不用富氧和纯氧。而用水蒸气经炉周围夹套予热和空气从炉顶部进入炉内，直接与被加入炉内的可燃气体发生剧烈的氧化反应，炉温可高达1800℃左右。同时对进入炉内的水蒸气分解率可比现有各种常压炉高50%以上。

因用可燃气体返回炉内直接与空气和水蒸气发生剧烈氧化反应时的炉温较高，热扩散性好，氧化层高温区厚度大，能为继续从上而下进入下面还原层中的二氧化碳（CO2），在还原时所需的大量热创造了有利条件。当经还原后的一氧化碳（CO）被继续吸入炉下部灰渣层低温区时，因受加入炉内催化剂的影响，与氢（H2）聚合反应生成甲烷（CH4），其含量可比其他各种常压煤气发生炉高5-10倍。碳氢化合物（CmHn）含量可达6%左右。由于用可燃气体返回炉内，直接与空气和水蒸气发生剧烈氧化反应时的炉温高，热扩散性好，使煤料处于高温半缺氧状态而被导热干馏时的料粒温度较为稳定，约在800℃左右，符合用低温制取中热值煤气的要求。从而有效地克服了现有各种常压煤气发生炉，因用煤料在炉内直接与气化剂发生剧烈氧化反应时的温度过于集中，热扩散性小，并且由于煤料粒度有大小、气流阻力不均，形成局部温度过高，易使火区偏流、穿孔，严重时会造成煤料熔结，迫使炉内气化反应层次混乱，二氧化碳（CO2）得不到充分还原，炉出煤极不稳定等缺点。

附图是本发明给出的结构剖示图。

图中1是炉座水封，2是绞龙出渣器，3是抽吸煤气管，4是一次蒸气予热进口，被设在炉体周围夹套内，5是灰盘下渣器，它设在炉底部，6是炉中下部甲烷（CH4）摧化层，7是可燃气进口，被设在炉内燃烧器外部，8是炉内燃烧器，9是二次蒸气予热进口，它设在防爆震炉盖下部，10是炉顶二次蒸气予热器，被设在防爆震炉盖下部，11是防爆震炉盖，它设在紧靠空气调节阀下部，12是进炉空气调节阀，被设在炉顶部，13是炉底破渣圈，它设在炉内底部，14是圈轴齿轮，15是水封圈，16是聚渣器，被设在炉座水封内，并在炉体外部还专门设置与抽吸煤气3相连接的水环式真空泵、气水分离冷凝器、净化煤气调压储气罐、电控柜、炉上操作平台、小扶梯、电动提升加料设备及气体流量表、压力表、温度计等。

下面结合附图进一步加以描述技术解决方案：

半干馏煤气发生炉及制气工艺流程方法，在气化运行前，首先打开设置在炉顶部并且紧靠空气调节阀12下部的防爆震炉盖11，对炉内加入煤料，采用设置在炉体外的水环式真空泵抽吸炉内烟气，待炉内火层达到标准时，打开设置在炉顶部防爆震炉盖上的空气调节阀12，同时关上防爆震炉盖11，开启蒸气予热进口4，将湿蒸气输入炉周围夹套予热后，再从二次予热蒸气进口9将蒸气进入炉顶防爆震炉盖11下的二次蒸气予热器10内，再次经予热干燥后由炉口进入炉内，尔后打开可燃气体进口7，将可燃气体输入炉内燃烧器8中，与空气和水蒸气混合发生剧烈的氧化反应，在释放大量热能的同时使煤料处于高温半缺氧中而被导热干馏和半氧化之中，同时释放出大量的碳原子，与经炉内高温分解水蒸气中的氢（H2）结合反应生成碳氢化合物（CmHn）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等混合气体。在水环式真空泵的作用下，继续将生成的混合气体抽吸到炉中部还原层中，使混合气体中的部分二氧化碳（CO2）继续被充分还原为一氧化碳（CO），当炉内产生的可燃气体再继续向下，进入炉中下部甲烷（CH4）催化层时温度约在300-450℃时，因受催化剂的影响，而使一氧化碳（CO）和氢（H2）发生聚合反应，生成部份甲烷（CH4），最后通过抽吸煤气管3抽吸到设置在炉体外的水环式真空泵内，经转速洗涤纯化。同时可在循环水中加入适量的除脱剂，进行二次纯化除脱和半净化煤气中的二氧化碳（CO2）和硫化氢（H2S）等有害气体。上述气化过程，具体是指炉内产出可燃气体和经二次循环洗涤、纯化，冷却至25℃左右的净化煤气，被输入高压储气罐内的过程。

半干馏煤气发生炉，具有结构简单合理、使用安全方便、气化性能稳定等特点，能有效地为普及我国工业生产以煤代油，和改善人民生活环境、提供投资少、见效快、效益高、成本低的中热值煤气。

Claims

1、一种主要由氧化层、还原层、圈轴齿轮14，水封圈15，抽吸煤气管3，绞龙出渣器2，炉座水封及机械加煤装置组成的半干馏煤气发生炉，其特征是在炉顶设置空气调节阀12，紧靠空气调节阀12下部设有一个防爆震炉盖11，在防爆震炉盖下设有二次蒸气予热器10，下部设有予热蒸气进出口管接头9和炉内设有燃烧器8，在炉内燃烧器的外部设有可燃气体进口套管接头7，炉中部设有甲烷(CH₄)催化层6，炉底部设有灰盘下渣器5，炉体周围夹套设有一个一次蒸气予热进口4，在炉内底部设有破渣圈13，在炉座水封内还设有聚渣器16，它将灰渣聚入绞龙出渣器内，另在炉体外部还专门设置与抽吸煤气管3相连接的水环式真空泵，气水分离冷凝器，净化煤气调压储气罐，电控柜，炉上操作平台，小扶梯，电动提升加料设备及气体流量表、压力表、温度计等。

2、半干馏煤气发生炉的制气工艺流程方法，是用空气和水蒸气经炉周围夹套一次予热，再从炉顶经二次予热器，使干蒸气进入炉内直接与被加入炉内的可燃气体发生剧烈的氧化反应，这样炉内煤料处于高温半缺氧中而被导热干馏，在释放出大量碳原子的同时与经炉内高温分解水蒸气中的氢（H2）结合反应生成碳氢化合物（CmHn）和一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等混合气体，在继续被抽吸进入下面还原层中，使二氧化碳被充分还原为一氧化碳，尔后在继续进入炉中下部催化层中受催化剂的影响使一氧化碳（CO）和氢（H2）被催化聚合反应生成甲烷（CH4），最后通过抽吸气煤气管3，抽吸到设置在体外的水环式真空泵内经转速洗涤，同时可在循环水中加入适量的除脱剂，进行二次纯化除脱和半净化煤气中的二氧化碳（CO2）和硫化氢（H2S）等有害气体。