CN2908508Y - 节能高效燃煤气化炉 - Google Patents

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CN2908508Y CNU200620019527XU CN200620019527U CN2908508Y CN 2908508 Y CN2908508 Y CN 2908508Y CN U200620019527X U CNU200620019527X U CN U200620019527XU CN 200620019527 U CN200620019527 U CN 200620019527U CN 2908508 Y CN2908508 Y CN 2908508Y
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王明湖
单英涛
谭先朝
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昆明康立信电子机械有限公司
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Abstract

节能高效燃煤气化炉。本实用新型涉及一种在常压工况下的燃煤气化炉,属于利用煤的气化原理产生可燃气体并加以净化的技术领域。本气化炉的炉桥下方设置有旋风室,旋风室外围的炉壁位置有环形风道,环形风道上均布有一系列切向通入旋风室的旋风管,环形风道与鼓风机连通。本实用新型所述的气化炉可提高燃煤气化转换率,降低热量损失,改善产气质量,操作维护简单,便捷且安全可靠。

Description

节能高效燃煤气化炉
技术领域
本实用新型涉及一种在常压工况下的燃煤气化炉,属于利用煤的气化原理产生可燃气体并加以净化的技术领域。
背景技术
现有的生物质气化炉、煤气发生炉都是利用了燃料的气化原理来产生可燃气体(一氧化碳、氢气、甲烷等)来实现能源转换的目的。但现有的炉子在设计中不同程度的存在炉内供风以及集气结构设置不合理导致燃料燃烧不均匀、不充分;输出燃气焦油含量高、污染较大、管道易阻塞、清洁困难;容易产生漏水、漏气并维修困难等缺点;特别是现有的常压气化炉,因其空气供给量与输出用气量之间没有关联性控制,工作负载与燃烧气化工况不匹配,导致燃料不能得到有效利用,且压力波动大,不能真正保持在常压状态下运行,在安全性上存在隐患。如专利文献CN200420104566.0和CN200420034082.3所公开的燃煤气化炉就存在以下的技术缺点:①进风管处于锥形燃烧室的燃煤氧化层外壁,对中分布并穿越冷水套连通于炉子风道,这样的结构因燃煤氧化层的温度很高,使得进风管出风口部容易结焦堵塞且焊缝易产生裂纹和漏水,而且难于维护修补;②对中分布的进风管和单一偏心的集气口使得炉内的气流分布不均匀,燃煤的燃烧以及气化转换不充分,节能效果不佳;③在工作中,不论负载用气状况如何,鼓风机均保持同样的状态运行,这样使得在负载用气量小于产气量的情况下燃煤空耗量较大并使得炉内压力增大而产生安全隐患;④燃气输出温度太高使得焦油含量增高,热损失大,产气质量不高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种节能高效燃煤气化炉,可提高燃煤气化转换率,降低热量损失,改善产气质量,操作维护简单,便捷且安全可靠。
解决本实用新型的技术问题所采用的方案是:在现有的燃煤气化炉基础上,在炉桥的下方设置有旋风室,旋风室外围的炉壁位置有环形风道,环形风道上均布有一系列切向通入旋风室的旋风管,环形风道与鼓风机连通。
通过旋风管和旋风室内壁的作用,可使鼓入的空气将成螺旋上升状通过炉桥进入燃烧气化室,底层的燃煤可得到均匀且充分的供氧,以便于底层燃煤的助燃与均匀的氧化,同时也形成燃煤气化气流均匀上升的态势;进风管处于炉桥的下方,消除了常见的出风口结焦堵塞以及焊缝产生裂纹和漏水的现象,使操作维护更加简单。
燃烧气化室中生成的燃气通过分布在燃煤第二还原层的集气管并经过冷却水仓冷却后进入炉壁外层的环形集气室,因集气管同样是沿圆周均匀分布的,所以在整个燃烧气化室中气流的分布以及氧化、还原的程度更加均匀,从而保障了燃煤利用的充分以及高效产气;同时,通过对集气管的冷却,降低了燃气的温度,使得燃气中焦油含量得到下降。
安装在燃烧气化室顶部排烟管中的气化室压力传感器(亦可安装于与燃烧气化室相通的其它部位)将燃烧气化室内的压力信号送往压力伺服控制器,而压力伺服控制器则根据压力传感信号对调速鼓风机进行启/停和转速的实时控制,通过这种实时闭环的控制,使得气化炉的工作负载与燃烧气化工况保持了自动匹配,实现了根据用户的用气量自动控制产气量的目的。
安装在环形集气室出口的热交换过滤器,既能实现将燃气热能传递给进风,又能进一步降低燃气温度、减少焦油含量;同时,可拆式滤芯可以很方便的实现清洁与维护。
通过热交换过滤器的燃气与从鼓风机出口分流出来的空气通过各自的调节阀门在配气室中进行充分混合并进一步过滤,由混合气输出管供出洁净的混合可燃气体。
通过上述技术措施,实现燃煤在均匀上升的气流作用下完成均匀的气化转换,同时,生成的燃气经过穿越冷却水仓的集气管、环形集气室、热交换过滤器、配气室后已经得到了充分的冷却,焦油含量得到显著的降低,产气质量得到很大提高;因进风量受到压力伺服闭环控制,使得燃煤气化过程受控于负载用气量,从而极大提高了燃煤利用率并保障气化炉在常压下安全运行;因此,该实用新型实现了一种节能、高效、清洁且安全的燃煤气化炉。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;图2为环形集气室以及集气管的剖视图;图3为旋风室、旋风管、环形风道以及热交换过滤器的剖视图;图4为活动式滤芯的机械结构图。
图中各标号依次表示:排烟管1、阀门1-1、压力传感器2、压力伺服控制器3、燃烧气化室4、冷却水仓5、环形集气室6、集气管7、热交换室8、热交换过滤器9、焦油排放阀9-1、滤芯10、炉桥11、旋风室12、旋风管13、环形风道14、热风管15、储灰室16、排灰口17、炉壁18、封火通风口19、阀门19-1、排水阀20、摇杆21、观察口22、水位计23、维护手口24、排汽管25、进料口26、鼓风机27、鼓风机管28、输出燃气管29、配风管30、配气室31、焦油排放阀31-1、混合间32、清洁手孔32-1、沉淀间33、输出间34、清洁手孔34-1、混合气输出管35。
具体实施方式
参见各图,排烟管1安装并连通于燃烧气化室上部,其上装有出口阀门1-1,炉内燃煤起燃后关闭该阀门使燃气全部由集气管7输出。压力伺服控制器3的内部带A/D转换、数据分析和处理以及调速驱动,它通过压力传感器2装于排烟管1处,检测燃烧气化室4内的压力,而其信号端与带调速的鼓风机27电连接,用于控制鼓风量保持稳定炉压。燃烧气化室4的侧面装有观察口22,它装有密封门,可观察燃煤的燃烧情况并作为清理燃烧气化室4结渣使用,燃煤通过顶部带密封盖的进料口26装入燃烧气化室4中。冷却水仓5处于燃烧气化室4和炉壁18间,用于对燃烧气化室壁和集气管7进行冷却降温,其上部装有敞开的排汽管25,从而保持仓内处于常压状态。环形集气室6位于炉体上部,其内侧与沿燃烧气化室4周圈分布的集气管7相联,外侧装有维护手口24以及热交换过滤器9。集气管7的两端各联接在燃烧气化室4的燃煤第二还原层和环形集气室6的内侧并通过穿越冷却水仓5得以冷却降温。热交换室8中装有上部开口的隔板形成倒U形,热交换过滤器9被包围于其中,实现将鼓风机27鼓入的冷风进行预热且对热交换过滤器9进行冷却的作用。详见图4、1,热交换过滤器9的内部通过滤芯10与环形集气室6相连通,外部有换热肋板,下部装有输出燃气管29,底部安装有焦油排放阀9-1,燃气通过该部件实现降温与净化的目的,10为热交换过滤器9中的活动式滤芯,由若干层具有交错排列气孔的滤板和提拉支架构成,可以从热交换过滤器9中方便取出进行清洁。11为具有均布排灰孔的炉桥,安装于燃烧气化室4与旋风室12间,炉壁之外的摇杆21通过转动机构连接炉桥11,可进行±15°左右的摇摆从而将燃烧气化室内的炉灰排下,实现手动排灰。旋风室12位于炉桥11下部,可将进风进行整流,形成螺旋上升的空气流供给燃烧气化室;13为若干沿圆周分布的旋风管,两端分别联接旋风室12与环形风道14并沿切向进入旋风室;14为环形风道,经热交换室8预热的进风通过热风管15沿切向进入其外侧,通过其内侧沿圆周分布的的旋风管进入旋风室;15为热风管,两头分别联接热交换室8与环形风道14,其上安装有阀门防止封火时烟气倒灌进热交换室8。沿炉桥11落下的炉灰暂存储灰室16,其侧面装有排灰口17和封火通风口19,17为装有密封门的排灰口,用于关闭鼓风机后进行排灰;18为炉体外壁,用于支撑炉体与外围部件;19为装有阀门的封火通风口,在不使用燃气时关闭鼓风机,打开封火通风口19的阀门19-1提供微弱的进风从而保持炉内燃煤不熄火,因此,再次使用时无需重新点火。20为排水阀,通过该阀可将冷却水仓内5的热水排出供给用户使用热水。23为冷却水仓水位计,用于观察冷却水仓内的水位;24为集气室手孔,其上装有密封端盖,便于打开后对环形集气室6的清理维护;25为排汽管,始终保持与外界的通畅,用于排放冷却水仓中的水蒸汽,避免冷却水仓5内压力过高,也可作为冷却水仓的加水口。28为鼓风机管,从鼓风机27内吹出的冷风在此被分流为两路,一路进入热交换室8供炉内使用,另一路通过配风管30进入配气室31与燃气混合产生可燃混合气;29为输出燃气管,两端分别联接热交换过滤器9与配气室31,其上安装有阀门,用于进行混合比调节;30为配风管,联接鼓风机管28与配气室31间,其上安装有阀门,用于进行混合比调节;31为配气室,用于实现由配风管30送入的空气与由燃气管29送入的燃气进行混合与过滤,内部被隔板和过滤板分割成混合间32、沉淀间33、以及输出间34,混合间32和输出间34分别安装了带密封盖的清洁手孔32-1和34-1,沉淀间33下部安装有焦油排放阀31-1;经过两次过滤,洁净、可燃的混合气由输出间34输出到混合气输出管35供用户使用。

Claims (8)

1.一种节能高效燃煤气化炉,其特征在于:在炉桥的下方设置有旋风室,旋风室外围的炉壁位置有环形风道,环形风道上均布有一系列切向通入旋风室的旋风管,环形风道与鼓风机连通。
2.根据权利要求1所述的气化炉,其特征在于:所述燃烧气化室在燃煤第二还原层的高度范围沿气化室周圈均布有一系列燃气出气孔,且出气孔经过穿越冷却水仓的集气管连通到设置在炉壁外圈的环形集气室。
3.根据权利要求1所述的气化炉,其特征在于:炉上装有与压力伺服控制器连接的压力传感器,压力伺服控制器的信号端与调速鼓风机电连接。
4.根据权利要求2、3所述的气化炉,其特征在于:环形集气室与热交换过滤器的滤芯连通,再连通输出燃气管;热交换过滤器套于呈倒U形且密封的热交换室中,热交换室的两头分别连通至调速鼓风机和环形风道。
5.根据权利要求4所述的气化炉,其特征在于:输出燃气管和鼓风机分别连通一配气室的混合间,配气室的混合间与输出间通过沉淀间连通,混合气输出管再连通输出间;在热交换过滤器、配气室的底部都安装有焦油排放阀。
6.根据权利要求5所述的气化炉,其特征在于:燃烧气化室的侧面装有带密封门的观察口,环形集气室的外侧也装有带密封门的维护手口。
7.根据权利要求6所述的气化炉,其特征在于:冷水仓的上部装有敞开的排汽管,炉壁外部装有与炉桥连接的摇杆。
8.根据权利要求7所述的气化炉,其特征在于:储灰室壁装有带阀门的封火通风口,炉壁的下部装有排水阀,炉壁的上部装有冷水仓水位计,配气室的混合间和输出间分别装有带密封盖的清洁手孔。
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