煤气生产装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种煤气生产装置和方法。该装置包括内炉和外炉；外炉用于进行燃烧反应放热；内炉上设有用于通入煤的第二原料进口和用于通入二氧化碳的第二进气口，内炉用于在无氧环境及外炉燃烧加热的环境下进行煤和二氧化碳的反应，以生成一氧化碳导出。该方法包括：向内炉通入煤和二氧化碳进行混合；在内炉的无氧环境下，以内炉外侧的外炉燃烧所放出的热量加热煤和二氧化碳反应以生成一氧化碳。本发明专利技术采用外炉燃烧加热的方式，将内炉中无氧环境下的煤和二氧化碳气体加热到高温状态使其反应生成一氧化碳，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，尤其涉及一种以煤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共同组成气化剂，而后粉煤和气化剂在高 温环境下发生反应，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)、⑵和(3)所示C02+C — 2C0-Q(1)H20+C — H2+C0-Q(2)2H20+C — C02+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、水蒸汽、粉煤微粒等杂质多，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，以实现煤转化为煤气过程中转化 效率的提高，并且减小对环境的污染。为实现上述目的，本专利技术提供了一种煤气生产装置，包括内炉和外炉，内炉嵌套设 置在外炉之内；所述外炉上设有用于通入燃烧物的第一原料进口和用于通入助燃剂的第一 进气口，所述外炉用于进行燃烧反应放热；所述内炉上设有用于通入煤的第二原料进口和 用于通入二氧化碳的第二进气口，所述内炉用于在无氧环境及外炉燃烧加热的环境下进行 煤和二氧化碳的反应，以生成一氧化碳从所述内炉上设置的第二出气口导出。如上所述的煤气生产装置，优选的是所述外炉上还设有用于通入水蒸汽或气化剂 的第三进气口 ；所述外炉第一原料进口所通入的燃烧物为煤；所述外炉还用于进行煤与所 述水蒸汽或气化剂的反应，以生成一氧化碳和氢气，并从所述外炉上设置的第一出气口导 出O如上所述的煤气生产装置，优选的是所述内炉和所述外炉均竖向设置，所述第一 原料进口和所述第二原料进口分别设置在所述内炉和所述外炉的侧壁上，所述第一进气口 和所述第二进气口分别设置在所述内炉和所述外炉的下端。如上所述的煤气生产装置，优选的是所述内炉包括顺次相连的混合区和反应区， 所述第二原料进口和所述第二进气口设置在所述混合区上，所述第二出气口设置在所述反 应区上。如上所述的煤气生产装置，优选的是所述内炉的反应区嵌套容纳在所述外炉之 内，所述混合区沿伸于所述外炉之外。如上所述的煤气生产装置，优选的是所述混合区的长度为按照设定速率从所述第 二进气口喷入的二氧化碳气流行进0. 5秒至6秒的距离。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种煤气生产方法，包括如下步骤向内炉通入煤和二氧化碳进行混合；在内炉的无氧环境下，以内炉外侧的外炉燃烧所放出的热量加热所述煤和所述二 氧化碳反应以生成一氧化碳。如上所述的煤气生产方法，优选的是所述外炉燃烧放热具体为向外炉通入煤和 助燃剂以进行燃烧，生成二氧化碳；向外炉通入水蒸汽或气化剂，进行煤、二氧化碳与所述 水蒸汽或气化剂的反应，以生成一氧化碳和氢气。如上所述的煤气生产方法，优选的是向内炉通入所述二氧化碳具体为向内炉通 入包含有二氧化碳的烟气。如上所述的煤气生产方法，优选的是向内炉通入的所述煤与所述二氧化碳的体积 比范围为1 2至1 50。如上所述的煤气生产方法，优选的是向内炉通入煤和二氧化碳进行混合具体为 向内炉通入所述煤和所述二氧化碳，在内炉未进入外炉内部的区段内进行混合。如上所述的煤气生产方法，优选的是向内炉通入所述煤和所述二氧化碳，在内炉 未进入外炉内部的区段内进行混合具体为向内炉以设定速率喷入所述二氧化碳，所述二 氧化碳吹动所述煤运动，在内炉未进入外炉内部的区段内运动0. 5至6秒，从而完成混合。由以上技术方案可知，本专利技术采用外炉燃烧的方式，将内炉中无氧环境下的煤和 二氧化碳加热到高温状态，使其反应生成一氧化碳，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装置具体实施例三的结构示意图；图4为本专利技术煤气生产方法具体实施例一的流程图；图5为本专利技术煤气生产方法具体实施例二的流程图。图中100-外炉110-第一原料进口 120-第一进气口130-第三进气口 140-第一出气口 200-内炉210-第二原料进口 220-第二进气口 230-第二出气口240-反应区250-混合区300-旋风分离器具体实施例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 主要由外炉100和内炉200两部分组成，且内炉200嵌套设置在外炉100之内，两者内部的 空间相互隔离。外炉100的侧壁上设有用于通入燃烧物的第一原料进口 110和用于通入类 似空气这样的助燃剂的第一进气口 120，助燃剂也可以是氧气等其他助燃物质。外炉100用 于提供燃烧物和助燃剂进行燃烧的空间，使其在外炉100内燃烧放热。内炉200的侧壁上 设有用于通入煤的第二原料进口 210和用于通入二氧化碳的第二进气口 220，内炉200之内 为近似的无氧环境，内炉200中的煤和二氧化碳在无氧环境下，且在外炉100燃烧所放出热 量形成的高温环境下进行还原反应，生成作为煤气主要成份的一氧化碳，而后一氧化碳从 内炉200上设置的第二出气口 230导出。在本实施例中，内炉200是嵌套在外炉100中的，主要完成煤气生成反应，而外炉 100的作用是为内炉200提供高温环境，保证还原反应的进行。通常，外炉100将内炉200 加热到1200°C或以上的高温状态更有利于还原反应的进行。内炉200和外炉100的放置 方式可以有多种，如图1所示是将内炉200和外炉100均竖向设置，第一原料进口 110和第 二原料进口 210可分别设置内炉200和外炉100的侧壁上，第一进气口 120和第二进气口 220分别设置在内炉200和外炉100的下端。并且，内炉200上设置的第二原料进口 210和 第二进气口 220可以穿设在外炉100的壁面上，内炉200和外炉100的运转是基本上相互 独立的。具体应用中，内炉200和外炉100也可以水平放置，同样能够实现外炉100燃烧加 热，内炉200还原制备一氧化碳的反应。本实施例的煤气生产装置采用外炉燃烧加热的方式为内炉无氧环境下的还原反 应提供高温条件，能够使煤与二氧化碳直接进行生成一氧化碳的还原反应，反应效率高。本 实施例的生产的部分原料为工厂外排烟气，其中富含二氧化碳，能够有效消耗温室气体，保 护环境。从出气口排出的混合气，可以将分离出的二氧化碳再循环回内炉作为原料。或者， 可以直接采用用户燃烧煤气后生成的烟气通入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤气生产装置，其特征在于：包括内炉和外炉，内炉嵌套设置在外炉之内；所述外炉上设有用于通入燃烧物的第一原料进口和用于通入助燃剂的第一进气口，所述外炉用于进行燃烧反应放热；所述内炉上设有用于通入煤的第二原料进口和用于通入二氧化碳的第二进气口，所述内炉用于在无氧环境及外炉燃烧加热的环境下进行煤和二氧化碳的反应，以生成一氧化碳从所述内炉上设置的第二出气口导出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武桢，李庆民，邵俊杰，
申请(专利权)人：马鞍山科达洁能有限公司，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]