CN204125429U - 一种二段式无焦油煤气发生炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种二段式无焦油煤气发生炉，包括炉体，炉体分为低温干馏段和高温气化段，低温干馏段包括上层的干燥层和下层的干馏层，高温气化段包括上层的还原层、中间的燃烧层和下层的灰渣层，炉体的低温干馏段和高温气化段之间设有干馏煤气输送管，本实用新型利用高温气化段产生的高温还原煤气作为热载体对投入的块煤进行干燥和干馏，形成半焦化块煤和干馏煤气，干馏过程产生的含有较多煤焦油等有毒有害物质的干馏煤气被重新引入发生炉参与燃烧，使煤焦油可完全分解，输出的还原煤气纯净且符合环保要求。

Description

一种二段式无焦油煤气发生炉

技术领域

本实用新型涉及到煤气发生炉，尤其涉及到一种能完全消除输出煤气中的煤焦油、防止输送管道堵塞的二段式无焦油煤气发生炉。

背景技术

煤气发生炉制备煤气过程中，输出的煤气中会含有大量的煤焦油，由于煤焦油沸点较低，在输出管道内容易因温度下降而析出，因其具有粘稠性而极易堵塞或阻滞管道造成煤气输送不畅、管降增加，带来安全隐患，为了防止此类问题的发生，如公开号为CN101457159A的、名称为二段式煤气发生炉煤气净化冷却工艺的中国发明专利，就涉及一种二段式煤气发生炉净化冷却工艺，在煤气输出管道上设置净化冷却装置，用于除去煤焦油，工艺流程为：上段煤气经重力除尘器将煤气中的大颗粒粉尘和部分焦油除去，然后进入静电除焦器，将煤气中的绝大部分焦油和粉尘除去，再进入静电除尘器，下段煤气经重力除尘器将煤气中的大颗粒粉尘除去，进入余热回收器，将煤气高温显热回收利用，再进入风冷器，利用外界空气对煤气降温后再进入静电除尘器，进入静电除尘器的上段煤气和下段煤气混合后，再进入间接冷却器，最后经煤气增压设备加压输送至用户，虽然经过多重净化处理后的煤气除去了绝大部分煤焦油，但由于处理过程复杂、成本较高，且煤气中的焦油仍无法完全除尽，在长距离输送或低温状态下焦油仍会析出而影响管道安全、降低燃烧效率。

实用新型内容

本实用新型主要解决现有二段式煤气发生炉输出煤气中含有大量煤焦油、后续净化处理过程复杂、处理成本较高且无法完全除净而影响管道安全的技术问题；提供了一种能完全消除输出煤气中的煤焦油、防止输送管道堵塞的二段式无焦油煤气发生炉。

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型主要是采用下述技术方案：

本实用新型的一种二段式无焦油煤气发生炉，为二段式煤气发生炉，包括炉体，所述炉体分为低温干馏段和高温气化段，炉体顶部设有投料口，炉底设有排灰口，所述低温干馏段包括上层的干燥层和下层的干馏层，块煤在干燥层内受高温还原煤气的作用而干燥脱水，并在干馏层内热解干馏，相应生成干馏煤气和半焦化块煤，半焦化块煤下移至高温气化段继续进行热解反应，高温气化段包括上层的还原层、中间的燃烧层和下层的灰渣层，半焦化型煤在所述还原层和燃烧层内高温热解气化并产生还原煤气，并最后形成灰渣，炉体底部设有气化剂输送管，用于气化剂的引入，气化剂包括空气和饱合水蒸汽，气化剂内的水蒸汽含量可调，炉体的低温干馏段和高温气化段之间设有干馏煤气输送管，干馏煤气输送管的一端与炉膛上部的空层连通，干馏煤气输送管的另一端则与炉体下段燃烧层相通，干馏煤气通过输送管引至燃烧层并与气化剂及半焦化块煤同时燃烧，产生的还原煤气则从高温气化段上部引出，利用高温气化段产生的约600℃的还原煤气作为热载体对投入的块煤先进行干燥和干馏，使低温干馏段保持400℃～550℃的温度区间，制成半焦化块煤和干馏煤气，干馏过程产生的含有较多煤焦油等有机有毒有害物质的约300℃～350℃的干馏煤气被重新引入发生炉的高温燃烧层参与燃烧，燃烧层的温度控制在1200℃左右，使干馏煤气中的煤焦油可完全分解，产生的还原煤气经过净化处理单元的脱酸处理后纯净且符合环保要求，还原层的温度保持在600℃～1100℃，调节气化剂中的水蒸汽含量可控制燃烧层的燃烧温度并保持稳定。

作为优选，所述干馏煤气输送管上设有变频引风机用于控制干馏煤气的风量和风压，使发生炉的上部炉膛空层保持微正压，防止干馏段吸入空气而引起爆炸。

作为优选，所述干馏煤气输送管的中部呈立式结构，以防止输送管内煤焦油积聚，立管可防止干馏煤气中的煤焦油因流速变化或温度降低而析出、沉淀带来安全隐患，同时，输送管上可覆盖保温层，可以最大限度地减少干馏煤气在输送过程中的温降，使干馏煤气温度始终高于煤焦油的气化温度。

作为优选，所述炉体外部周沿设有干馏煤气环形分流管，所述环流分流管与所述干馏煤气输送管相通，环形分流管内侧均布有环缝，所述环缝上设有防堵结构，干馏燃气通过环缝引至燃烧层与半焦化块煤同时燃烧。

作为优选，所述气化剂的管道上还设有水蒸汽含量控制器，用于检测和调节气化剂内的水蒸汽含量，水蒸汽既可吸收燃烧层的热能，使燃烧层的温度保持在1200℃左右，同时水份分解产生的H₂和CO，又能助燃，提高了热能利用率。

作为优选，所述还原煤气引出端还设有净化处理单元，用于对还原煤气进行脱酸处理。

本实用新型的有益效果是：采用高温气化段产生的高温还原煤气作为热载体对投入的块煤先进行干燥和干馏，形成半焦化块煤和干馏煤气，干馏过程产生的含有较多煤焦油等有机有毒有害物质的干馏煤气被重新引入发生炉的高温燃烧层参与燃烧，燃烧层的温度控制在1200℃左右，使干馏煤气中的煤焦油可完全分解，产生的还原煤气经过净化处理单元的脱酸处理后纯净且符合环保要求，调节气化剂中的水蒸汽含量可控制燃烧层的燃烧温度并保持稳定。

附图说明

图1是本实用新型的二段式无焦油煤气发生炉的工艺示意图。

图2是本实用新型的二段式无焦油煤气发生炉的结构示意图。

图中1.炉体，11.干燥层，12.干馏层，13.还原层，14.燃烧层，15.灰渣层，2.气化剂输送管，21.水蒸汽含量控制器，3.干馏煤气输送管，31.变频引风机，4.环形分流管，5.净化处理单元。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种二段式无焦油煤气发生炉，如图1所示，其工艺步骤如下：

首先，将块煤从无焦油煤气发生炉顶部的投料口投入炉膛内，约600℃的高温还原煤气作为热载体上升并穿越堆叠的块煤，在干燥层对块煤进行干燥，而且由于炉膛的密闭性，处于干馏层的块煤可以在400℃～550℃的无氧状态下进行干馏，形成半焦化块煤和干馏煤气，含有较多煤焦油等有毒有害物质的干馏煤气以350℃的温度从炉膛空层引出并通过变频引风机控制流量和风压后重新送入发生炉参与燃烧，然后，半焦化块煤下移至高温气化段继续进行热解反应，此外，含有饱合水蒸汽的气化剂从炉底鼓入，穿过灰渣层与干馏煤气一起进入燃烧层参与燃烧，燃烧层温度保持在1200℃左右，半焦化块煤在高温气化段内持续进行热解反应，形成还原煤气和熔凝状灰渣，灰渣从炉底排灰口排出，经冷却后可制成安全无害的固化物；

最后，不含煤焦油等有毒有害物质的还原煤气从高温气化段上部引出，经脱酸处理后即可作为清洁纯净的可燃气引至用能设备，而部分还原煤气则上升至低温干馏段对上部块煤进行干燥和干馏。

基于以上工艺方法的二段式无焦油煤气发生炉如图2所示，包括二段式煤气发生炉炉体1，炉体分为上部的低温干馏段和下部的高温气化段，炉体顶部设有投料口，炉底设有排灰口，低温干馏段包括上层的干燥层11和下层的干馏层12，块煤首先在干燥层内受高温还原煤气的作用而干燥，并在干馏层内热解干馏，相应生成干馏煤气和半焦化块煤，600℃左右的高温还原煤气作为热载体提供块煤干燥和干馏所需的能量，半焦化块煤下移至高温气化段继续进行热解反应，高温气化段包括上层的还原层13、中间的燃烧层14和下层的灰渣层15，还原层的温度梯度为600℃～1100℃，燃烧层的燃烧温度为1200℃，半焦化块煤在还原层和燃烧层内高温热解气化并产生还原煤气，并最后形成灰渣排出炉外，炉体底部设计有气化剂输送管2，用于气化剂的引入，气化剂穿过灰渣层进入燃烧层，参与半焦化块煤的燃烧，气化剂包括空气和饱合水蒸汽，气化剂输送管上设计有水蒸汽含量控制器，用于检测和调节气化剂内的水蒸汽含量，水蒸汽既可吸收燃烧层的热能，使燃烧层的温度保持在1200℃左右，同时水份分解产生的H₂和CO，又能助燃，提高了热能利用率，在炉体的低温干馏段和高温气化段之间设计有干馏煤气输送管3，干馏煤气输送管的一端与炉膛上部的空层连通，另一端则与燃烧层相通，在燃气化炉的炉体外部周沿设计有干馏煤气环形分流管4并与干馏煤气输送管3相通，环形分流管上均布有环缝，环缝上设计有防堵结构，干馏燃气通过环缝喷射至燃烧层上与半焦化型煤同时燃烧，既提高了能源的利用率，干馏煤气中所含有的煤焦油等有机有毒有害物质经过1200℃的高温燃烧后也可完全分解，在干馏煤气输送管上还设计有变频引风机51用于控制干馏煤气的输送量和风压，使干馏煤气的输出温度保持在350℃左右及炉膛内压保持微正压，防止外部空气漏入，保证干馏过程安全可靠，同时，干馏煤气输送管的中部设计为立式结构，可以有效防止输送管内煤焦油的沉淀或积聚，输送管外包覆保温材料也可以防止干馏煤气温度的下降，产生的还原煤气则从高温气化段上部引出，一部分引出至净化处理单元5，经脱酸处理后形成纯净的可燃气，输送至用能设备，另一部分还原煤气则上升穿越低温干馏段对投入的块煤进行干燥和干馏。

在本实用新型的描述中，技术术语“上”、“中”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等表示方向或位置关系是基于附图所示的方向或位置关系，仅是为了便于描述和理解本实用新型的技术方案，以上说明并非对本实用新型作了限制，本实用新型也不仅限于上述说明的举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、增添或替换，都应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种二段式无焦油煤气发生炉，其特征在于：所述煤气发生炉为二段式煤气发生炉，包括炉体(1)，所述炉体分为上部的低温干馏段和下部的高温气化段，炉体顶部设有投料口，炉底设有排灰口，所述低温干馏段包括上层的干燥层(11)和下层的干馏层(12)，块煤在干燥层内受高温还原煤气的作用而干燥脱水，并在干馏层内热解干馏，相应生成干馏煤气和半焦化块煤，高温气化段包括上层的还原层(13)、中间的燃烧层(14)和下层的灰渣层(15)，半焦化型煤在所述还原层和燃烧层内高温热解气化并产生还原煤气，并最后形成灰渣，炉体底部设有气化剂输送管(2)，用于气化剂的引入，气化剂包括空气和饱合水蒸汽，气化剂内的水蒸汽含量可调，炉体的低温干馏段和高温气化段之间设有干馏煤气输送管(3)，干馏煤气输送管的一端与炉膛上部的空层连通，干馏煤气输送管的另一端则与炉体下段的燃烧层相通，干馏煤气通过输送管引至燃烧层与半焦化块煤同时燃烧，产生的还原煤气则从高温气化段上部引出。

2.根据权利要求2所述的一种二段式无焦油煤气发生炉，其特征在于：所述干馏煤气输送管(3)上设有变频引风机(31)用于控制干馏煤气的风量和风压，使煤气发生炉的上部炉膛空层保持微正压。

3.根据权利要求1或2所述的一种二段式无焦油煤气发生炉，其特征在于：所述干馏煤气输送管(3)的中部呈立式结构，以防止管内煤焦油存淀或积聚。

4.根据权利要求1所述的一种二段式无焦油煤气发生炉，其特征在于：所述炉体(1)外部周沿设有干馏煤气环形分流管(4)，所述环形分流管与所述干馏煤气输送管(3)相通，环形分流管内侧均布有环缝，所述环缝上设有防堵结构，干馏燃气通过环缝引至燃烧层与半焦化块煤同时燃烧。

5.根据权利要求1所述的一种二段式无焦油煤气发生炉，其特征在于：所述气化剂输送管(2)上还设有水蒸汽含量控制器(21)，用于调节气化剂内的水蒸汽含量。

6.根据权利要求1所述的一种二段式无焦油煤气发生炉，其特征在于：所述还原煤气引出端还设有净化处理单元(5)，用于对还原煤气进行脱酸处理。