CN103396838A - 能够高效自净化焦油的下吸式气化炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及煤或生物质气化领域，特别是涉及能够高效自净化焦油的下吸式气化炉，包括炼焦炉和气化炉等构成。工作原理是：炼焦炉先把物料(煤或生物质燃料)分解成焦炉气和焦炭，然后把焦炉气与气化剂(空气、富氧或纯氧)混合燃烧，以彻底清除掉焦油，燃烧后的焦炉气与空气再经过下吸式气化炉转化成可燃气。本发明可以用于电厂、工业和居民供气，小型的可以用于家庭供气。

Description

能够高效自净化焦油的下吸式气化炉
技术领域
本发明涉及煤或生物质气化领域，特别是涉及能够高效自净化焦油的下吸式气化炉。
背景技术
整体气化热空气循环(IGHAT)的发电方式，建厂投资最低，能量转换效率高达60％。但是，IGHAT迟迟未商业化，其主要障碍是可燃气中含有较高的焦油和飞灰，因为燃气轮机要求可燃气中的焦油含量不超过0.02～0.05g/m3。将物料(煤或生物质燃料)转化为可燃气的装置称气化炉。目前公知的气化炉有：上吸式气化炉、流化床气化炉和下吸式气化炉等。各种气化炉可燃气焦油的含量的数量级为：上吸式气化炉100g/m3；流化床气化炉10g/m3；下吸式气化炉的焦油经过氧化和还原区，大部分发生了燃烧和裂解，可燃气的焦油含量最低，为1g/m3，但还是无法满足燃气轮机的要求。从目前大部分气化工艺看，可燃气焦油含量为2～50g/m3，因此需要去除99～99.9％的焦油才能达到气化发电要求。
发明内容
本发明的目的是提供的能够高效自净化焦油的下吸式气化炉，可以把可燃气中的焦油含量降低到无需净化就可以直接进入燃气轮机。
按此目提供的能够高效自净化焦油的下吸式气化炉，包括炼焦炉和下吸式气化炉等构成。工作原理是：炼焦炉先把物料(煤或生物质燃料)分解成焦炉气和焦炭，然后把焦炉气与气化剂(空气、富氧或纯氧)混合燃烧，以彻底清除掉焦油，燃烧后的焦炉气与空气再经过下吸式气化炉转化成可燃气。
图1是本发明的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
参见图1，能够高效自净化焦油的下吸式气化炉，包括炼焦炉1和下吸式气化炉2等构成，其特征是，所述的炼焦炉1是设置在下吸式气化炉2上面，以便生成的焦炭能够落到下吸式气化炉2上；炼焦炉1内设置一个内胆3，使炉壁4与内胆3之间形成一个夹层10，高温的可燃气从夹层10中流过，使可燃气中的热量可以通过内胆3的传导和辐射加热炼焦炉1里面的物料；炼焦炉1的上部还设置着焦炉气导管9和与之相连通的抽气机5，使由炼焦炉1产生的焦炉气能够不断地抽走，使炼焦炉1内处于微负压状态，以使焦炉气不会经过喉管区7流向下面的下吸式气化炉2；焦炉气导管9把焦炉气通到焦炉气燃烧室6与来自气化剂导管8的气化剂充分燃烧，以彻底清除掉焦油，燃烧后的焦炉气与气化剂再经过下吸式气化炉2转化成可燃气。
工作时，物料由进料装置12添加到炼焦炉1内的顶部，来自气化剂导管8的气化剂进入喉管区7与由炼焦炉1上面移下来的焦炭发生氧化放热，产生的高温气体直接从物料间隙向上流通并加热物料，再加上高温的可燃气经过内胆3与炉壁4之间的夹层10，使热量通过内胆3的传导和辐射到炼焦炉1内部的物料上，使物料比一般的气化炉更高效地发生干燥和热解，产生的焦炉气由抽气机5不断地抽走，使炼焦炉1内处于微负压状态，以让焦炉气不会经过喉管区7流向下面的下吸式气化炉2。同时，焦炉气从焦炉气导管9流到焦炉气燃烧室6与来自气化剂导管8的气化剂充分燃烧，以彻底清除掉焦油，燃烧完的高温气体进入下吸式气化炉2的喉管区7下面的还原区与焦炭还原成可燃气，然后可燃气经过夹层10后由可燃气导管11排出。
炼焦炉1与下吸式气化炉2的容积、尺寸及空气的分配比例因物料颗粒的大小、种类、含水量不同而不同，要根据实际情况进行优化设计。
本发明与目前公知的几种气化炉相比，焦炉气是先经过与空气充分燃烧掉的，故最终从气化炉排出的可燃气中的焦油含量极微。而净化焦油过程需要水洗冷却可燃气，这会损失显热的能量，同时，焦油的清除也等于损失能量，因为焦油本身就是一种燃料，大约占可燃气能量的5～10％，因此，本发明用于IGHAT，发电的效率可以超过60％。
综上所述和我小型装置的实验发现，几乎没有焦油，可燃气热值高(因为焦炉气中的水蒸气也参与气化)。如果气化炉采用增压的，可燃气无需升压可直接进入燃气轮机，效率较高。除了发电以外，也可以用于工业和居民供气。小型的装置可以供家庭使用。

Claims (1)

1.能够高效自净化焦油的下吸式气化炉，包括炼焦炉(1)和下吸式气化炉(2)构成，其特征是，所述的炼焦炉(1)是设置在下吸式气化炉(2)上面，以便生成的焦炭能够落到下吸式气化炉(2)上；炼焦炉(1)内设置一个内胆(3)，使炉壁(4)与内胆(3)之间形成一个夹层(10)，高温的可燃气从夹层(10)中流过，使可燃气中的热量可以通过内胆(3)的传导和辐射加热炼焦炉(1)里面的物料；炼焦炉(1)的上部还设置着焦炉气导管(9)和与之相连通的抽气机(5)，使由炼焦炉(1)产生的焦炉气能够不断地抽走，使炼焦炉(1)内处于微负压状态，以使焦炉气不会经过喉管区(7)流向下面的下吸式气化炉(2)；焦炉气导管(9)把焦炉气通到焦炉气燃烧室(6)与来自气化剂导管(8)的气化剂充分燃烧，以彻底清除掉焦油，燃烧后的焦炉气与气化剂再经过下吸式气化炉(2)转化成可燃气。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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