CN2036952U

CN2036952U - 热煤气发生炉

Info

Publication number: CN2036952U
Application number: CN 88216840
Authority: CN
Inventors: 吕德贞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1989-05-03

Abstract

本实用新型提供一种生产气化煤气的发生炉。该装置包括加料煤斗、装有密封煤仓的炉体以及由机械排渣***、鼓风***和机械除灰***组成的炉底，其中炉体由上、下炉体两部分组成，可以对煤的干馏和气化分段进行，煤中的挥发分不易被裂解，不但可提高煤气质量，获得热值高的煤气。而且可使气化剂气流均匀上升，避免炉壁附近煤层被“烧穿”。该装置对煤种的适应能力强，产气率高、消烟除尘效果好。

Description

本实用新型提供一种生产气化煤气的热煤气发生炉。

在当前工业燃料仍然以煤为主的阶段，采用发生炉制取煤气，则是较好地利用煤的方式之一，现有的常压移动床式气化炉形式较多，但因受其结构的影响，对所用原料的种类，物理特性要求比较严格，还不能广泛推广应用。例如机械强度小和热稳定性差的原料对移动床式气化炉操作极为不利；又如弱粘结性原料只能在带搅拌器的发生炉中气化；强粘结性原料一般不宜用于移动床气化。对于一体式气化炉炉体，因煤的干馏产物被热裂解，降低了煤气质量和煤气生产率，同时还会因气化剂气流分布的不均匀，“烧穿”煤层而降低产气量。现有气化炉排渣***的维修，必须将其上部的炉体拆除才能进行操作，其传动机构在灰室内不封闭，影响使用寿命，也给维修增加了困难。因此，研制出具有适用煤种广泛、煤气质量好、煤气生产率高、便于维修和操作的煤气发生炉，已成为当前急待解决的课题。

本实用新型的目的是提供一种改进的热煤气发生炉，它不仅对煤种的适应能力强，消烟除尘效果好，而且可明显提高煤气质量和产率，减少气化过程中原料的损失。

本实用新型的目的是这样实现的：该装置利用加料煤斗进行机械加煤，其炉体上方装有密封煤仓，炉体由上炉体和下炉体两部分组成。上炉体中的内炉壁与底座均为耐火材料预制件，外炉壁用硅酸铝耐火纤维材料制成。外炉壁、底座与内炉壁间形成环形空腔，该空腔通过底座上的通孔与下炉体内腔连通。下炉体为内腔呈鼓形的水夹套，其由立柱固定于水泥基础上，炉底由机械排渣***、鼓风***及机械除灰***三部分组成。其中机械排渣***中的炉栅采用偏心塔形竖向排列炉条结构，用托辊装置支撑的底炉盘采用砂封密封，并通过电机驱动传动装置转动，使底炉盘在转动中不漏灰、不漏气，气化剂由鼓风***进气管引入，在气化剂中除含有空气、水蒸汽外还有回收利用的废热烟气。机械除灰***则采用一般的链条刮板式或螺旋式除灰装置。

由于本实用新型炉体由带有内炉壁的上炉体和内腔呈鼓形水夹套的下炉体组成，所以可对煤的干馏和气化分段进行，煤中的挥发分不易被裂解，不但可提高煤气质量，获得热值高的煤气。而且可使气化剂气流均匀上升，避免炉壁附近的煤层出现“烧穿”现象，当热煤气由上炉体底座通孔进入环形空腔时，进入内炉壁内的煤被干燥和干馏。与此同时，内炉壁的温度可高于煤的温度，从而避免在干馏过程中粘结内炉壁上。偏心的塔形炉栅，采用竖向排列的炉条，有足够的搅动、破碎和排除炉渣的能力，所以对煤的品种和粒度均匀性要求也不象一般现有的煤气发生炉那样严格，底炉盘采用砂封密封，传动装置处于封闭状态，避免直接与灰接触，延长其使用寿命。底炉盘用托辊装置支撑，容易拆装、便于安装和维修。由于气化剂中还含有废烟气。所以不但有效地回收部分烟气余热、稳定炉温，而且部分碳原子循环利用，能进一步提高原料的利用率。

以下结合附图对本实用新型作进一步描述：

图1是本实用新型一种具体结构的纵向剖视图。

图2是图1沿A－A线的剖视图。

图3是上炉体底座的俯视图。

图4是图3沿B－B线的剖视图。

根据图1～4详细说明本实用新型的具体结构和工作情况。该装置包括机械加煤的加料煤斗14、炉体和炉底。其中炉体由上炉体7和下炉体9两部分构成。炉底由机械排渣***、鼓风***和机械除灰***组成。炉体上方装有密封煤仓2，采用砂封密封，煤仓2顶部砂封盖1与加料煤斗14联动，当煤斗14提升到接近煤仓2时，砂封盖1开启，煤斗14离开煤仓2时，砂封盖1关闭，组装在煤仓2上的配重34及其杠杆装置35通过链条36与料钟3连接，当定量的煤使料钟3开启，煤从煤仓口呈伞形均匀分布在炉内后，配重34便将料钟3复位，封住煤仓口，防止煤气外溢。上炉体7的上部设有煤气引出管31，煤仓2固定在上炉体7的炉盖4上，炉盖4上还设有探火门和防爆孔33，上炉体的内炉壁5与底座8均为耐火材料预制件，外炉壁6用硅酸铝耐火材料制成。内炉壁5上端与炉盖4接触，用耐火纤维毡密封，其下端装于底座8上，将二者内径对齐。外炉壁6、底座8与内炉壁5间形成环形空腔，该环形空腔通过底座8上的通孔与下炉体9内腔连通。内炉壁5上部预留有矩形通孔，使内炉壁5的内腔与其外部的环形空腔相通。下炉体9为内腔呈鼓形的水夹套，其由四根立柱固定于水泥基础23上。下炉体9除支撑上炉体7外，其上还设有点火门、水夹套检查孔排污孔。水夹套内液体通过上、下引出管与外部水箱32相通。炉底的排渣***包括采用偏心塔形竖向排列炉条结构的炉栅10、底炉盘11、定位套17、固定套19、托辊装置16、传动装置、电机27砂封槽12以及炉底座架20组成。其中炉栅10、定位套17、大齿轮15、砂封槽12均以螺栓固定连接在底炉盘11上。当电机27转动时，驱动由小皮带轮26、大皮带轮25、减速器28、小齿轮29、大齿轮15组成的传动装置转动用托辊装置支撑的底炉盘11。固定在下炉体9底部的砂刀30与底炉盘11上砂封槽12构成砂封密封。当砂封槽12随底炉盘11转动时，砂刀30始终浸在砂中，保证不漏灰、不漏气。托辊装置16、电机27、减速器28、固定套19分别组装在炉底座架20上。固定套19与定位套17之间利用密封压盖18和密封填料密封。被炉栅10排除的炉渣，从底炉盘11内腔落入水封池内，由链条刮板式或螺旋式除灰装置22，运送到地面运走。鼓风***由鼓风机、气化剂进气管24、水封风筒21等组成，其中水封筒21与固定套19组装成一体，而气化剂中含有氧气、水蒸汽和从炉膛引回的热烟气。热烟气中的CO₂把炽热的碳氧化为CO，提高产气率，炉底排渣***中的底炉盘11下面支撑的托辊装置16可以移动。当卸下电机27、减速器28后，移开托辊装置16，底炉盘11即可落到炉底座架20上，固定在底炉盘11上的炉栅10等部件也同时脱离开下炉体9的底面。炉体座架20沿水泥基础23上的预留槽轨道可移至炉体外。这种结构为炉底排渣***的安装和维修提供了方便条件，特别是检修或更换炉栅10、底炉盘11时，再不必象现有发生炉那样，拆除炉体了。

操作时，煤由煤斗14进入密封煤仓2，再经料钟3呈伞形均匀散入圆筒形内炉壁5中。含有氧气、水蒸汽及废烟气（主要成份为CO₂）的气化剂从炉底进气管24，经由炉栅10进入炉体9中，气化剂首先与鼓形水夹套内腔中的热炉渣接触。受到加热并沿内腔扩散上升时，气化剂分布均匀，可有效地避免炉壁附近煤层被“烧穿”同时，气化剂上升至氧化层时，便与煤发生氧化及还原反应，产生煤气。其反应方程式如下：

①C＋O₂＝CO₂＋40.8×10⁴KJ／Kmol

②2C＋O₂＝2CO＋24.6×10⁴KJ／Kmol

③2CO₂＋O₂＝2CO₂＋57×10⁴KJ／Kmol

④C＋CO₂＝2CO－16.2×10⁴KJ／Kmol

⑤C＋H₂O＝CO＋H₂－11.9×10⁴KJ／Kmol

⑥C＋2H₂O＝CO₂＋2H₂－7.5×10⁴KJ／Kmol

氧化反应温度可达1200～1250℃，由于气化剂由空气、水蒸汽及废热烟气组成。因而在氧化层既有碳与氧之间的氧化放热反应，还有水蒸汽、二氧化碳与炽热的炭之间的还原吸热反应。在还原反应层，主要进行的是④、⑤、⑥式的反应。可使炉温均恒、稳定。

在鼓形水夹套内腔生成的煤气不含煤中原存的挥发物，可称为“净煤气”。净煤气上升到内腔顶部，一部分进入内炉壁5内腔，为内腔内煤提供干馏热量，一部分经上炉体7的底座8预留孔进入外炉壁6、底座8与内炉壁间形成的环形空腔（此时煤气温度为600～700℃）这部分煤气在环形空腔上升过程中从外部对炉壁5进行加热，此热量一是使内炉壁5空腔内受到干燥和干馏，同时使炉壁温度高于煤炭温度以防止煤炭在干馏过程中粘结在内炉壁5内壁上。

内炉壁5内腔上部，煤层上表面温度约100～150℃，在此温度下，新加入的煤中的水份即开始蒸发，煤开始被逐渐干燥。随着煤缓慢地下降，不断地受到炉壁和内炉壁5底部进入的热净煤气的加热，煤炭的温度逐渐上升，达350℃左右开始析出热解产物，生成大量氢、甲烷、不饱和烃和低温焦油，此状态在500～600℃结束，煤开始变焦。进入内炉壁5内腔的热净煤气在上升过程中逐渐降温并与煤中的挥发物、干馏煤气、低温焦油混合，到达内腔上部时，温度范围为100～150℃，从炉壁预留的矩形通孔中引出与环形空腔处的热净煤气相遇，低温焦油雾再度被加热气化，经炉顶煤气引出管在500～600℃下引出炉外。

煤在内炉壁5内逐渐完成了干燥、干馏热解，直到半焦化过程，落入水夹套内腔时（约达600～700℃）煤中的挥发物已彻底去除，煤呈半焦状态，其继续缓慢下降，半焦状态的煤继续被加热（800～1000℃），煤进一步被焦化，到达氧化层（约1200～1250℃）以前，煤几乎变成焦炭，在气化阶段，除少量炭遗留在灰中之外，其余完全被气化，因此，该装置的消烟除尘效果好。另外，由于炉栅10有足够的搅动、破碎和排除炉渣能力。因此该炉除气化能力强、***热效率较高外，对煤种、煤的粒度均匀性要求也不象一般煤气发生炉那样严格。其煤种不限、粒度为中，小块即可。特别是煤进入炉内，首先被缓慢地干馏，焦化后再气化，其干馏挥发物不直接受高温加热、不裂解，这样不仅保证热煤气在输送中，煤气总管内不结垢（不析出炭），而且煤气中含有较多的干馏煤气、焦油等，热值较高，可达1500～1700千卡／标米³。

Claims

1、一种热煤气发生炉，包括加料煤斗、装有密封煤仓的炉体以及由机械排渣***、鼓风***和机械除灰***组成的炉底，其特征在于所述炉体由上炉体和下炉体组成，上炉体中的内炉壁与底座均为耐火材料预制件，下炉体为内腔呈鼓形的水夹套，由立柱固定于水泥基础上，机械排渣***中的炉栅采用偏心塔形竖向排列炉条结构，用托辊装置支撑的底炉盘采用砂封密封。