CN207210341U - 煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置 - Google Patents

Abstract

本技术提供的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置，是在壳体顶部的顶盖上设有进气口、铺料器，壳体上部一侧设有进料螺旋；铺料器下部插入到进料螺旋下方，壳体底部设置炉排装置；炉排装置下方是出炭螺旋；壳体中部设置有可燃气的抽气装置，在抽气装置与炉排装置之间设置有上下两个喷蒸汽装置组成的双级喷蒸汽装置。该装置可以生产煤质活性炭和可燃气，解决传统煤质颗粒活性炭生产装置产品单一，资源浪费的问题，革新了煤质活性炭生产工艺，不仅提高了经济效益，而且更环保。

Description

煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置

技术领域

本技术涉及的是一种用于煤质颗粒的固定床气化的气炭联产装置，属于煤气化与活性炭领域。

背景技术

传统煤质柱状活性炭生产工艺，原料煤首先经过制粉，然后加入脱水后煤焦油与沥青混合后固化成型颗粒状炭，而后经过炭化冷却，得到用于生产活性炭的炭化料，再进行活化生产煤质活性炭。其传统炭化工艺，第一，由于炭化设备局限，可燃气没有得到可持续的收集并资源化利用，浪费大量能源，同时造成一定的环境污染；第二，直接炭化，其产生的炭化料碘值和比表面积非常低，后期活化工艺的活化时间和耗能大，因此，如何充分利用煤质活性炭生产过程中炭化工艺中热量，如何研发一套装置能实现煤质颗粒炭气炭联产的装置，同时实现在不增加成本基础上，对炭化料微活化是当前煤质柱状活性炭生产工艺研究的重点问题。

发明内容

本技术针对现有工艺技术不足，提出的是煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置，可以生产煤质活性炭和可燃气，解决传统煤质颗粒活性炭生产装置产品单一，资源浪费的问题，革新了传统煤质炭生产活性炭工艺装置，不仅提高了经济效益，而且更环保。

本专利的技术解决方案：

本专利所述的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置，在壳体顶部的顶盖上设有进气口、铺料器，壳体上部一侧设有进料螺旋；铺料器下部插入到进料螺旋下方，壳体底部设置炉排装置；炉排装置下方是出炭螺旋；壳体中部设置有可燃气的抽气装置，在抽气装置与炉排装置之间设置有上下两个喷蒸汽装置组成的双级喷蒸汽装置。

作为对所述的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置的进一步改进，上喷蒸汽装置喷入的水蒸气的量，要满足双级喷蒸汽装置所在的壳体内部微活化区温度不低于800度；下喷蒸汽装置喷入的水蒸气的量，要满足双级喷蒸汽装置与炉排装置之间的壳体内部冷却区温度不高于300度。

作为对所述的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置的进一步改进，上下喷蒸汽装置结构相同，均包括与蒸汽源相通的主进气盘管和多根与主进气盘管相通且伸入到壳体内部的打孔支管组成。

作为对所述的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置的进一步改进，炉排装置由支撑轨道、炉排支架、炉排孔板以及外传动结构组成，炉排孔板安置于炉排支架上的架槽中，炉排支架下部四周通过滚动轴承滚动支撑在支撑轨道上；支撑轨道固定在壳体底部的机架上；炉排支架的中心定轴与固定在机架上的主支撑梁转动连接；炉排支架的边框下部为与外传动结构中的主动齿轮啮合的齿结构。

作为对所述的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置的进一步改进，抽气装置包括位于壳体内部的布置抽气孔的圆筒，抽气孔孔径小于煤质颗粒；圆筒的上下两端分别通过封板与壳体相连，在两个封板之间的壳体上设置有可燃气出口。最好，圆筒为耐火砖砌成，抽气孔孔径为煤质颗粒大小的0.8倍，圆筒上抽气孔开孔面积为圆筒内表面面积的35-45%。

本技术的有益效果：

煤质颗粒由上料通过进料螺旋送入壳体上部的位于抽气装置与进料螺旋之间的气化反应区，通过可燃气出口后的抽气风机将空气通过进气口引入气化反应区为本装置提供适量的气化剂，由于煤的发热量高，气化反应区的温度也相对高，气化反应区温度控制在500-800度。气化产生的可燃气同时通过抽气风机引出炉体。气化后的高温炭随即落入双级喷蒸汽装置所在的微活化区，双级喷蒸汽装置定量喷入水蒸气（以保证微活化区的温度不低于800度为宜），高温炭在蒸汽的作用下发生活化反应，同时产生少量可燃气也一并由抽气装置抽出。微活化后的煤质颗粒微活化料随后落入双级喷蒸汽装置与炉排装置之间的冷却区。由于双级喷蒸汽装置喷入的蒸汽，煤质颗粒微活化料在冷却区内逐渐降温至300度以下，最后再通过炉排装置、出炭螺旋排出炉外。炉排装置根据反应的强度均匀出炭。

本技术的特点：

1）、通过双级喷蒸汽装置既实现了微活化又有效预防了炭的烧失。

本装置突破传统的上吸式气化炉与下吸式气化炉的结构特点，从中间产可燃气，并将气化与微活化反应有机结合在一起，实现了炭气联产。

2）、通过定轴旋转式炉排装置，实现炉排孔板的旋转，实现煤质颗粒微活化料的均匀下落。

3）、本装置的底部设有带有冷却夹套的出炭螺旋，冷却夹套内通入水进行冷却，实现炭的冷却以及顺畅下料。

附图说明

图1是煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置的示意图；

图2是中间抽气装置的示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是上喷蒸汽装置的示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是炉排装置的示意图；

图7是炉排孔板等的俯视图。

图中，1是铺料器、2是进气口（气化剂进口）、3是煤质颗粒料斗、4是进料螺旋、5是出气口、6是抽气装置、7是上喷蒸汽装置、8是下喷蒸汽装置、9是炉排装置、10出炭冷却螺旋，11是耐火砖、12是抽气孔，13是壳体、14是主进气盘管、15是打孔支管、16是炉排支架、17是炉排孔板、18是滚动轴承、19是齿圈、20是炉排传动机构、21是主支撑梁、22是中心定轴，23是支撑轨道，61是圆柱体，62是封板。

具体实施方式

参见图1所示的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置，在壳体顶部设有进气口2、由减速电机带动旋转的铺料器1，铺料器1的减速机固定于气化装置顶盖上，铺料器上部固定于顶盖上，下部插入到进料螺旋下方，壳体上部的气化反应区设有相连的煤质颗粒料斗3和进料螺旋4；壳体中部设置有可燃气的抽气装置6，抽气装置上设置有检查孔（用于检修时打开观察孔是否有损坏）；装置下部微活化区设置有由上喷蒸汽装置7和下喷蒸汽装置8组成的双级喷蒸汽装置；微活化区的下部设置炉排装置9，壳体的底部设有出炭螺旋10。出炭螺旋是带有冷却夹套的密封炭出炭冷却螺旋，最终收集到冷却的煤质颗粒微活化料。

对照图2、3，抽气装置6中，是由N块耐火砖11砌成的圆柱体上均匀布置抽气孔12，孔径为煤质颗粒大小的0.8倍，开孔面积为圆柱体内表面面积的40%；圆柱体61的上下两端分别通过封板62与壳体相连，封板把圆柱体外部与壳体内部空间相隔离。在两个封板之间的壳体上设置有与抽气风机相通的可燃气出口5。气化产生的可燃气在外抽力的作用下由抽气孔12中均匀抽出。

参见图4、5，装置下部微活化区设置有两级喷蒸汽装置。上喷蒸汽装置7由主进气盘管14和n根打孔支管15组成，打孔支管15均匀布置于主进气盘管14上，支管15伸入壳体内的部分均匀布置直径3-5mm的孔，通过支管上的孔将蒸汽均匀喷入微活化区。根据微活化区温度调整上喷蒸汽装置的喷蒸汽量实现其高温炭的微活化。下喷蒸汽装置8与上喷蒸汽装置7相同结构，同样根据冷却区的温度来调整下喷蒸汽装置的喷蒸汽量。

参见图6、7，微活化区的下部设置的炉排装置是出炭组件，其主要由炉排支架16、炉排孔板17、滚动轴承18、齿圈19、炉排传动机构20以及炉外动力机构组成。

n块炉排孔板17直接放置的炉排架16上的限位槽中，可根据煤质颗粒大小更换炉排孔板17，炉排孔板数量和打孔大小根据炉子直径和原料大小来定。炉排支架16中心通过中心定轴22与固定在机架上的主支撑梁21之间设置轴承。炉排支架16外缘通过滚动轴承18滚动支撑在支撑轨道23上，支撑轨道23固定在壳体底部的机架上。炉排支架的边框下部连接有齿圈19，炉外动力机构通过炉排传动机构20的传动，通过主动齿轮带动齿圈19，实现炉排孔板17随中心定轴22的旋转，将煤质颗粒微活化料排出。

应用举列：

煤质颗粒由上料通过螺旋送入上部气化反应区，通过可燃气出口后的抽气风机将空气引入气化反应区为装置提供适量的气化剂，使用装置反应腔温度控制在500-800℃（煤的发热量高，气化反应区的温度也相对高），气化产生的可燃气同时通过抽气风机引出炉体，炉排根据反应的强度均匀出炭，气化后高温炭随即落入微活化区，此时主要通过调节上喷蒸汽装置喷入适量水蒸气，以保证是微活化区的温度不低于800℃为宜，高温炭在蒸汽的作用下发生活化反应，同时产生少量可燃气也一并由抽气口带出。微活化后的煤质颗粒微活化料随后落入冷却区，主要通过调节下喷蒸汽装置喷入适量水蒸气，使得冷却区内的煤质颗粒微活化料降温至300℃以下，最后再通过炉排旋转均匀落入带冷却夹套的出炭螺旋冷却后排出炉外。

煤质颗粒进入本装置后在气化反应区发生热解气化反应，在装置中部设置有热解气的抽气装置，将热解产生的可燃气抽出，在装置的下部微活化区设有双级喷蒸汽装置，上喷蒸汽装置喷蒸汽后实现煤质炭的微活化，下喷蒸汽装置喷蒸汽冷却煤质炭，最终得到初步活化炭化料即煤质颗粒微活化料与可燃气。解决传统煤质颗粒活性炭生产装置先炭化、其产品单一、资源浪费，本装置革新了煤质炭生产活性炭工艺，本装置不仅可以生产煤质活性炭，还可以有煤气化产生的可燃气，可以作为发电（或烧锅炉）用气，提高了经济效益、而且更环保。

Claims (7)

1.煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置，在壳体顶部的顶盖上设有进气口、铺料器，壳体上部一侧设有进料螺旋；铺料器下部插入到进料螺旋下方，壳体底部设置炉排装置；炉排装置下方是出炭螺旋；其特征是：壳体中部设置有可燃气的抽气装置，在抽气装置与炉排装置之间设置有上下两个喷蒸汽装置组成的双级喷蒸汽装置。

2.根据权利要求1所述的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置，其特征是：上喷蒸汽装置喷入的水蒸气的量，要满足双级喷蒸汽装置所在的壳体内部微活化区温度不低于800度；下喷蒸汽装置喷入的水蒸气的量，要满足双级喷蒸汽装置与炉排装置之间的壳体内部冷却区温度不高于300度。

3.根据权利要求1所述的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置，其特征是：上下喷蒸汽装置结构相同，均包括与蒸汽源相通的主进气盘管和多根与主进气盘管相通且伸入到壳体内部的打孔支管组成。

4.根据权利要求1所述的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置，其特征在于：炉排装置由支撑轨道、炉排支架、炉排孔板以及外传动结构组成，炉排孔板安置于炉排支架上的架槽中，炉排支架下部四周通过滚动轴承滚动支撑在支撑轨道上；支撑轨道固定在壳体底部的机架上；炉排支架的中心定轴与固定在机架上的主支撑梁转动连接；炉排支架的边框下部为与外传动结构中的主动齿轮啮合的齿结构。

5.根据权利要求1所述的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置，其特征在于：抽气装置包括位于壳体内部的布置抽气孔的圆筒，抽气孔孔径小于煤质颗粒；圆筒的上下两端分别通过封板与壳体相连，在两个封板之间的壳体上设置有与抽气风机相通的可燃气出口。

6.根据权利要求5所述的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置，其特征在于：圆筒为耐火砖砌成，抽气孔孔径为煤质颗粒大小的0.8倍，圆筒上抽气孔开孔面积为圆筒内表面面积的35-45%。

7.根据权利要求1所述的煤质颗粒固定床气化的气炭联产装置，其特征在于：出炭螺旋为带有冷却夹套的出炭螺旋。