一种闭合式烟气变煤气系统技术方案

一种闭合式烟气变煤气系统，涉及节能降碳与碳中和，包括热能装备，燃气器或喷头，热风管，热能空预器，自动热烟阀，热烟管，烟气测控、调配与除尘器，高温风机，烟气加热炉，加热燃气器，加热空预器，高温烟管，固体燃料处理装置，还原气化炉，煤气/烟气预热器，煤气监控与除尘器，煤气管。该系统通过闭合回路将热能生产中的较高温烟气作为气化剂并经加热成为高温烟气和储蓄热量后输入碳源及固体燃料层进行以还原为主氧化为辅的高温反应，致使烟气转化为煤气而循环使用及其它利用；该闭合循环式烟气转化煤气系统，既最大化的减少各类炉窑及燃机碳排放，又比同容量煤气则节省约一半固体燃料，还将煤气中可燃性气体含量及单位热值提高约两倍。约两倍。约两倍。

【技术实现步骤摘要】
一种闭合式烟气变煤气系统


[0001]本专利技术涉及生产过程中的节能降碳及其烟气的碳中和
，具体是一种闭合式烟气变煤气系统。

技术介绍

[0002]若将热能过程产生的烟气既简化又高效地转化为煤气，这对目前的节能降碳和碳中无疑是作用巨大。
[0003]具体地说，若将各类炉窑及燃机的高温烟气及低温烟气，通过烟气及热量调配先输入加热装置升温及储热后，再输入碳源进行以还原为主的高温反应而将烟气转化成以一氧化碳为主煤气，这不但在科学技术的底层逻辑完全可行，尤其可最大化的减少各类炉窑及燃机碳排放，还可合理规避当前常规气化过程复杂的氧化还原高温反应置于一体而极难操作之顽疾。
[0004]目前，以空气为主作气化剂的常规气化过程，普遍以不充分的氧化反应而为苛刻的还原反应提供高温条件及热量保障故此难以平稳运行，因此既难以解决潜在的热量平衡，还受到固体燃料消耗大而煤气可燃性气体含量低及热值低的因素困扰和严重制约。
[0005]为此，如何科学合理地将热能过程中各类窑炉及燃机所产生的烟气既作气化剂又当碳源而制备煤气，则是本专利技术的研究目标。

技术实现思路

[0006]基于上述，本专利技术提出了所述一种闭合式烟气变煤气系统。
[0007]本专利技术所述的一种闭合式烟气变煤气系统，为热能生产中的闭合与联合循环技术，核心是通过闭合回路将热能生产中的较高温烟气及其热量作为气化剂并经加热成为高温烟气和储蓄热量后输入碳源及固体燃料层进行以还原为主氧化为辅的高温反应，致使烟气转化为煤气而循环使用以及其它利用；
[0008]为实现闭合与联合循环运行，所述闭合式烟气变煤气系统包括热能装备，燃气器或喷头，热风管，热能空预器，自动热烟阀，热烟管，烟气测控、调配与除尘器，高温风机，烟气加热炉，加热燃气器，加热空预器，高温烟管，固体燃料处理装置，还原气化炉，煤气/烟气预热器，煤气监控与除尘器，煤气管，以及还配套有相关的蒸汽气化剂源、净化装置、储气柜、煤气应用、风机、保温、管道、阀门、缆线、仪表、控制及人工智能；其中，所述热能装备的炉膛或燃烧窒连通所述燃气器或喷头的火焰口；所述燃气器或喷头的进空气口经所述热风管连通所述热能空预器的热风口；所述热能装备炉膛或燃机出烟口的所述自动热烟阀经所述热烟管连通所述烟气测控、调配与除尘器的高温烟气进口；所述热能装备尾部或余热设备尾部的排烟口经所述热烟管连通所述烟气测控、调配与除尘器的低温烟气进口；所述烟气测控、调配与除尘器的较高温烟气出口经所述热烟管及所述高温风机串联而连通所述烟气加热炉冷端的低温烟气进口；所述烟气加热炉冷端的加热烟气出口连通所述加热空预器热端的热烟气进口；所述加热空预器的热风口经所述热风管连通所述加热燃气器的空气进
口；所述烟气加热炉的炉腔连通所述加热燃气器的火焰口；所述烟气加热炉热端的高温烟气出口经所述高温烟管连通所述还原气化炉热端的气化剂进口；所述还原气化炉冷端的煤气出口连通所述煤气/烟气预热器热端的煤气进口；所述煤气/烟气预热器冷端的煤气出口连通所述煤气监控与除尘器的煤气进口；所述煤气监控与除尘器的煤气出口经所述煤气管分别连通所述燃气器或喷头及所述加热燃气器各自的燃气进口；所述还原气化炉冷端的碳源进口连通所述固体燃料处理装置热端的燃料出口；所述固体燃料处理装置热端的加热烟进口经所述热烟管连通所述加热空预器冷端的冷烟气出口；所述固体燃料处理装置冷端的冷烟气出口经所述热烟管连通所述煤气/烟气预热器冷端的冷烟气进口；所述煤气/烟气预热器热端的高温烟气出口经所述热烟管连通所述烟气测控、调配与除尘器的另一高温烟气进口；所述自动热烟阀，所述烟气测控、调配与除尘器，所述高温风机及所述煤气监控与除尘器通过有线或无线联通系统集控中心。
[0009]进一步的，所述热能装备为各类锅炉或窑炉或燃气轮机或内燃机或外燃机之装备。
[0010]进一步的，所述热能空预器、所述加热空预器和所述煤气/烟气预热器均为气与气换热及加热的装置。
[0011]进一步的，所述自动热烟阀为电动、电磁、油动及气动的耐高温气体阀门。
[0012]进一步的，所述烟气测控、调配与除尘器为带有测控仪器及功能的烟气调配处理与除净化的装置。
[0013]进一步的，所述烟气加热炉分为加热及储热式的双回路连续换热型与单回路间隙换热多台切换型两类加热烟气装置或电磁式加热烟气装置。
[0014]进一步的，所述还原气化炉为碳源容器以及进行氧化还原高温反应装置或电磁式氧化还原高温反应装置。
[0015]进一步的，所述固体燃料处理装置为固体燃料的筛选、造形、仓储及干燥之装置。
[0016]进一步的，所述煤气监控与除尘器为带有煤气监测控制仪器及功能的煤气除尘及净化处理装置。
[0017]为此，本专利技术所述一种闭合式烟气变煤气系统的有益效果是：
[0018]相比常规气化炉的较杂乱反应：C+O2＝CO2+393.8kJ、2C+O2＝2CO+221.2kJ、2CO+O2＝2CO2+566.0kJ、CO2+C＝2CO
‑
172.6k及JC+H2O＝CO+H2‑
131.4kJ，本专利技术本着简化常规气化的氧化还原反应流程，同时促进与保障还原反应的热量平衡，尤其充分提高氧化与还原的生产效率之机理，首先以所述烟气加热炉的2CO+O2＝2CO2+566.0kJ氧化反应而加热烟气，其次经所述还原气化炉碳源的CO2+C＝2CO
‑
172.6kJ及C+H2O＝CO+H2‑
131.4kJ还原吸热反应及其热量平衡而转化煤气，以致形成有序而高效的闭合与联合循环运行而将烟气转化成以一氧化碳为主的煤气；依据同质量一氧化碳气体积约为二氧化碳气体积1.5倍以上客观规律，以烟气成分氮气约60％、二氧化碳气约30％、水蒸气约5％、氧气约4％和其它约1％为例，则获得成分为一氧化碳气约64％、氮气约32％和其它约4％的煤气；这样以闭合与联合循环为特征的将烟气当作气化剂制煤气，既最大化的减少各类炉窑及燃机碳排放，又使同容量煤气节省约一半碳源及固体燃料，还使煤气中的可燃性气体含量及其单位热值均提高约两倍。
附图说明
[0019]图1是本专利技术所述一种闭合式烟气变煤气的系统的一种构造示意图；
[0020]图1中：1锅炉，2炉窑燃气器，3热风管，4炉窑空预器，5自动热烟阀，6热烟管，7烟气测控、调配与除尘器，8高温风机，9烟气加热炉，10加热燃气器，11加热空预器，12高温烟管，13煤粒处理装置，14还原气化炉，15煤气/烟气预热器，16煤气监控与除尘器，17炉窑煤气管，18加热煤气管。
具体实施方式
[0021]为了进一步了解本专利技术所述的一种闭合式烟气变煤气系统，下面结合附图1对专利技术所述的一种闭合式烟气变煤气系统作详细叙述：
[0022]申请人需要特别说明的是，本专利技术所述的热能装备可以为锅炉或窑炉或燃气轮机或内燃机或外燃机，锅炉或窑炉或燃气轮机或内燃机或外燃机在本专利技术中的作用相同，即产生热能，因此，相互可完全替代；另外，炉窑燃气器等价于燃气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闭合式烟气变煤气系统，其特征在于：所述的闭合式烟气变煤气系统为热能生产中的闭合与联合循环技术，核心是通过闭合回路将热能生产中的较高温烟气及其热量作为气化剂并经加热成为高温烟气和储蓄热量后输入碳源及固体燃料层进行以还原为主氧化为辅的高温反应，致使烟气转化为煤气而循环使用以及其它利用；为实现闭合与联合循环运行，所述闭合式烟气变煤气系统包括热能装备(1)，燃气器或喷头(2)，热风管(3)，热能空预器(4)，自动热烟阀(5)，热烟管(6)，烟气测控、调配与除尘器(7)，高温风机(8)，烟气加热炉(9)，加热燃气器(10)，加热空预器(11)，高温烟管(12)，固体燃料处理装置(13)，还原气化炉(14)，煤气/烟气预热器(15)，煤气监控与除尘器(16)和煤气管(17、18)；其中，所述热能装备(1)的炉膛或燃烧窒连通所述燃气器或喷头(2)的火焰口；所述燃气器或喷头(2)的进空气口经所述热风管(3)连通所述热能空预器(4)的热风口；所述热能装备(1)炉膛或燃机出烟口的所述自动热烟阀(5)经所述热烟管(6)连通所述烟气测控、调配与除尘器(7)的高温烟气进口；所述热能装备(1)尾部或余热设备尾部的排烟口经所述热烟管(6)连通所述烟气测控、调配与除尘器(7)的低温烟气进口；所述烟气测控、调配与除尘器(7)的较高温烟气出口经所述热烟管(6)及所述高温风机(8)串联而连通所述烟气加热炉(9)冷端的低温烟气进口；所述烟气加热炉(9)冷端的加热烟气出口连通所述加热空预器(11)热端的热烟气进口；所述加热空预器(11)的热风口经所述热风管(3)连通所述加热燃气器(10)的空气进口；所述烟气加热炉(9)的炉腔连通所述加热燃气器(10)的火焰口；所述烟气加热炉(9)热端的高温烟气出口经所述高温烟管(12)连通所述还原气化炉(14)热端的气化剂进口；所述还原气化炉(14)冷端的煤气出口连通所述煤气/烟气预热器(15)热端的煤气进口；所述煤气/烟气预热器(15)冷端的煤气出口连通所述煤气监控与除尘器(16)的煤气进口；所述煤气监控与除尘器(16)的煤气出口经所述煤气管(17、18)分别连通所述燃气器或喷头(2)及所述加热燃气器(10)各自的燃气进口；所述还原气化炉(14)冷端...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德志，汪春焕，杨连成，
申请(专利权)人：北京庚申禾草环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：