CN109355107A - 一种煤制气复合气化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种煤制气复合气化装置，包括：混合预热室、卧式流化气化炉、立式固定气化炉。混合预热室、卧式流化气化炉和立式固定气化炉串联设置在煤制气装置中，组成煤制气复合气化炉。卧式流化气化炉包括炉体、螺杆和电机，螺杆上设有螺旋叶片，螺旋叶片上设有翻腾板，螺旋叶片与炉体下部构成的型腔为煤及半焦的通道，螺旋叶片与炉体上部构成的型腔为炉腔。本发明首先将原煤、高温助燃气体和飞灰送入混合预热室中混合燃烧提升流化燃烧温度；燃烧后的原煤、高温助燃气体、飞灰再在卧式流化气化炉流化燃烧去除焦油等污染物；产生的半焦全部在固定气化炉中热解气化直至燃尽。本发明的有益效果是：设备投入小，原煤气化率高，气化过程不产生焦油等污染物。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤气化装置，具体为一种采用螺旋翻腾流化气化与固定热解气化复合的煤气化装置，属于煤气化设备技术领域。
背景技术
现代工业经济发展过程中，获取热能的途径方式很多，通过燃煤获取能量是众多方式中最便捷、最经济、最实用的一种。然而直接燃煤会造成对环境的极大污染，因而国家近年出台了大量的关于限制直接燃煤取热的文件。围绕这个课题人们对煤的燃烧方式进行了深入的研究，采用将原煤先转化为无污染的煤气，再通过燃烧煤气获取热量，这种方式既可通过燃煤获取热能又符合环保要求。为此人们设计出各种各样将原煤转化为煤气的气化炉，如固定床、循环流化床等形式的气化炉，在一定程度上减少了燃煤对环境的污染，但是深究现有各种形式的气化炉，人们发现每种气化炉都各有优缺点，如固定床气化炉，煤转化率和热效率都高，而煤气中含有大量焦油等污染物；循环流化床气化炉，生产制得的为不含焦油等污染物的洁净煤气，但原煤使用热效率低，煤渣中含有大量半焦，需将含焦煤渣运送到低要求燃烧环境进行再燃烧，或用于热电厂燃烧的辅助热原料，既减低了煤的使用效率又增加了运输成本。在中国专利号为：201710048062.3的发明申请中，公开了“一种循环流化床与热解床复合气化的工艺及其装置”，它既能去除煤制气过程中酚类污染物又能提高煤气化过程中煤转化率。然而该设计设备投入较大，工艺过程复杂，煤制气过程中一些参数较难控制。为此本申请提出了一种投入小、工艺简约，且煤制气转化率高、反应生成物又符合环保要求的一种煤制气复合气化装置。
发明内容
本发明提供一种煤制气复合气化装置，它采用混合预热、卧式流化气化、立式固定气化的复合气化形式，对煤进行高温流化除酚、燃烧热解气化，在去除酚类污染物的同时将煤完全转化为煤气，实现设备低投入、原煤高转化率，且达到环保要求的目的。
为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实施：一种煤制气复合气化装置，包含：给煤管道、混合预热室、卧式流化气化炉、立式固定气化炉以及旋风分离器、含碳飞灰沉淀室、空气预热器、管道、蒸汽发生器和气压动力源，所述的给煤管道实时调节给煤量，并将原煤送入所述的混合预热室；所述的立式固定气化炉包括炉体、布风体、气化剂入口、煤气出口、渣盘，所述的炉体外壁设有蒸汽发生器；所述的旋风分离器和含碳飞灰沉淀室分别将立式固定气化炉气化后的高温煤气和含碳飞灰进行分离；所述的空气预热器将鼓风机输出的空气与煤气热交换成高温助燃气体；所述的管道包括高温助燃气体管道、蒸汽管道、含碳飞灰管道、煤气管道；所述的高温助燃气体管道将所述的高温助燃气体送入所述的混合预热室和所述的立式固定气化炉；所述的蒸汽管道将蒸汽发生器输出的蒸汽送入立式固定气化炉；所述的含碳飞灰管道分别与旋风分离器、含碳飞灰沉淀室、空气预热器底部的含碳飞灰排出口相连通，并通过气压动力源将含碳飞灰送入所述的混合预热室；所述的煤气管道与立式固定气化炉、旋风分离器、含碳飞灰沉淀室、空气预热器相连通，其特征在于：
所述的混合预热室、卧式流化气化炉和立式固定气化炉串联设置在煤制气装置中，组成煤制气复合气化炉；
所述的混合预热室为原煤、高温助燃气体、含碳飞灰混合的腔室，所述的给煤管道、高温助燃气体管道、含碳飞灰管道与所述的腔室相连通；所述的卧式流化气化炉包括炉体、螺杆和电机，所述的螺杆上设有螺旋叶片，所述的螺旋叶片上设有翻腾板，所述的螺旋叶片与炉体下部构成的型腔为煤及半焦的通道，所述的螺旋叶片与炉体上部构成的型腔为炉腔；所述的原煤、高温助燃气体、含碳飞灰分别从给煤管道、高温助燃气体管道、含碳飞灰管道进入所述的混合预热室，且在混合预热室中混合燃烧，燃烧后的原煤和半焦、高温助燃气体和煤气以及含碳飞灰进入所述卧式流化气化炉内；所述的电机带动螺杆连同螺旋叶片及翻腾板转动，螺旋叶片旋转推动煤和半焦在型腔内向前运动，同时设置在螺旋叶片上的翻腾板带动煤和半焦在所述的炉腔内翻腾循环流化气化，控制高温助燃气体流量和原煤输入量，调节所述的混合预热室和卧式流化气化炉的温度，实现原煤燃烧热解气化并去除酚类物质；所述的卧式流化气化炉中产生的煤气和半焦进入所述的立式固定气化炉，所述的煤气经过立式固定气化炉进入旋风分离器，所述的半焦落在所述布风体上；所述的高温助燃气体、蒸汽分别通过所述的高温助燃气体管道、蒸汽管道经所述立式固定气化炉底部的气化剂入口进入立式固定气化炉，半焦在立式固定气化炉中热解气化直至燃尽，产生的煤气流入旋风分离器，煤渣经渣盘排出。
进一步地，所述的混合预热室设置在所述的卧式流化气化炉中。
进一步地，所述的混合预热室与所述的卧式流化气化炉分体连通设置。
进一步地，所述的翻腾板为若干只，其分别有间距的设置在螺旋叶片的推进面上。
进一步地，所述的混合预热室的外部或内部设有调温加热器。
进一步地，所述的调温加热器为电热元件或燃气加热器。
进一步地，所述的卧式流化气化炉中的螺杆上的螺纹为连续设置或间隔设置，螺杆为等距螺杆或变距螺杆。
本发明的设计理念是先将原煤预热升温，再利用卧式流化燃烧气化去除酚类污染物，最后进入立式固定气化炉完全燃尽气化。具体做法是：原煤、高温助燃气体、含碳飞灰在混合预热室混合燃烧升温，提高原煤在卧式流化气化炉中燃烧气化的环境温度，使卧式流化气化炉气化过程不产生焦油等污染物，利用立式固定气化炉将半焦全部热解气化。将混合预热室、卧式流化气化炉和立式固定气化炉串联设置在煤制气装置中，实现煤制气既不产生焦油等污染物，又能实现煤的高转化率。本发明的有益效果是：设备投入小，原煤气化率高，气化过程不产生焦油等污染物，既环保又节能。
附图说明
附图1为本发明的结构示意图；
附图2为附图1中I部分结构的移出放大图。
附图1和2中：1为煤斗、2为给煤管道、3为混合预热室、4为卧式流化气化炉、401为螺旋叶片、402为翻腾板、5为立式固定气化炉、6为旋风分离器、7为含碳飞灰沉淀室、8为空气预热器、9为风机、10为仓泵、11为气压动力源、12为蒸汽发生器、13为调温加热器。a、a1、a2为高温助燃气体管道，b、b1、b2为含碳飞灰管道，c为蒸汽管道，d1、d2、d3、d4为煤气管道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步解释说明：
如附图1、2所示,混合预热室3为原煤、高温助燃气体、含碳飞灰混合的腔室，给煤管道2、高温助燃气体管道a2、含碳飞灰管道b与腔室相连通；卧式流化气化炉4包括炉体、螺杆和电机，螺杆上设有螺旋叶片401，螺旋叶片401上设有若干只翻腾板402，其分别有间距的设置在螺旋叶片401的推进面上，螺旋叶片401与炉体下部构成的型腔为煤及半焦的通道，螺旋叶片401与炉体上部构成的型腔为炉腔；原煤、高温助燃气体、含碳飞灰分别从给煤管道2、高温助燃气体管道a2、含碳飞灰管道b进入混合预热室3，且在混合预热室3中混合燃烧，燃烧后的原煤和半焦、高温助燃气体和煤气以及含碳飞灰进入卧式流化气化炉4内；电机带动螺杆连同螺旋叶片401及若干只翻腾板402转动，螺旋叶片401旋转推动煤和半焦在型腔内向前运动，若干只翻腾板402带动煤和半焦在炉腔内翻腾循环流化气化，控制高温助燃气体流量和原煤输入量，调节混合预热室3和卧式流化气化炉4的温度，实现原煤燃烧热解气化并去除酚类物质；卧式流化气化炉4中产生的煤气和半焦进入立式固定气化炉5，煤气经过立式固定气化炉5进入旋风分离器6，半焦落在布风体上；高温助燃气体、蒸汽分别通过高温助燃气体管道a1、蒸汽管道c经立式固定气化炉5底部的气化剂入口进入立式固定气化炉5，半焦在立式固定气化炉5中热解气化直至燃尽，产生的煤气经燃气管道d1流入旋风分离器6，煤渣经渣盘排出，流入旋风分离器6内的煤气经分离后燃气进入燃气管道d2，含碳飞灰进入含碳飞灰管道b1，流入燃气管道d2的燃气进入含碳飞灰沉淀室7，经含碳飞灰沉淀室7沉淀后的燃气进入燃气管道d3，含碳飞灰进入含碳飞灰管道b2，流入燃气管道d3的燃气进入空气预热器8，在空气预热器8中高温燃气与由风机9送进的空气进行热交换后，燃气经燃气管道d4送入后道除尘设备，高温空气经高温助燃气体管道a分别进入高温助燃气体管道a1和a2，高温助燃气体管道a1将高温助燃空气送进固定气化炉5、高温助燃气体管道a2将高温助燃空气送进混合预热室3，含碳飞灰进入含碳飞灰管道b3，进入含碳飞灰管道b1和含碳飞灰管道b2及含碳飞灰管道b3的含碳飞灰经仓泵10进入含碳飞灰管道b，含碳飞灰管道b与气压动力源11连接，且仓泵10与气压动力源11通过智能化控制同步开启和关闭；固定气化炉5的炉体外表面设有蒸汽发生器12，生成的蒸汽由蒸汽管道c送进固定气化炉5内参与气化。
在一些实施例中，混合预热室3的外部或内部可设置调温加热器13，适时调控混合预热室3内的温度，调温加热器13可为电热元件，也可为燃气加热器。
在一些实施例中，卧式流化气化炉4中的螺杆螺纹为连续设置或间隔设置，螺杆为等距螺杆或变距螺杆。
在一些实施例中，混合预热室3设置在卧式流化气化炉4中。
在一些实施例中，混合预热室3与卧式流化气化炉4分体连通设置。
Claims (9)
1.一种煤制气复合气化装置，包含：给煤管道、混合预热室、卧式流化气化炉、立式固定气化炉以及旋风分离器、含碳飞灰沉淀室、空气预热器、管道、蒸汽发生器和气压动力源，所述的给煤管道实时调节给煤量，并将原煤送入所述的混合预热室；所述的立式固定气化炉包括炉体、布风体、气化剂入口、煤气出口、渣盘，所述的炉体外壁设有蒸汽发生器；所述的旋风分离器和含碳飞灰沉淀室分别将立式固定气化炉气化后的高温煤气和含碳飞灰进行分离；所述的空气预热器将鼓风机输出的空气与煤气热交换成高温助燃气体；所述的管道包括高温助燃气体管道、蒸汽管道、含碳飞灰管道、煤气管道；所述的高温助燃气体管道将所述的高温助燃气体送入所述的混合预热室和所述的立式固定气化炉；所述的蒸汽管道将蒸汽发生器输出的蒸汽送入立式固定气化炉；所述的含碳飞灰管道分别与旋风分离器、含碳飞灰沉淀室、空气预热器底部的含碳飞灰排出口相连通，并通过气压动力源将含碳飞灰送入所述的混合预热室；所述的煤气管道与立式固定气化炉、旋风分离器、含碳飞灰沉淀室、空气预热器相连通，其特征在于：
所述的混合预热室、卧式流化气化炉和立式固定气化炉串联设置在煤制气装置中，组成煤制气复合气化炉；
所述的混合预热室为原煤、高温助燃气体、含碳飞灰混合的腔室，所述的给煤管道、高温助燃气体管道、含碳飞灰管道与所述的腔室相连通；
所述的卧式流化气化炉包括炉体、螺杆和电机，所述的螺杆上设有螺旋叶片，所述的螺旋叶片上设有翻腾板，所述的螺旋叶片与炉体下部构成的型腔为煤及半焦的通道，所述的螺旋叶片与炉体上部构成的型腔为炉腔；
所述的原煤、高温助燃气体、含碳飞灰分别从给煤管道、高温助燃气体管道、含碳飞灰管道进入所述的混合预热室，且在混合预热室中混合燃烧，燃烧后的原煤和半焦、高温助燃气体和煤气以及含碳飞灰进入所述卧式流化气化炉内；所述的电机带动螺杆连同螺旋叶片及翻腾板转动，螺旋叶片旋转推动煤和半焦在型腔内向前运动，同时设置在螺旋叶片上的翻腾板带动煤和半焦在所述的炉腔内翻腾循环流化气化，控制高温助燃气体流量和原煤输入量，调节所述的混合预热室和卧式流化气化炉的温度，实现原煤燃烧热解气化并去除酚类物质；
所述的卧式流化气化炉中产生的煤气和半焦进入所述的立式固定气化炉，所述的煤气经过立式固定气化炉进入旋风分离器，所述的半焦落在所述布风体上；所述的高温助燃气体、蒸汽分别通过所述的高温助燃气体管道、蒸汽管道经所述立式固定气化炉底部的气化剂入口进入立式固定气化炉，半焦在立式固定气化炉中热解气化直至燃尽，产生的煤气流入旋风分离器，煤渣经渣盘排出。
2.根据权利要求1所述的一种煤制气复合气化装置，其特征在于：所述的混合预热室设置在所述的卧式流化气化炉中。
3.根据权利要求1所述的一种煤制气复合气化装置，其特征在于：所述的混合预热室与所述的卧式流化气化炉分体连通设置。
4.根据权利要求1所述的一种煤制气复合气化装置，其特征在于：所述的翻腾板为若干只，其分别有间距的设置在螺旋叶片的推进面上。
5.根据权利要求1所述的一种煤制气复合气化装置，其特征在于：所述混合预热室的外部或内部设有调温加热器。
6.根据权利要求5所述的一种煤制气复合气化装置，其特征在于：所述调温加热器设置为电加热器。
7.根据权利要求5所述的一种煤制气复合气化装置，其特征在于：所述调温加热器设置为燃气加热器。
8.根据权利要求1所述的一种煤制气复合气化装置，其特征在于：所述卧式流化气化炉中螺杆上的螺纹连续设置或间隔设置。
9.根据权利要求1所述的一种煤制气复合气化装置，其特征在于：所述卧式流化气化炉中螺杆上的螺距为等距或变距。
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