本发明专利技术涉及一种煤气生产装置和方法。该装置至少包括顺次相连的混合区和反应区，该混合区和反应区内保持无氧环境；在该混合区远离该反应区的一端设有用于通入碳原料的原料进口和用于通入二氧化碳的进气口；该反应区侧壁外侧设有微波源，用于在无氧环境下通过加热吸波结构来加热碳原料和二氧化碳反应以生成一氧化碳从反应区壁面上的出气口导出。该方法包括：通入碳原料和二氧化碳进行混合；在无氧环境下，以微波源加热混合后的碳原料和二氧化碳反应以生成一氧化碳。本发明专利技术采用微波源在无氧环境下将碳原料和二氧化碳气体加热到高温状态使其反应的技术手段，提高了反应效率和生产率，且能够消耗温室气体保护环境。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤气生产装置和方法，尤其涉及一种以碳原料制备包含一氧化碳的混合气的生产装置和方法。
技术介绍
相比于煤的燃烧，煤气的燃烧更为清洁、高效，因此煤气作为一种清洁能源正受到越来越广泛的关注。现有技术中，主要是利用粉煤来生产煤气，其气化原理是煤和气化剂的反应，本质上是碳、氧和水蒸汽的反应。在通常的煤气发生炉中，将粉煤通入煤气发生炉中进行燃烧，产生热量和二氧化碳，并将水蒸汽、空气等通入煤气发生炉中，与二氧化碳共同组成气化剂，而后粉煤和气化剂发生反应，主要的反应式包括二氧化碳和水蒸汽被碳还原为一氧化碳和氢气的反应，主要反应式如下式(1)、(2)和(3)所示：CO2+C→2CO-Q (1)H2O+C→H2+CO-Q (2)2H2O+C→CO2+2H2-Q (3)其中，“-Q”代表吸收热量。采用上述技术实现煤气生产所普遍存在的问题是：煤气转化效率不高；排出的混合气中包含的未反应二氧化碳、水蒸气、煤粉微粒等杂质多，后续分离步骤繁琐；以煤粉自身加热获取热量，一般会形成过量的二氧化碳，则排出过多的温室气体对环境不利；并且煤粉自身加热得到的温度不易控制，即无法对上述还原反应式(1)～(3)的反应进行精确控制。-->
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种煤气生产装置和方法，以实现碳转化为煤气过程中转化效率的提高，并且减小的环境的污染。为实现上述目的，本专利技术提供了一种煤气生产装置，至少包括顺次相连的混合区和反应区，该混合区和反应区内保持无氧环境；在该混合区远离该反应区的一端设有用于通入碳原料的原料进口和用于通入二氧化碳的进气口；该反应区侧壁外侧设有微波源，用于在无氧环境下通过加热吸波结构来加热碳原料和二氧化碳反应，以生成一氧化碳从反应区壁面上的出气口导出。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种煤气生产方法，包括如下步骤：步骤1、通入碳原料和二氧化碳进行混合；步骤2、在无氧环境下，以微波源加热混合后的碳原料和二氧化碳反应以生成一氧化碳。由以上技术方案可知，本专利技术采用微波源在无氧环境下将碳原料和二氧化碳气体加热到高温状态使其反应的技术手段，实现了碳作为还原物质能够直接与二氧化碳充分接触反应，从而提高了生成一氧化碳的反应效率，即能够提高煤气产量。同时，本专利技术的技术方案利用二氧化碳作为原料，能够消耗利用温室气体，且能够循环利用一次反应后多余的二氧化碳，所以能够有效改善环境。下面通过具体实施例并结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术煤气生产装置具体实施例一的结构示意图；图2为本专利技术煤气生产装置具体实施例二的结构示意图；图3为本专利技术煤气生产方法具体实施例的流程图。图中：100-混合区 110-原料进口 120-进气口-->130-进气道 200-反应区 210-微波源250-多孔隔板 220-出气口 300-防护区具体实施方式煤气生产装置实施例一如图1所示为本专利技术煤气生产装置具体实施例一的结构示意图。该煤气生产装置具体为一圆柱形炉体，包括顺次水平设置且贯通相连的混合区100和反应区200。该混合区100和反应区200内应保持无氧或者氧气稀薄的环境。在混合区100远离反应区200的一端设有原料进口110，用于通入碳原料，且还设有进气口120，用于通入二氧化碳，通入的碳原料通常为粉煤，粉煤和二氧化碳在混合区100内进行混合，而后到达反应区200。在该反应区200侧壁的外侧设有数个微波源210，较佳的是设置一排或多排微波源210周向围绕在圆柱形反应区200的外侧，用于在反应区200的无氧环境下通过加热设置在反应区内部或壁面上的吸波结构来加热混合后的碳原料和二氧化碳反应，以生成一氧化碳从反应区200壁面上的出气口220导出。在本实施例中，微波源210的个数较佳的是2～20个，设置在反应区200侧壁的外侧，反应区200内安装的吸波结构，较佳的是采用由重结晶碳化硅材料制成的形状如蜂窝煤状的多孔隔板250。该吸波结构也可以由其它能吸收微波的材料制成，例如陶瓷、蜂窝氧化硅或蜂窝氧化铝等。并且吸波结构的形状还可以为其他多种形式，其位置可以是填充在反应区200之内，或者附着在反应区200的壁面内侧，能够吸收微波对反应区200内通过的气体进行加热即可。本实施例中，通过微波源210将蜂窝状的多孔隔板250加热到一定温度，例如加热到1200℃或以上的高温状态，从而使反应区200内部处于高温状态，以利于碳原料和二氧化碳在通过多孔隔板250时，在高温环境下完成还原反应，通常由蜂窝状多孔隔板250加热可达到的高温环境达1000℃或以上。为承受反应区200的高温，防止微波泄漏，反应区200侧壁的材-->料通常选用耐高温且防泄漏的材质，例如不锈钢，通常不锈钢可选用的型号有很多，例如“304”、“306”、“310s”、“316”或“321”等。在本实施例中，如图1所示，为了使二氧化碳和碳原料能够充分混合，可以将原料进口110设置在混合区100的侧壁上，较佳的是一原料漏斗的形式设置在混合区100侧壁的上方，使碳原料，通常是粉煤的形式，在自身重力的作用下下落到混合区100中。并且，将进气口120设置在混合区100的端壁上，且在进气口120处设置喷嘴。该喷嘴用于在进气口120处形成以设定速率喷入的二氧化碳气流。二氧化碳气流带动粉煤颗粒运动，将通入的粉煤吹向反应区200，并在运动过程中实现混合。为保证粉煤和二氧化碳气体的充分混合，大致需要0.5～6秒的时间，在本实施例中，可以进一步设置混合区100两端部之间的长度等于二氧化碳气流以设定速率喷入时，能够行进0.5～6秒的距离，从而使得到达反应区200时粉煤和二氧化碳能够充分混合。采用上述方式实现二氧化碳和粉煤的混合，不仅能够实现充分混合，而且高速通入的二氧化碳气流使得原料进口110的压强较低，通常能够相对于外界形成负压，则能够自动的将粉煤从外界通过原料进口110吸入混合区100内。因此，原料进口110并不限于设置在侧壁的上方，还可以设置在侧壁的其他方向上，依靠这种吸力将粉煤吸入，该技术同时有效的避免了因主动加料方式可能导致的加料过多堵塞混合区100的问题。本实施例因为反应区的温度较高，所以混合区的温度可以维持在550～950℃的范围内，且从远离反应区的端部向临近反应区的端部递增。通入的二氧化碳和碳原料的温度可以本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤气生产装置，其特征在于：至少包括顺次相连的混合区和反应区，所述混合区和反应区内保持无氧环境；在所述混合区远离所述反应区的一端设有用于通入碳原料的原料进口和用于通入二氧化碳的进气口；所述反应区侧壁外侧设有微波源，用于在无氧环境下通过加热吸波结构来加热所述碳原料和所述二氧化碳反应，以生成一氧化碳从所述反应区壁面上的出气口导出。
【技术特征摘要】
1、一种煤气生产装置，其特征在于：至少包括顺次相连的混合区和反应
区，所述混合区和反应区内保持无氧环境；在所述混合区远离所述反应区的
一端设有用于通入碳原料的原料进口和用于通入二氧化碳的进气口；所述反
应区侧壁外侧设有微波源，用于在无氧环境下通过加热吸波结构来加热所述
碳原料和所述二氧化碳反应，以生成一氧化碳从所述反应区壁面上的出气口
导出。
2、根据权利要求1所述的煤气生产装置，其特征在于：所述微波源的个
数为2～20个，且周向围绕在所述反应区侧壁的外侧。
3、根据权利要求1所述的煤气生产装置，其特征在于：所述反应区侧壁
的材质为不锈钢。
4、根据权利要求1所述的煤气生产装置，其特征在于：所述吸波结构为
蜂窝状多孔隔板，设置在所述反应区内。
5、根据权利要求1或4所述的煤气生产装置，其特征在于：所述吸波结
构的材料为重结晶碳化硅、陶瓷、蜂窝氧化硅或蜂窝氧化铝。
6、根据权利要求1所述的煤气生产装置，其特征在于：所述原料进口设
置在所述混合区的侧壁上，所述进气口设置在所述混合区的端壁上，且所述
进气口处还设置有喷嘴，用于形成以设定速率喷入的二氧化碳气流，将通入
的所述碳原料吹向所述反应区。
7、根据权利要求6所述的煤气生产装置，其特征在于：所述进气口具体
为一进气道，所述进气道的轴线形状为螺旋形，或折线形，或抛物线形。
8、根据权利要求6所述的煤气生产装置，其特征在于：所述混合区的长
度为所述设定速率喷入的二氧化碳气流行进0.5秒至6秒的距离。
9、根据权利要求1所述的煤气生产装置，其特征在于：所述微波源的温
度设定为用于将所述反应区内的温度加热到1000℃。
10、根据权利要求1所述的煤气生产装置，其特征在于：所述混合区内
的温度在550～950℃范围内，且从远离所述反应区的端部向临近所述反应区
的端部递增。
11、根据权利要求1所述的煤气生产装置，其特征在于：在所...
【专利技术属性】
技术研发人员：武桢，
申请(专利权)人：广东科达机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]
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