CN113773878A - 一种气化煤气燃料的制备系统 - Google Patents

一种气化煤气燃料的制备系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113773878A
CN113773878A CN202111156223.3A CN202111156223A CN113773878A CN 113773878 A CN113773878 A CN 113773878A CN 202111156223 A CN202111156223 A CN 202111156223A CN 113773878 A CN113773878 A CN 113773878A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inlet
gas
furnace
outlet
gasified
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111156223.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113773878B (zh
Inventor
程珩
叶文约
苟立刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Longke Tiancheng Xiamen Technology Co ltd
Original Assignee
Longke Tiancheng Xiamen Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Longke Tiancheng Xiamen Technology Co ltd filed Critical Longke Tiancheng Xiamen Technology Co ltd
Priority to CN202111156223.3A priority Critical patent/CN113773878B/zh
Publication of CN113773878A publication Critical patent/CN113773878A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113773878B publication Critical patent/CN113773878B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/54—Nitrogen compounds
    • B01D53/56—Nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/76—Gas phase processes, e.g. by using aerosols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/58—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels combined with pre-distillation of the fuel
    • C10J3/60—Processes
    • C10J3/64—Processes with decomposition of the distillation products
    • C10J3/66—Processes with decomposition of the distillation products by introducing them into the gasification zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/74—Construction of shells or jackets
    • C10J3/76—Water jackets; Steam boiler-jackets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/72—Other features
    • C10J3/82—Gas withdrawal means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/08—Production of synthetic natural gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/20—Reductants
    • B01D2251/204—Carbon monoxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/12—Methods and means for introducing reactants
    • B01D2259/122—Gaseous reactants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
    • C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
    • C10J2300/093—Coal
    • C10J2300/0936—Coal fines for producing producer gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
    • C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
    • C10J2300/1815—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/04—Gasification
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

本发明公开了一种气化煤气燃料的制备系统，包括工业炉窑，具有热风出口、烟气出口和蒸汽出口；气化炉，具有热风进口、烟气进口、蒸汽进口、氧气进口、原料进口和出气口；供氧系统，与氧气进口连接，供氧系统用于给所述气化炉提供氧气；热空气、烟气、蒸汽、氧气、低质煤粉和可燃物粉末在所述气化炉内混合反应以产生气化煤气燃料，出气口用于输出气化煤气燃料。本发明将低质煤转化为煤气，用于工业炉窑燃烧使用，实现低质煤的优化使用。

Description

一种气化煤气燃料的制备系统
技术领域
本发明涉及工业炉窑气化炉技术领域，具体涉及一种气化煤气燃料的制备系统。
背景技术
在现代工业生产中，煤气化炉应用范围广泛，主要应用于合成氨、甲醇、乙二醇、烯烃、制氢等化工领域，IGCC发电的电力领域以及油品、天然气等能源领域。目前，煤气化炉主要在向大型化方向发展，并且对产品质量要求越更高，如煤化工领域要求更严格的煤气组份，IGCC发电要求更高的煤气热值。随之而来是气化炉对煤质的要求提高，配套设施也越来越复杂，必须配备煤气降温、脱硫、去焦油、脱萘、除尘、气体分离、净化、脱水干燥等复杂系统，相应投资规模也越来越大。
工业炉窑的发展历经多个阶段，初始阶段采用块煤、焦炭和煤粉等固体燃料；后逐步改用发生煤气、城市煤气、天然气、柴油、燃料油等气体或液体能源作为燃料。在当时的技术中，发生煤气和城市煤气均为常规煤气化技术，在为工业炉窑提供燃料时无法避免地带有大量杂质，因此工业炉窑在使用时，需要配套复杂的辅助设备，相关设备的投入以及维护费用提高生产成本。
随着对环境保护的重视，常规煤气化技术的高污染已经不符合时代发展的要求，因此，在工业炉窑应用中，燃煤的使用逐渐取代煤制气。为了保证产品质量，生产企业倾向于采用优质燃煤作为燃料，如建材行业水泥窑煅烧熟料，采用热值在5000大卡以上、挥发份在25％以上的优质烟煤。
实际中，低质煤储量占比高，优质煤占比小，随着现代化工业规模扩大，煤炭资源的消耗也与日俱增；工业炉窑作为对煤炭资源消耗巨大的工业领域，缺乏对低质煤进行合理的开发与利用。
因此，现有技术中，对于如何将低质煤有效的利用在工业炉窑中缺乏必要的技术措施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气化煤气燃料的制备系统，以解决如何将低质煤有效的利用在工业炉窑中缺乏必要的技术措施的问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种气化煤气燃料的制备系统，其特征在于，包括：
工业炉窑，具有热风出口、烟气出口和蒸汽出口；
气化炉，具有热风进口、烟气进口、蒸汽进口、氧气进口、原料进口和出气口，所述热风进口与所述热风出口连通以为所述气化炉提供热空气，所述烟气进口与所述烟气出口连通以为所述气化炉提供具有二氧化碳的烟气，所述蒸汽进口与所述蒸汽出口连通以为所述气化炉提供蒸汽，所述原料进口用于送入低质煤粉和可燃物粉末；
供氧系统，与所述氧气进口连接，所述供氧系统用于给所述气化炉提供氧气；
其中，所述热空气、所述烟气、所述蒸汽、所述氧气、所述低质煤粉和所述可燃物粉末在所述气化炉内混合反应以产生气化煤气燃料，所述出气口用于输出所述气化煤气燃料。
作为本发明的一种优选方案，所述出气口与所述工业炉窑的燃料进口连接，所述气化煤气燃料直接用于所述工业炉窑燃烧使用。
作为本发明的一种优选方案，所述气化炉包括炉体，所述炉体连接进气烟道，且在所述炉体上连通设有多通道燃烧嘴；
所述原料进口包括煤粉进口和可燃物进口；
所述烟气进口为所述进气烟道的进口，所述热风进口、所述蒸汽进口、所述氧气进口和所述煤粉进口分别为任意一个所述多通道燃烧嘴的任意一条通道的进口；
所述可燃物进口为任意一个所述多通道燃烧嘴的任意一条通道的进口，或开设在所述炉体侧壁的辅料进口，所述辅料进口与所述进气管道正相对设置；
所述气化炉还包括设置在所述炉体侧壁的进气管道，所述进气管道的一端连通所述炉体，所述进气管道的另一端连通所述进气烟道；
其中，所述进气管道与所述炉体的中心轴线偏心设置。
作为本发明的一种优选方案，各所述多通道燃烧嘴的出口在所述进气管道内且出口的方向倾斜朝向所述炉体的中心方向，各所述多通道燃烧嘴偏离所述进气管道的轴线设置且出口方向汇集为一点或一面，，以使多个所述多通道燃烧嘴喷射后形成对冲面并产生气旋。
作为本发明的一种优选方案，所述进气管道的外轮廓为喇叭形状，所述进气管道具有窄口端与阔口端，所述阔口端靠近所述所述炉体设置，所述窄口端靠近所述进气烟道设置。
作为本发明的一种优选方案，环绕所述进气管道的内周壁设置有加厚层，所述加厚层呈现为两端低、中间隆起的波峰形，所述加厚层将所述进气管道的内管道分隔成两端开阔、中间狭窄的葫芦形。
作为本发明的一种优选方案，所述炉体的侧壁固定装设有蒸汽发生组件，用于吸收所述炉体逸散的热量并生产水蒸气。
一种气化煤气燃料的制备系统的制备方法，包括如下步骤：
步骤100、将低质煤料和可燃物制成粉末状，获得低质煤粉和可燃物粉末；
步骤200、将工业炉窑产生的热风、蒸汽和烟气从气化炉的顶端侧壁通入，并将低质煤粉和可燃物粉末通入所述气化炉，通过供氧系统向所述气化炉输送氧气；
步骤300、将所述低质煤粉、所述热风、所述蒸汽、所述烟气和所述氧气设置为进入所述气化炉后先汇集在一起，完成多相的混合反应，以使得煤粉中的挥发份和部分固定碳与O2反应转化成CO2和CO，水蒸气与C转化成H2与CO，即在气化炉的进料部分形成燃烧区；
步骤400、随着气化炉燃烧区内的高温混合气下沉，过量的CO2与剩余的煤粉中的固定碳进一步反应还原成CO，以形成能够作为燃料的气化煤气，即在气化炉的中间位置及出料端形成还原区。
作为本发明的一种优选方案，还包括气化煤气循环利用方法步骤500，气化炉的出气口设置为连接工业炉窑的燃料进口，将所述气化煤气直接通入所述工业炉窑内作为燃料使用；
其中，所述出气口包括主煤气出口和副煤气出口。
作为本发明的一种优选方案，在所述还原区的侧壁设置水夹套，用于所述冷却所述炉体。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明通过充分利用工业炉窑的产物(烟气、蒸汽、热风)来作为气化炉内反应的二氧化碳来源，热能来源、水份来源和空气来源，将低质煤转化为气化煤气，并循环利用于工业炉窑的燃料来源，实现低质煤的优化使用。
本发明利用工业炉窑产生较多的二氧化碳，使炉体内的低质煤粉转化为一氧化碳，减少低质煤粉中固体碳的堆积，不仅降低最终产物(气化煤气)中的固体杂质，也防止气化炉炉体内固体物堆积，降低炉体的杂料出口管道堵塞爆炸的风险。
本发明还能够将低质煤粉通过转化而产生的一氧化碳引入工业炉窑中作为燃料使用，能够有效中和工业炉窑中的氮氧化合物，有效减少有害气体排放。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本说明书的一实施例气化煤气燃料的制备系统的整体结构示意图；
图2为本说明书的又一实施例气化煤气燃料的制备系统的气化炉的整体结构示意图；
图3为图2中A方向的侧视示意图；
图4为图2中B-B角度的剖面示意图；
图5为本说明书另一实施例气化煤气燃料的制备系统的气化炉的整体结构示意图。
图中的标号分别表示如下：
1-工业炉窑；2-气化炉；3-供氧系统；4-多通道燃烧嘴；5-蒸汽发生组件；6-水夹套；
110-烟气出口；120-热风出口；130-蒸汽出口；210A-烟气进口；210B-进气烟道；220-热风进口；230-蒸汽进口；240-氧气进口；250-原料进口；260-出气口；261-主煤气出口；262-副煤气出口；270-炉体；280-进气管道；281-加厚层；290-辅料进口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，本发明主要针对低质煤粉的优质利用，提供了一种气化煤气燃料的制备系统，具体包括：工业炉窑1，具有热风出口120、烟气出口110和蒸汽出口130；气化炉2，具有热风进口220、烟气进口210A、蒸汽进口230、氧气进口240、原料进口250和出气口260；热风进口220与热风出口120连通以为气化炉2提供热空气，烟气进口210A与烟气出口110连通以为气化炉2提供具有二氧化碳的烟气，蒸汽进口230与蒸汽出口130连通以为气化炉2提供蒸汽，原料进口250用于送入低质煤粉和可燃物粉末；供氧系统3，与氧气进口240连接，供氧系统3用于给气化炉2提供氧气。
其中，热空气、烟气、蒸汽、氧气、低质煤粉和可燃物粉末在气化炉2内混合反应以产生气化煤气燃料，出气口260用于输出气化煤气燃料。
具体的工作过程，工业炉窑1提供的热空气、烟气(含有大量二氧化碳)、水蒸气进入气化炉2中，一同进入的还包括氧气、低质煤粉以及可燃物颗粒；低质煤粉与可燃物颗粒在气化炉2内通过热空气与氧气高温催化，蒸汽通过灼热的煤粉，反应生成一氧化碳和氢气，同时烟气因含有过量的二氧化碳，能够与未及时反应的煤粉生成一氧化碳，从而制备燃烧所需的气化煤燃料(一氧化碳和氢气)。
需要特别说明，二氧化碳过量输入，实际中，工业炉窑中烟气的二氧化碳含量多，且烟气输入量大，基本能够充分满足过量的二氧化碳的需求。因为过量的二氧化碳能最大程度地与煤粉发生还原反应生成一氧化碳，减少固体煤粉的堆积。而且二氧化碳无法燃烧，可以循环利用。
本实施例还可以将气化炉2的出气口260与工业炉窑1的燃料进口连接，并通过增加煤气输送增压设备，将气化煤气燃料直接用于工业炉窑1燃烧使用，从而形成一种利用工业炉窑的多种产物从低质煤粉中制备气化燃料，再回用至工业炉窑1中的循环系统。
进一步地，出气口260设于炉体270的下方，包括主煤气出口261和副煤气出口262，主煤气出口261的管径大于副煤气出口262的管径。
在本实施例当中，气化煤燃料分级进入工业炉窑1内，主要的气化煤燃料用作燃烧，另外还有部分一氧化碳和氢气与工业炉窑1内的氮氧化合物发生还原反应，生成无污染的氮气。
作为本说明书的一个具体实施例，气化炉2包括炉体270，炉体270连接进气烟道210B，且炉体270连通设有有多通道燃烧嘴；
原料进口250包括煤粉进口和可燃物进口；
烟气进口210A为进气烟道210B的进口，热风进口220、蒸汽进口230、氧气进口240和煤粉进口分别为任意一个多通道燃烧嘴的任意一条通道的进口；
多通道燃烧嘴4有多条相对独立的输入通道，因此可通过至少一个多通道燃烧嘴4来输送反应所需的各种原料。
实施例2：
如图2至图4所示，作为本说明书的又一具体实施例，气化炉2包括炉体270，炉体270连接进气烟道210B，且炉体270连通设有有多通道燃烧嘴；
原料进口250包括煤粉进口和可燃物进口；
烟气进口210A为进气烟道210B的进口，热风进口220、蒸汽进口230、氧气进口240和煤粉进口分别为任意一个多通道燃烧嘴的任意一条通道的进口；
多通道燃烧嘴4有多条相对独立的输入通道，因此可通过至少一个多通道燃烧嘴4来输送反应所需的各种原料；
可燃物进口为任意一个多通道燃烧嘴的任意一条通道的进口，或开设在炉体270侧壁的辅料进口290，辅料进口290与进气管道280正相对设置。
通过设置多通道燃烧嘴4，能够将大部分输送端口集成在一起，减少多种物料混合所需的时间，从而增加多种物料反应的速率。
进一步地，气化炉2还包括设置在炉体270侧壁的进气管道280，进气管道280的一端连通炉体270，进气管道280的另一端连通进气烟道210B；
其中，进气管道280与炉体270的中心轴线偏心设置。
进气管道280作为低质煤粉气化的主要区域，大量生成的一氧化碳和氢气、烟气(大量的二氧化碳)以及未参与反应的煤粉在此混合，并继续进入炉体270内部；将进气管道280与炉体270的中心轴线偏心设置，煤粉与气化煤以及烟气进入炉体270内腔后，并非直接涌向炉体270中心部位，而是产生气旋，使低质煤粉与烟气在炉体270内充分弥散混合，从而提升还原反应的效率，使更多的煤粉转化成一氧化碳。
各多通道燃烧嘴的出口在进气管道280内偏心设置，且朝向炉体270中心方向，以使多个多通道燃烧嘴4喷射后形成对冲面并产生气旋。
由于多通道燃烧嘴4的火焰产生极高的温度，进气管道280的内壁容易高温变形，因此优选设置三个多通道燃烧嘴4形成对冲面，能够防止火焰直接喷射至进气管道280的内壁，避免进气管道280因高温而变形。
多个多通道燃烧嘴4偏心设置，能够产生气体涡流，有利于低质煤粉，气化煤和二氧化碳进入炉体270内部，提升了送料的效率，避免原料集聚在进气管道280内。
进气管道280设有喇叭形的外轮廓形状，并被配置具有窄口端与阔口端，进气管道280的阔口端连通炉体270，进气管道280的窄口端连通进气烟道210B。设置成喇叭形的进气管道280，有利于物料向炉体270内部输送，而不会出现明显的回流现象。
环绕进气管道280的内周壁设置有加厚层281，加厚层281能够保护进气管道280的内壁，避免高温火焰使进气管道280高温变形。
进一步地，炉体270的侧壁固定装设有蒸汽发生组件5，用于吸收炉体270逸散的热量并生产水蒸气。
炉体270的内壁上安装有水夹套6，能够使煤粉的温度降至灰熔点以下，从而使煤粉与二氧化碳反应，而非变成煤灰进入工业炉窑中。
实施例3：
如图5所示，作为本说明书的另一具体实施例，气化炉2包括炉体270，炉体270连接进气烟道210B，且炉体270连通设有有多通道燃烧嘴；
原料进口250包括煤粉进口和可燃物进口；
烟气进口210A为进气烟道210B的进口，热风进口220、蒸汽进口230、氧气进口240和煤粉进口分别为任意一个多通道燃烧嘴的任意一条通道的进口；
多通道燃烧嘴4有多条相对独立的输入通道，因此可通过至少一个多通道燃烧嘴4来输送反应所需的各种原料；
可燃物进口为任意一个多通道燃烧嘴的任意一条通道的进口，或开设在炉体270侧壁的辅料进口290，辅料进口290与进气管道280正相对设置。
通过设置多通道燃烧嘴4，能够将大部分输送端口集成在一起，减少多种物料混合所需的时间，从而增加多种物料反应的速率。
气化炉2还包括设置在炉体270侧壁的进气管道280，进气管道280的一端连通炉体270，进气管道280的另一端连通进气烟道210B；
多通道燃烧嘴4设置在炉体270的上顶部，并且输出物料的一端延伸至炉体270的内部，从多通道燃烧嘴4中输出的物料在输出口处点燃，并与从进气管道280进入的物料相混合燃烧后生成煤气。
其中，进气管道280与炉体270的中心轴线偏心设置。
进气管道280设有喇叭形的外轮廓形状，并被配置具有窄口端与阔口端，进气管道280的阔口端连通炉体270，进气管道280的窄口端连通进气烟道210B。设置成喇叭形的进气管道280，有利于物料向炉体270内部输送，而不会出现明显的回流现象。
环绕进气管道280的内周壁设置有加厚层281，呈现为两端低、中间隆起的波峰形，加厚层281将进气管道280的内管道分隔成两端开阔、中间狭窄的葫芦形。
通过设置加厚层281将进气管道280内部空间分隔为葫芦形，具有多个技术效果。首先，高速气流在投送物料时被加厚层281阻挡，仅留下唯一一个较为窄小的通道，利用风洞效应，能够有效将物料吸入至进气管道280内，提升物料投送的效率；其二，设置较为狭窄的通口，能够有效避免气体对流，同样能够提升送料效率；其三，进气管道280内部气体流动频繁，采用葫芦形的空间设置，既满足进气管道280对空间的要求，又可以有效避免煤粉向进料方向弥散，起到阻挡煤粉回流的作用。
根据上述的气化煤气燃料的制备系统提供的多个具体实施例，提出一种气化煤气燃料的制备方法，包括如下步骤：
步骤001：工业炉窑的热风出口、烟气出口和蒸汽出口分别与气化炉的热风进口、烟气进口和蒸汽进口相连通，热风进口与热风出口连通以为气化炉提供热空气，烟气进口与烟气出口连通以为气化炉提供具有二氧化碳的烟气，蒸汽进口与蒸汽出口连通以为气化炉提供蒸汽，氧气进口与供氧系统相连通，出气口与工业炉窑相连通，原料进口送入低质煤粉和可燃物粉末；
步骤002：热空气与氧气催化煤粉燃烧，蒸汽通过灼热的煤粉后生成一氧化碳和氢气，煤粉与氧气燃烧生成二氧化碳和一氧化碳，气流将混合的一氧化碳、二氧化碳、氢气、煤粉送入气化炉的炉体内；
步骤003：二氧化碳和多余的煤粉在炉体内发生反应并生成一氧化碳；
步骤004：一氧化碳和氢气经过主煤气出口和副煤气出口分层输入工业炉窑内，一氧化碳和氢气主要用作燃烧，另有一部分与工业炉窑内的氮氧化合物结合；
步骤500，气化炉的出气口设置为连接工业炉窑的燃料进口，将所述气化煤气直接通入所述工业炉窑内作为燃料使用。
在上述的气化煤气燃料的制备方法中，需要指出：出气口包括主煤气出口和副煤气出口，并且通过设置主煤气出口与副煤气出口的管径来控制不同的流量，管径大则流动阻力小，气流量相应增加；管径小则流动阻力大，气流量相应减少。
在还原区的侧壁设置水夹套，用于冷却炉体。
概括来说，本方法充分利用工业炉窑的产物(烟气、蒸汽、热风)来作为气化炉内反应的二氧化碳来源，热能来源、水份来源和空气来源，将低质煤转化为气化煤气，并循环利用于工业炉窑的燃料来源，实现低质煤的优化使用。
利用工业炉窑产生较多的二氧化碳，使炉体内的低质煤粉转化为一氧化碳，减少低质煤粉中固体碳的堆积，不仅降低最终产物(气化煤气)中的固体杂质，也防止气化炉炉体内固体物堆积，降低炉体的杂料出口管道堵塞爆炸的风险。
还能够将低质煤粉通过转化而产生的一氧化碳引入工业炉窑中作为燃料使用，能够有效中和工业炉窑中的氮氧化合物，有效减少有害气体排放。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种气化煤气燃料的制备系统，其特征在于，包括：
工业炉窑(1)，具有热风出口(120)、烟气出口(110)和蒸汽出口(130)；
气化炉(2)，具有热风进口(220)、烟气进口(210A)、蒸汽进口(230)、氧气进口(240)、原料进口(250)和出气口(260)，所述热风进口(220)与所述热风出口(120)连通以为所述气化炉(2)提供热空气，所述烟气进口(210A)与所述烟气出口(110)连通以为所述气化炉(2)提供具有二氧化碳的烟气，所述蒸汽进口(230)与所述蒸汽出口(130)连通以为所述气化炉(2)提供蒸汽，所述原料进口(250)用于送入低质煤粉和可燃物粉末；
供氧系统(3)，与所述氧气进口(240)连接，所述供氧系统(3)用于给所述气化炉(2)提供氧气；
其中，所述热空气、所述烟气、所述蒸汽、所述氧气、所述低质煤粉和所述可燃物粉末在所述气化炉(2)内混合反应以产生气化煤气燃料，所述出气口(260)用于输出所述气化煤气燃料。
2.根据权利要求1所述的一种气化煤气燃料的制备系统，其特征在于，所述出气口(260)与所述工业炉窑(1)的燃料进口连接，所述气化煤气燃料直接用于所述工业炉窑(1)燃烧使用。
3.根据权利要求1所述的一种气化煤气燃料的制备系统，其特征在于，所述气化炉(2)包括炉体(270)，所述炉体(270)连接进气烟道(210B)，且在所述炉体(270)上连通设有多通道燃烧嘴(4)；
所述原料进口(250)包括煤粉进口和可燃物进口；
所述烟气进口(210A)为所述进气烟道(210B)的进口，所述热风进口(220)、所述蒸汽进口(230)、所述氧气进口(240)和所述煤粉进口分别为任意一个所述多通道燃烧嘴(4)的任意一条通道的进口；
所述可燃物进口为任意一个所述多通道燃烧嘴(4)的任意一条通道的进口，或开设在所述炉体(270)侧壁的辅料进口(290)，所述辅料进口(290)与所述进气管道(280)正相对设置；
所述气化炉(2)还包括设置在所述炉体(270)侧壁的进气管道(280)，所述进气管道(280)的一端连通所述炉体(270)，所述进气管道(280)的另一端连通所述进气烟道(210B)；
其中，所述进气管道(280)与所述炉体(270)的中心轴线偏心设置。
4.根据权利要求3所述的一种气化煤气燃料的制备系统，其特征在于，各所述多通道燃烧嘴(4)的出口在所述进气管道(280)内且出口的方向倾斜朝向所述炉体(270)的中心方向，各所述多通道燃烧嘴(4)偏离所述进气管道(280)的轴线设置且出口方向汇集为一点或一面，以使多个所述多通道燃烧嘴(4)喷射后形成对冲面并产生气旋。
5.根据权利要求3所述的一种气化煤气燃料的制备系统，其特征在于，所述进气管道(280)的外轮廓为喇叭形状，所述进气管道(280)具有窄口端与阔口端，所述阔口端靠近所述所述炉体(270)设置，所述窄口端靠近所述进气烟道(210B)设置。
6.根据权利要求3所述的一种气化煤气燃料的制备系统，其特征在于，环绕所述进气管道(280)的内周壁设置有加厚层(281)，所述加厚层(281)呈现为两端低、中间隆起的波峰形，所述加厚层(281)将所述进气管道(280)的内管道分隔成两端开阔、中间狭窄的葫芦形。
7.根据权利要求3所述的一种气化煤气燃料的制备系统，其特征在于，所述炉体(270)的侧壁固定装设有蒸汽发生组件(5)，用于吸收所述炉体(270)逸散的热量并生产水蒸气。
8.一种如权利要求1-7任意所述气化煤气燃料的制备系统的制备方法，包括如下步骤：
步骤100、将低质煤料和可燃物制成粉末状，获得低质煤粉和可燃物粉末；
步骤200、将工业炉窑产生的热风、蒸汽和烟气从气化炉的顶端侧壁通入，并将低质煤粉和可燃物粉末通入所述气化炉，通过供氧系统向所述气化炉输送氧气；
步骤300、将所述低质煤粉、所述热风、所述蒸汽、所述烟气和所述氧气设置为进入所述气化炉后先汇集在一起，完成多相的混合反应，以使得煤粉中的挥发份和部分固定碳与O2反应转化成CO2和CO，水蒸气与C转化成H2与CO，即在气化炉的进料部分形成燃烧区；
步骤400、随着气化炉燃烧区内的高温混合气下沉，过量的CO2与剩余的煤粉中的固定碳进一步反应还原成CO，以形成能够作为燃料的气化煤气，即在气化炉的中间位置及出料端形成还原区。
9.根据权利要求8所述的气化煤气燃料的制备方法，其特征在于，还包括气化煤气循环利用方法步骤500，气化炉的出气口设置为连接工业炉窑的燃料进口，将所述气化煤气直接通入所述工业炉窑内作为燃料使用；
其中，所述出气口(260)包括主煤气出口(261)和副煤气出口(262)。
10.根据权利要求8所述的气化煤气燃料的制备方法，其特征在于，在所述还原区的侧壁设置水夹套(6)，用于冷却所述炉体(270)。
CN202111156223.3A 2021-09-30 2021-09-30 一种气化煤气燃料的制备系统 Active CN113773878B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111156223.3A CN113773878B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 一种气化煤气燃料的制备系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111156223.3A CN113773878B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 一种气化煤气燃料的制备系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113773878A true CN113773878A (zh) 2021-12-10
CN113773878B CN113773878B (zh) 2022-11-15

Family

ID=78854536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111156223.3A Active CN113773878B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 一种气化煤气燃料的制备系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113773878B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102620569A (zh) * 2012-03-09 2012-08-01 唐山京兆科技开发有限公司 一种工业炉窑资源循环利用系统
CN210014350U (zh) * 2019-06-19 2020-02-04 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 一种引射式生物质给料装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102620569A (zh) * 2012-03-09 2012-08-01 唐山京兆科技开发有限公司 一种工业炉窑资源循环利用系统
CN210014350U (zh) * 2019-06-19 2020-02-04 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 一种引射式生物质给料装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113773878B (zh) 2022-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102597629B (zh) 使用燃烧器燃烧微粒固体燃料的方法
CN108485710A (zh) 一种可协同气化处理废液、浆料和煤粉的气化炉和方法
US9328301B2 (en) Injector and method for co-feeding solid and liquid fuels
CN104593083A (zh) 一种新型生物质分步气化方法和装置
CN113773878B (zh) 一种气化煤气燃料的制备系统
CN116143425B (zh) 中心烧嘴式石灰窑
CN101618303A (zh) 用于碳氢化合物氧化的方法和反应器
CN218879751U (zh) 中心烧嘴式石灰窑
CN202581282U (zh) 生物质燃烧机
CN204417437U (zh) 一种新型生物质分步气化装置
CN104152184B (zh) 生物质旋风热解-悬浮燃烧复合气化装置及其气化方法
CN102213422A (zh) 一种多通道混合气体燃烧器
CN210399972U (zh) 一种水泥分解炉煤粉高效气化低氮燃烧技术装置
CN208151309U (zh) 一种制备高热值生物质燃气的流化床热解装置
CN115287097B (zh) 一种用于水泥窑的水煤气气化、还原脱硝的超低排放装置
CN215947202U (zh) 一种工业炉窑用气化炉
KR960001003B1 (ko) 연료의 가스화장치가 부착된 시멘트 원료의 가소장치
CN102734796A (zh) 劣质煤燃烧器
CN202032584U (zh) 多通道混合气体燃烧器
CN207143185U (zh) 气化烧嘴及气化装置
CN106595294B (zh) 催化还原法复合脱硝系统
CN108410504B (zh) 煤预处理装置和锅炉
CN106635177B (zh) 高效低耗高氢煤气发生系统
CN219319031U (zh) 一种高二氧化碳分压环境的碳酸盐生料分解装置
CN114777111B (zh) 一种气化耦合燃烧的英巴型w火焰锅炉装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: No. 68, Shangcuo Pancuoli, Wuxian Town, Tong'an District, Xiamen City, Fujian Province, 361000

Patentee after: Longke Tiancheng (Xiamen) Technology Co.,Ltd.

Address before: 361000 room 110, building a, talent entrepreneurship Park, No. 2002, Tongji Road, Tong'an District, Xiamen City, Fujian Province

Patentee before: Longke Tiancheng (Xiamen) Technology Co.,Ltd.