CN113027410B - 一种煤炭地下气化用多通道气化炉及气化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种煤炭地下气化用多通道气化炉及气化方法,包括:地面气化部分和地下气化部分;所述的地面气化部分包括:设备底座、煤气收集炉、出气管、废水净化池、进气***、煤气净化及氢气提纯***;地下气化部分包括:外保护管、内通气管、喷气装置;设备底座上固定安装有煤气收集炉煤;废水净化池将污水进行过滤重新利用;进气***安装在废水净化池内,通过进气***从进气孔内伸入煤层,为煤气气化提供条件;煤气收集炉内净化后的煤气进入煤气净化及氢气提纯***进行煤气的分离压缩和将煤气反应生成氢气的工作;外保护管的一端与进气系通连接,进入煤层之后,外保护管打开,喷气装置转出将水雾与空气喷出,使煤层进行反应,有助于煤气的快速生成。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭利用设备技术领域,特别涉及一种煤炭地下气化用多通道气化炉及气化方法。
背景技术
煤炭地下气化是一种高效清洁地利用低品质煤炭资源的能源转化技术,即将处于地下的煤炭直接进行有控制地燃烧,通过对煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。由于不同煤层所处水文地质条件的差别,煤炭地下气化技术实施后的效果优劣有别。尤其在含水较为丰富的煤层中,由于煤层气化过程是一个体积自膨胀的化学过程,煤层燃烧过程中放出大量的热,放出的热量使煤层中存在的大量的水汽化形成水蒸气,并在体积膨胀过程中将水蒸气沿气化通道驱送到气化炉外,使得转化而成的水蒸气并未能全部有效参与煤层气化反应,由此降低了煤气中氢气的含量,从而降低了煤气的质量。
工业气化炉气化通道较长,一般长度范围从几十米到几百米之间需要建设多个通道通入进气井,才可以使煤层更好的反应,成本非常高,而且气化反应后的水蒸冷凝成污水不仅污染环境还浪费水资源。煤气中含有较多的氢气作为煤气直接燃烧比较浪费,传统的提纯较麻烦,需要到专门的工厂操作,成本较高。
发明内容
基于此,有必要针对现有煤气生成效率较低的问题,提供一种效率更高,可以对水循环利用并且能够提纯氢气的一种煤炭地下气化用多通道气化炉及气化方法。
本发明所使用的技术方案是:一种煤炭地下气化用多通道气化炉,其特征在于,包括:地面气化部分和地下气化部分;所述的地面气化部分包括:设备底座、煤气收集炉、出气管、废水净化池、进气***、煤气净化及氢气提纯***;所述的地下气化部分包括:外保护管、齿条、内通气管、喷气装置;
所述的设备底座下安装有轮子,设备底座可以移动到指定煤层的上方,设备底座上固定安装有煤气收集炉,煤气收集炉内存放有一半的水;出气管的一端与煤气收集炉连接,出气管的另一端与出气孔连接;废水净化池固定安装在设备底座上,废水净化池与煤气收集炉通过水管连接,水管中间安装有电磁阀,废水净化池内部安装有过滤器可以将污水进行过滤重新利用;进气***安装在废水净化池内,通过进气***从进气孔内伸入煤层,为煤气气化提供条件;煤气净化及氢气提纯***安装在设备底座上,煤气收集炉内净化后的煤气进入煤气净化及氢气提纯***进行煤气的分离压缩和将煤气反应生成氢气的工作;
所述的外保护管的一端与进气系通连接,外保护管上设有齿条,外保护管的侧面设有槽孔,外保护管内部安装有内通气管;喷气装置的上端与内通气管连接,喷气装置安装在外保护管内部,进入煤层之后,外保护管打开,喷气装置从外保护管内转出,通过喷气装置将水雾与空气喷出,使煤层进行反应,有助于煤气的快速生成。
优选地,所述的地面气化部分的进气***包括:第一水泵、第二水泵、强力水泵、第一进气管、抽水管、雾化装置;
所述的第一水泵固定安装在废水净化池内,第一水泵与抽水管连接,抽水管的上端与雾化装置连接,雾化装置固定安装在反应炉侧面;第二水泵安装在废水净化池内的靠上位置,第二水泵的管子通入第一进气管内与第一进气管内的细管连接;强力水泵安装在废水净化池内靠下位置的水中,强力水泵与第一进气管连接,第一进气管的下端与内通气管连接。
优选地,所述的地面气化部分的煤气净化及氢气提纯***包括:双接管、煤气压缩器、煤气罐、反应炉、催化剂箱、抽气机、压水箱、空压机、氢气罐;
所述的双接管是三通管,其上安装有阀门,一端与煤气收集炉连接,一端与煤气压缩器连接,一端与反应炉连接;煤气压缩器固定安装在设备底座上,煤气压缩器与煤气罐连接;反应炉固定安装在设备底座上,反应炉内部安装有加热装置;催化剂箱固定安装在反应炉上;抽气机固定安装在反应炉侧面,抽气机与压水箱连接,压水箱内部存放有水,压水箱上固定安装有空压机,压水箱与氢气罐连接。
优选地,所述的地面气化部分还包括:冷凝器、钢丝绳葫芦、连接筒;
所述的冷凝器固定安装在煤气收集炉上;钢丝绳葫芦固定安装在设备底座,钢丝绳葫芦的绳子与连接筒连接,连接筒的下端通过活动转角与外保护管的一端连接。
优选地,所述的外保护管还包括:滑动盖、电动齿轮、电缸、推动杆;
所述的滑动盖转动安装在外保护管外侧,滑动盖内侧设有滑轨与外保护管外侧滑块连接,滑动盖上固定安装有电动齿轮,电动齿轮的齿轮与齿条啮合;电缸固定安装在外保护管内侧,电缸的活塞杆端与推动杆固定连接,推动杆滑动安装在外保护管内,推动杆上的转轴与转动支杆的外侧靠上位置转动连接。
优选地,所述的内通气管还包括:固定杆、内喷气管、滑动轨道、转动支杆、转动连接管;
所述的固定杆一端与内通气管内侧连接,另一端与内喷气管连接,内喷气管的一端与第一进气管内的细管连接,内喷气管的另一端封闭;滑动轨道设置于内通气管的外侧;转动支杆的内侧上端轴滑动安装在滑动轨道内,转动支杆的下端轴与转动连接管的外侧靠下位置连接,转动连接管的上端伸入内通气管内部,转动连接管的下端与气化剂喷出管连接。
优选地,所述的喷气装置包括:通气管筒、气化剂喷出管、隔板;
所述的通气管筒的上端从转动连接管内穿过与内喷气管连通,气化剂喷出管的外侧靠上位置设有若干雾状喷头,气化剂喷出管的外侧靠下位置设有若干气孔,隔板固定安装在通气管筒与气化剂喷出管之间。
优选地,所述的一种煤炭地下气化用多通道气化炉的气化方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)前期准备:将设备放到煤层的上方,通过钻井机将煤层挖下竖井到煤层,然后通过钢丝绳葫芦下放连接筒到竖井中,然后通过转动关节将外保护管转到水平位置,通过电动齿轮驱动将滑动盖打开,通过电缸拉动推动杆滑动从而带动转动支杆的上端转轴在滑动轨道中滑动从而使转动连接管打开进而将气化剂喷出管打开到竖直位置;
(2)气化反应:通过强力水泵向第一进气管内抽水进入到内通气管内,水从内通气管经过转动连接管进入气化剂喷出管内,同时第二水泵抽取空气进入第一进气管内部的管中然后进入内喷气管,通过内喷气管进入到通气管筒,通过通气管筒的孔向外吹气,使气化剂喷出管内的水通过雾状喷头喷出,一部分空气从隔板的下方的气化剂喷出管的喷气孔吹出,可以通过气化剂喷出管同时为煤层提供空气和水蒸气,也可以分别提供空气和水蒸气,使煤层更好的进行反应生成煤气,生成的煤气从煤层的出气井口排出到出气管进入煤气收集炉,煤气收集炉内有一半的水,煤气通过下方入口进入通过水将其中的灰尘杂质留下,然后通过冷凝器将排出气体中的水蒸气冷凝滴入煤气收集炉的水中,定时打开煤气收集炉与废水净化池中间的开关将煤气收集炉内的水向废水净化池中注入,在废水净化池内进行过滤沉淀将水进行净化,然后继续通过三个水泵抽水,实现循环用水。
(3)煤气处理:通过打开出气管一侧的开关,将煤气收集炉内的煤气通入煤气压缩器内,经过煤气压缩器进行压缩到煤气罐内;需要提纯氢气时,打开双接管的另一侧开关将煤气收集炉内的煤气引入反应炉,煤层不充分燃烧后产生的煤气的主要成分是一氧化碳和氢气,将其中的杂质过滤净化后再使它与第一水泵抽水到抽水管然后经过雾化装置将水蒸气喷到反应炉中,反应炉内提供高温环境,通过催化剂箱放催化剂令反应炉其中的CO转化成CO2,可得含氢量在80%以上的气体,然后通入压水箱,通过空压机将气体再压入压水箱内的水中以溶去CO2,得到较纯氢气压入氢气罐中,这种方法制氢成本较低产量很大,实现了煤气的进一步提炼。
本发明的有益效果:
(1)气化剂喷出管隐藏在内通气管内,当使用时,通过电动齿轮驱动将滑动盖打开,通过电缸拉动推动杆滑动从而带动转动支杆的上端转轴在滑动轨道中滑动从而使转动连接管打开进而将气化剂喷出管打开到竖直位置使用,保护了气化剂喷出管不被损坏;
(2)通过两个水泵同时或交替工作抽取空气和水,使气化剂喷出管内的水通过雾状喷头喷出,一部分空气从隔板的下方的气化剂喷出管的喷气孔吹出,可以通过气化剂喷出管同时为煤层提供空气和水蒸气,也可以分别提供空气和水蒸气,使煤层更好的进行反应生成煤气;
(3)煤气进入煤气收集炉内通过水将其中的灰尘杂质留下,然后通过冷凝器将排出气体中的水蒸气冷凝滴入煤气收集炉的水中,定时打开煤气收集炉与废水净化池中间的开关将煤气收集炉内的水向废水净化池中注入,在废水净化池内进行过滤沉淀将水进行净化,然后继续通过三个水泵抽水,实现循环用水;
(4)将煤气通入反应炉,再将水蒸气喷到反应炉中,反应炉内提供高温环境,通过催化剂箱放催化剂令反应炉其中的CO转化成CO2,可得含氢量在80%以上的气体,然后通入压水箱,通过空压机将气体再压入压水箱内的水中以溶去CO2,得到较纯氢气压入氢气罐中,这种方法制氢成本较低产量很大,实现了煤气的进一步提炼。
附图说明
图1、图2为本发明的整体结构示意图。
图3-6为本发明的地面气化部分结构示意图。
图7-9为本发明的地下气化部分结构示意图。
图10为本发明的地下气化部分的内通气管结构示意图。
图11、图12为本发明的地下气化部分的喷气装置结构示意图。
附图标号:
1-地面气化部分;2-地下气化部分;3-地层;101-设备底座;102-煤气收集炉;103-出气管;104-冷凝器;105-废水净化池;106-第一水泵;107-第二水泵;108-强力水泵;109-第一进气管;110-升降装置;111-钢丝绳葫芦;112-连接筒;113-双接管;114-煤气压缩器;115-煤气罐;116-反应炉;117-催化剂箱;118-抽气机;119-压水箱;120-空压机;121-氢气罐;122-抽水管;123-雾化装置;201-外保护管;202-齿条;203-内通气管;204-喷气装置;2011-滑动盖;2012-电动齿轮;2013-电缸;2014-推动杆;2031-固定杆;2032-内喷气管;2033-滑动轨道;2034-转动支杆;2035-转动连接管;2041-通气管筒;2042-气化剂喷出管;2043-隔板。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
实施例,如图1-12所示,一种煤炭地下气化用多通道气化炉,其特征在于,包括:地面气化部分1和地下气化部分2;所述的地面气化部分1包括:设备底座101、煤气收集炉102、出气管103、废水净化池105、进气***、煤气净化及氢气提纯***;地下气化部分2包括:外保护管201、齿条202、内通气管203、喷气装置204;
设备底座101下安装有轮子,设备底座101可以移动到指定煤层的上方,设备底座101上固定安装有煤气收集炉102,煤气收集炉102内存放有一半的水;出气管103的一端与煤气收集炉102连接,出气管103的另一端与出气孔连接;废水净化池105固定安装在设备底座101上,废水净化池105与煤气收集炉102通过水管连接,水管中间安装有电磁阀,废水净化池105内部安装有过滤器可以将污水进行过滤重新利用,具体地,煤气从煤层的出气井口排出到出气管103进入煤气收集炉102,煤气收集炉102内有一半的水,煤气通过下方入口进入通过水将其中的灰尘杂质留下,然后通过冷凝器104将排出气体中的水蒸气冷凝滴入煤气收集炉102的水中,定时打开煤气收集炉102与废水净化池105中间的开关将煤气收集炉102内的水向废水净化池105中注入,在废水净化池105内进行过滤沉淀将水进行净化,然后继续通过三个水泵抽水,实现循环用水;进气***安装在废水净化池105内,通过进气***从进气孔内伸入煤层,为煤气气化提供条件;煤气净化及氢气提纯***安装在设备底座101上,煤气收集炉102内净化后的煤气进入煤气净化及氢气提纯***进行煤气的分离压缩和将煤气反应生成氢气的工作;
外保护管201的一端与进气系通连接,外保护管201上设有齿条202,外保护管201的侧面设有槽孔,外保护管201内部安装有内通气管203;喷气装置204的上端与内通气管203连接,喷气装置204安装在外保护管201内部,进入煤层之后,外保护管201打开,喷气装置204从外保护管201内转出,通过喷气装置204将水雾与空气喷出,使煤层进行反应,有助于煤气的快速生成。
本发明实施例的一个可选实施方式中,如图4-6所示,地面气化部分1的进气***包括:第一水泵106、第二水泵107、强力水泵108、第一进气管109、抽水管122、雾化装置123;
第一水泵106固定安装在废水净化池105内,第一水泵106与抽水管122连接,抽水管122的上端与雾化装置123连接,雾化装置123固定安装在反应炉116侧面;第二水泵107安装在废水净化池105内的靠上位置,第二水泵107的管子通入第一进气管109内与第一进气管109内的细管连接;强力水泵108安装在废水净化池105内靠下位置的水中,强力水泵108与第一进气管109连接,第一进气管109的下端与内通气管203连接。
地面气化部分1的煤气净化及氢气提纯***包括:双接管113、煤气压缩器114、煤气罐115、反应炉116、催化剂箱117、抽气机118、压水箱119、空压机120、氢气罐121;
双接管113是三通管,其上安装有阀门,一端与煤气收集炉102连接,一端与煤气压缩器114连接,一端与反应炉116连接;煤气压缩器114固定安装在设备底座101上,煤气压缩器114与煤气罐115连接;反应炉116固定安装在设备底座101上,反应炉116内部安装有加热装置;催化剂箱117固定安装在反应炉116上;抽气机118固定安装在反应炉116侧面,抽气机118与压水箱119连接,压水箱119内部存放有水,压水箱119上固定安装有空压机120,压水箱119与氢气罐121连接。
地面气化部分1还包括:冷凝器104、钢丝绳葫芦111、连接筒112;
冷凝器104固定安装在煤气收集炉102上;钢丝绳葫芦111固定安装在设备底座101,钢丝绳葫芦111的绳子与连接筒112连接,连接筒112的下端通过活动转角与外保护管201的一端连接,通过钢丝绳葫芦111下放连接筒112到竖井中。
本发明实施例的一个可选实施方式中,如图7、图8所示,外保护管201还包括:滑动盖2011、电动齿轮2012、电缸2013、推动杆2014;
滑动盖2011转动安装在外保护管201外侧,滑动盖2011内侧设有滑轨与外保护管201外侧滑块连接,滑动盖2011上固定安装有电动齿轮2012,电动齿轮2012的齿轮与齿条202啮合;电缸2013固定安装在外保护管201内侧,电缸2013的活塞杆端与推动杆2014固定连接,推动杆2014滑动安装在外保护管201内,推动杆2014上的转轴与转动支杆2034的外侧靠上位置转动连接,具体地,通过电动齿轮2012驱动将滑动盖2011打开,通过电缸2013拉动推动杆2014滑动从而带动转动支杆2034的上端转轴在滑动轨道2033中滑动从而使转动连接管2035打开进而将气化剂喷出管2042打开到竖直位置。
本发明实施例的一个可选实施方式中,如图9、图10所示,内通气管203还包括:固定杆2031、内喷气管2032、滑动轨道2033、转动支杆2034、转动连接管2035;
固定杆2031一端与内通气管203内侧连接,另一端与内喷气管2032连接,内喷气管2032的一端与第一进气管109内的细管连接,内喷气管2032的另一端封闭;滑动轨道2033设置于内通气管203的外侧;转动支杆2034的内侧上端轴滑动安装在滑动轨道2033内,转动支杆2034的下端轴与转动连接管2035的外侧靠下位置连接,转动连接管2035的上端伸入内通气管203内部,转动连接管2035的下端与气化剂喷出管2042连接。
本发明实施例的一个可选实施方式中,如图11、图12所示,喷气装置204包括:通气管筒2041、气化剂喷出管2042、隔板2043;
通气管筒2041的上端从转动连接管2035内穿过与内喷气管2032连通,气化剂喷出管2042的外侧靠上位置设有若干雾状喷头,气化剂喷出管2042的外侧靠下位置设有若干气孔,隔板2043固定安装在通气管筒2041与气化剂喷出管2042之间,具体地,通过强力水泵108向第一进气管109内抽水进入到内通气管203内,水从内通气管203经过转动连接管2035进入气化剂喷出管2042内,同时第二水泵107抽取空气进入第一进气管109内部的管中然后进入内喷气管2032,通过内喷气管2032进入到通气管筒2041,通过通气管筒2041的孔向外吹气,使气化剂喷出管2042内的水通过雾状喷头喷出,一部分空气从隔板2043的下方的气化剂喷出管2042的喷气孔吹出,使煤层更好的进行反应生成煤气。
进一步地,所述的一种煤炭地下气化用多通道气化炉的气化方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)前期准备:将设备放到煤层的上方,通过钻井机将煤层挖下竖井到煤层,然后通过钢丝绳葫芦下放连接筒到竖井中,然后通过转动关节将外保护管转到水平位置,通过电动齿轮驱动将滑动盖打开,通过电缸拉动推动杆滑动从而带动转动支杆的上端转轴在滑动轨道中滑动从而使转动连接管打开进而将气化剂喷出管打开到竖直位置;
(2)气化反应:通过强力水泵向第一进气管内抽水进入到内通气管内,水从内通气管经过转动连接管进入气化剂喷出管内,同时第二水泵抽取空气进入第一进气管内部的管中然后进入内喷气管,通过内喷气管进入到通气管筒,通过通气管筒的孔向外吹气,使气化剂喷出管内的水通过雾状喷头喷出,一部分空气从隔板的下方的气化剂喷出管的喷气孔吹出,可以通过气化剂喷出管同时为煤层提供空气和水蒸气,也可以分别提供空气和水蒸气,使煤层更好的进行反应生成煤气,生成的煤气从煤层的出气井口排出到出气管进入煤气收集炉,煤气收集炉内有一半的水,煤气通过下方入口进入通过水将其中的灰尘杂质留下,然后通过冷凝器将排出气体中的水蒸气冷凝滴入煤气收集炉的水中,定时打开煤气收集炉与废水净化池中间的开关将煤气收集炉内的水向废水净化池中注入,在废水净化池内进行过滤沉淀将水进行净化,然后继续通过三个水泵抽水,实现循环用水。
(3)煤气处理:通过打开出气管一侧的开关,将煤气收集炉内的煤气通入煤气压缩器内,经过煤气压缩器进行压缩到煤气罐内;需要提纯氢气时,打开双接管的另一侧开关将煤气收集炉内的煤气引入反应炉,煤层不充分燃烧后产生的煤气的主要成分是一氧化碳和氢气,将其中的杂质过滤净化后再使它与第一水泵抽水到抽水管然后经过雾化装置将水蒸气喷到反应炉中,反应炉内提供高温环境,通过催化剂箱放催化剂令反应炉其中的CO转化成CO2,可得含氢量在80%以上的气体,然后通入压水箱,通过空压机将气体再压入压水箱内的水中以溶去CO2,得到较纯氢气压入氢气罐中,这种方法制氢成本较低产量很大,实现了煤气的进一步提炼。
Claims (7)
1.一种煤炭地下气化用多通道气化炉,其特征在于,包括:地面气化部分(1)和地下气化部分(2);所述的地面气化部分(1)包括:设备底座(101)、煤气收集炉(102)、出气管(103)、废水净化池(105)、进气***、煤气净化及氢气提纯***;
所述的地下气化部分(2)包括:外保护管(201)、齿条(202)、内通气管(203)、喷气装置(204);
所述的设备底座(101)下安装有轮子,设备底座(101)能够移动到指定煤层的上方,设备底座(101)上固定安装有煤气收集炉(102),煤气收集炉(102)内存放有一半的水;出气管(103)的一端与煤气收集炉(102)连接,出气管(103)的另一端与出气孔连接;废水净化池(105)固定安装在设备底座(101)上,废水净化池(105)与煤气收集炉(102)通过水管连接,水管中间安装有电磁阀,废水净化池(105)内部安装有过滤器能够将污水进行过滤重新利用;进气***安装在废水净化池(105)内,通过进气***从进气孔内伸入煤层,为煤气气化提供条件;煤气净化及氢气提纯***安装在设备底座(101)上,煤气收集炉(102)内净化后的煤气进入煤气净化及氢气提纯***进行煤气的分离压缩和将煤气反应生成氢气的工作;
所述的外保护管(201)的一端与进气***连接,外保护管(201)上设有齿条(202),外保护管(201)的侧面设有槽孔,外保护管(201)内部安装有内通气管(203);喷气装置(204)的上端与内通气管(203)连接,喷气装置(204)安装在外保护管(201)内部,进入煤层之后,外保护管(201)打开,喷气装置(204)从外保护管(201)内转出,通过喷气装置(204)将水雾与空气喷出,使煤层进行反应,有助于煤气的快速生成;
所述的地面气化部分(1)的进气***包括:第一水泵(106)、第二水泵(107)、强力水泵(108)、第一进气管(109)、抽水管(122)、雾化装置(123);所述的第一水泵(106)固定安装在废水净化池(105)内,第一水泵(106)与抽水管(122)连接,抽水管(122)的上端与雾化装置(123)连接,雾化装置(123)固定安装在反应炉(116)侧面;第二水泵(107)安装在废水净化池(105)内的靠上位置,第二水泵(107)的管子通入第一进气管(109)内与第一进气管(109)内的细管连接;强力水泵(108)安装在废水净化池(105)内靠下位置的水中,强力水泵(108)与第一进气管(109)连接,第一进气管(109)的下端与内通气管(203)连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤炭地下气化用多通道气化炉,其特征在于,所述的地面气化部分(1)的煤气净化及氢气提纯***包括:双接管(113)、煤气压缩器(114)、煤气罐(115)、反应炉(116)、催化剂箱(117)、抽气机(118)、压水箱(119)、空压机(120)、氢气罐(121);
所述的双接管(113)是三通管,其上安装有阀门,一端与煤气收集炉(102)连接,一端与煤气压缩器(114)连接,一端与反应炉(116)连接;煤气压缩器(114)固定安装在设备底座(101)上,煤气压缩器(114)与煤气罐(115)连接;反应炉(116)固定安装在设备底座(101)上,反应炉(116)内部安装有加热装置;催化剂箱(117)固定安装在反应炉(116)上;抽气机(118)固定安装在反应炉(116)侧面,抽气机(118)与压水箱(119)连接,压水箱(119)内部存放有水,压水箱(119)上固定安装有空压机(120),压水箱(119)与氢气罐(121)连接。
3.根据权利要求2所述的一种煤炭地下气化用多通道气化炉,其特征在于,所述的地面气化部分(1)还包括:冷凝器(104)、钢丝绳葫芦(111)、连接筒(112);
所述的冷凝器(104)固定安装在煤气收集炉(102)上;钢丝绳葫芦(111)固定安装在设备底座(101),钢丝绳葫芦(111)的绳子与连接筒(112)连接,连接筒(112)的下端通过活动转角与外保护管(201)的一端连接。
4.根据权利要求3所述的一种煤炭地下气化用多通道气化炉,其特征在于,所述的外保护管(201)还包括:滑动盖(2011)、电动齿轮(2012)、电缸(2013)、推动杆(2014);
所述的滑动盖(2011)转动安装在外保护管(201)外侧,滑动盖(2011)内侧设有滑轨与外保护管(201)外侧滑块连接,滑动盖(2011)上固定安装有电动齿轮(2012),电动齿轮(2012)的齿轮与齿条(202)啮合;电缸(2013)固定安装在外保护管(201)内侧,电缸(2013)的活塞杆端与推动杆(2014)固定连接,推动杆(2014)滑动安装在外保护管(201)内,推动杆(2014)上的转轴与转动支杆(2034)的外侧靠上位置转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种煤炭地下气化用多通道气化炉,其特征在于,所述的内通气管(203)还包括:固定杆(2031)、内喷气管(2032)、滑动轨道(2033)、转动支杆(2034)、转动连接管(2035);
所述的固定杆(2031)一端与内通气管(203)内侧连接,另一端与内喷气管(2032)连接,内喷气管(2032)的一端与第一进气管(109)内的细管连接,内喷气管(2032)的另一端封闭;滑动轨道(2033)设置于内通气管(203)的外侧;转动支杆(2034)的内侧上端轴滑动安装在滑动轨道(2033)内,转动支杆(2034)的下端轴与转动连接管(2035)的外侧靠下位置连接,转动连接管(2035)的上端伸入内通气管(203)内部,转动连接管(2035)的下端与气化剂喷出管(2042)连接。
6.根据权利要求5所述的一种煤炭地下气化用多通道气化炉,其特征在于,所述的喷气装置(204)包括:通气管筒(2041)、气化剂喷出管(2042)、隔板(2043);
所述的通气管筒(2041)的上端从转动连接管(2035)内穿过与内喷气管(2032)连通,气化剂喷出管(2042)的外侧靠上位置设有若干雾状喷头,气化剂喷出管(2042)的外侧靠下位置设有若干气孔,隔板(2043)固定安装在通气管筒(2041)与气化剂喷出管(2042)之间。
7.根据权利要求6所述的一种煤炭地下气化用多通道气化炉的气化方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)前期准备:将设备放到煤层的上方,通过钻井机将煤层挖下竖井到煤层,然后通过钢丝绳葫芦下放连接筒到竖井中,然后通过转动关节将外保护管转到水平位置,通过电动齿轮驱动将滑动盖打开,通过电缸拉动推动杆滑动从而带动转动支杆的上端转轴在滑动轨道中滑动从而使转动连接管打开进而将气化剂喷出管打开到竖直位置;
(2)气化反应:通过强力水泵向第一进气管内抽水进入到内通气管内,水从内通气管经过转动连接管进入气化剂喷出管内,同时第二水泵抽取空气进入第一进气管内部的管中然后进入内喷气管,通过内喷气管进入到通气管筒,通过通气管筒的孔向外吹气,使气化剂喷出管内的水通过雾状喷头喷出,一部分空气从隔板的下方的气化剂喷出管的喷气孔吹出,通过气化剂喷出管同时为煤层提供空气和水蒸气,或者分别提供空气和水蒸气,使煤层更好的进行反应生成煤气,生成的煤气从煤层的出气井口排出到出气管进入煤气收集炉,煤气收集炉内有一半的水,煤气通过下方入口进入通过水将其中的灰尘杂质留下,然后通过冷凝器将排出气体中的水蒸气冷凝滴入煤气收集炉的水中,定时打开煤气收集炉与废水净化池中间的开关将煤气收集炉内的水向废水净化池中注入,在废水净化池内进行过滤沉淀将水进行净化,然后继续通过三个水泵抽水,实现循环用水;
(3)煤气处理:通过打开出气管一侧的开关,将煤气收集炉内的煤气通入煤气压缩器内,经过煤气压缩器进行压缩到煤气罐内;需要提纯氢气时,打开双接管的另一侧开关将煤气收集炉内的煤气引入反应炉,煤层不充分燃烧后产生的煤气的主要成分是一氧化碳和氢气,将其中的杂质过滤净化后再使它与第一水泵抽水到抽水管然后经过雾化装置将水蒸气喷到反应炉中,反应炉内提供高温环境,通过催化剂箱放催化剂令反应炉其中的CO转化成CO2,得到含氢量在80%以上的气体,然后通入压水箱,通过空压机将气体再压入压水箱内的水中以溶去CO2,得到较纯氢气压入氢气罐中,这种方法制氢成本较低产量很大,实现了煤气的进一步提炼。
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