煤气发生炉和煤气生产方法技术

本发明专利技术公开了一种煤气发生炉和煤气生产方法。该煤气发生炉包括炉体，其中：所述炉体中包括氧化区和还原区；所述氧化区与进煤口和进气口连通，所述进煤口和进气口分别通入的煤和空气进行燃烧氧化反应，以生成二氧化碳；所述还原区与还原煤进口连通，所述还原煤进口通入的还原煤与燃烧生成的所述二氧化碳进行还原反应，以生成一氧化碳。本发明专利技术的技术方案将煤气发生反应过程中的燃烧氧化反应和还原反应尽可能的独立进行，可实现温度分别控制，促进氧化和还原反应各自充分地进行。从而提高了煤的燃烧效率，降低了资源消耗量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及煤气生产设备技术，尤其涉及一种煤气发生炉和煤气生产方 法。
技术介绍
煤气发生炉是以煤为原料制备煤气的常用设备。现有煤气发生炉的典型结构如图 1所示，包括炉体1，炉体1下端包括布风板2，布风板2上侧连通进煤口 3，布风板2下侧为 汽化剂进口 4。从进煤口 3通入的煤粉包括多种粒径，例如10mm、6mm、3mm和Imm以下几种， 煤粉通入到布风板2上，汽化剂从布风板2下侧通过布风板2的通孔5自下而上喷入，使得 燃烧的煤粉被吹扬到整个煤气发生炉中。由于煤粉粒径不一致，所以煤粉在炉体1中分层 悬浮。较重的煤粉颗粒扬起的位置低，较轻的煤粉颗粒氧气的位置较高，而燃烧完全的煤渣 比重较大，会沉降在布风板2上，通过布风板2上的通孔5下落，从而排出残渣。在煤气发 生炉的上端设置有导出口 6，反应生成的混合气与小粒径的煤粉一同导出至旋风分离器7。 经过旋风分离器7的离心作用，将混合气和煤粉分离，混合气被导出，而煤粉沿着回流管8 导回布风板2附件的位置，继续参与燃烧。在现有的煤气发生炉中，紧邻布风板上侧的区域主要发生煤燃烧放热的反应，温 度大约为1200°C。为防止燃烧温度过高而引发结焦堵塞的问题，在燃烧所需煤与氧气适当 比例的基础上，需要通入过量的煤，以煤与二氧化碳和水蒸气之间的还原反应进行降温。通 过还原反应来生成一氧化碳和氢气，这是在混合气中所需煤气的主要成份。在进行本专利技术的研究过程中，专利技术人发现上述煤气发生炉所存在的缺陷是煤的 燃烧效率低，不节能。由于在燃烧区域实际上同时进行燃烧氧化和还原降温的反应，所以实 际上无法控制参与燃烧的煤与参与氧化的煤之间的比例，大部分煤没有完全燃烧。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种，以提高煤的燃烧效率，降低 资源消耗。本专利技术实施例提供一种煤气发生炉，包括炉体，其中所述炉体中包括氧化区和还 原区；所述氧化区与进煤口和进气口连通，所述进煤口和进气口分别通入的煤和空气进行 燃烧氧化反应，以生成二氧化碳；所述还原区与还原煤进口连通，所述还原煤进口通入的还 原煤与燃烧生成的所述二氧化碳进行还原反应，以生成一氧化碳。如上所述的煤气发生炉，优选的是所述氧化区在所述还原区的上方。如上所述的煤气发生炉，优选的是所述还原区包括喉颈段和泄压段，所述喉颈段 与所述氧化区连接，所述喉颈段的横截面积分别小于所述氧化区和所述泄压段的横截面 积；所述还原煤进口设置在所述喉颈段的壁面上。如上所述的煤气发生炉，优选的是所述氧化区中还设置有整流板，所述整流板设 置在所述进气口的下方隔断所述氧化区，所述整流板上设置有多个过孔，所述进煤口经导管延伸至所述整流板处露出。如上所述的煤气发生炉，优选的是所述还原区的下端连通导出口，用于导出所述 一氧化碳和煤燃烧后的残渣；所述煤气发生炉的导出口连接至一个存储容器。如上所述的煤气发生炉，优选的是所述还原煤进口的数量为多个，周向均勻分布 在所述还原区的壁面上。 如上所述的煤气发生炉，优选的是所述氧化区的进煤口和进气口为喷射式燃烧 本专利技术实施例还提供了一种煤气生产方法，包括向煤气发生炉的氧化区通入煤和空气，在所述氧化区进行燃烧氧化反应，以生成 二氧化碳；在与所述氧化区连接的还原区通入还原煤，所述还原煤与所述二氧化碳进行还原 反应，以生成一氧化碳。如上所述的煤气生产方法，优选的是所述氧化区的温度至少为1200°C，或者更佳 的是为1500°C以上。如上所述的煤气生产方法，优选的是向煤气发生炉的氧化区通入的煤为煤浆或以 水蒸气为载煤介质的粉煤。本专利技术的技术方案将煤气发生反应过程中的燃烧氧化反应和还原反应尽可能的 独立进行。在氧化区通入足够的空气，使煤充分燃烧。在还原区，由于通入还原煤增加了还 原反应物，使得还原反应占据主要地位，还原煤通入时的冷却降温作用以及还原反应吸热 导致的降温作用都使得还原区内难以继续进行燃烧，从而可以在一体的煤气发生炉中形成 相对独立的氧化区和还原区，促进氧化和还原反应各自充分地进行。从而提高了煤的燃烧 效率，降低了资源消耗量。附图说明图1为现有煤气发生炉的结构示意图；图2为本专利技术实施例一提供的煤气发生炉的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种煤气发生炉的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的另一种煤气发生炉的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的再一种煤气发生炉的结构示意图；图6为本专利技术实施例二提供的煤气生产方法的流程图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一图2为本专利技术实施例一提供的煤气发生炉的结构示意图，该煤气发生炉包括炉体 1。炉体1中包括氧化区10和还原区20。氧化区10与进煤口 3和进气口 11连通，从进煤口 3通入煤，优选为通入煤浆，或者也可以水蒸气为载煤介质通入粉煤，从进气口 11通入空气，使煤浆和空气进行燃烧氧化反应，即使煤浆中有部分水份，由于适当控制氧气量和温 度，也可以使煤进行充分的燃烧。还原区20与还原煤进口 21连通，还原煤进口 21用于通 入还原煤，例如为煤浆或煤粉等。还原煤与燃烧生成的二氧化碳进行还原反应，以生成一氧 化碳。本实施例中，氧化区10的进煤口 3和进气口 11优选为喷射式燃烧器，使得进煤 口 3通入的煤能够尽可能的充分、快速燃烧，温度可以达到至少1200°C，或者更佳的是为 1500°C以上。可以进一步设计进煤口 3、进气口 11、氧化区10的形状、位置关系等，使氧化 区10中形成合理紊流，燃烧更充分。例如，可以如图3所示，设置进煤口 3的入口端伸入氧化区10之内，从而使出煤的 位置能够完全被包围在空气之中，将煤与空气充分接触进行燃烧。再或者，如图4所示，进气口 11可以设计为弧线形状的进气管路110，则经压缩或 常压的空间经进气管路110喷入氧化区之后会形成一定的涡流，涡流的存在有助于使煤颗 粒与空气的混合更加均勻，从而促进燃烧。进气管路110并不限于为弧线形，还可以为螺旋状等。如图5所示，氧化区10中还可以设置有整流板12，整流板12设置在进气口 11的 下方隔断氧化区10，整流板12上设置有多个过孔，也就是通孔，供气体流通。进煤口 3经导 管13延伸至整流板12处露出。整流板12的设置将氧化区10隔断成两个区域，整流板12 的上部区域中通入空气，形成较大的压力，穿过较小的过孔挤压入氧化区10的下半部分， 既提高了气流的流速，又使整流板12上部不均勻的气流均勻化穿过整流板12。进煤口 3经 过导管13延伸至整流板12处露出，使得煤的出口位置处于均勻高速气流的包围中，更加有 利于燃烧。对进气的整流并不限于通过改进进气管路来控制气流流动规律，例如还可以通过 设计氧化区10的形状来整流，使气流喷入氧化区10后在氧化区10壁面的导引下形成涡 流，促进均勻混合，从而促进燃烧。本实施例的技术方案将煤气发生反应过程中的燃烧氧化反应和还原反应尽可能 的独立进行，氧化区10和还原区20中的温度有明显的变化。在氧化区10通入足本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤气发生炉，包括炉体，其特征在于：所述炉体中包括氧化区和还原区；所述氧化区与进煤口和进气口连通，所述进煤口和进气口分别通入的煤和空气进行燃烧氧化反应，以生成二氧化碳；所述还原区与还原煤进口连通，所述还原煤进口通入的还原煤与燃烧生成的所述二氧化碳进行还原反应，以生成一氧化碳。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：武桢，李庆民，白勇，彭虎，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]