煤气发生炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种煤气发生炉。该煤气发生炉包括：在炉体壁内从下至上依次包括炉膛、还原区和导气区，该炉膛壁面上设置有粉煤入口，该还原区壁面上设置有第二进气口，其中，在还原区壁面上或还原区与炉膛交界的壁面上还设置有细粉煤入口。本实用新型专利技术采用在煤气发生炉上增设细粉煤入口，以便在还原制备一氧化碳的反应中通入细粉煤颗粒的技术手段，提高了还原区内物质的浓度，能促进还原区内的还原反应效率，进而可提高煤气制备效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种煤气发生炉，尤其涉及一种流化床煤气发生炉。
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。将煤转换为煤气的煤气发生炉主要可分为三大类固定床、流化床和气 流床。在实际的生产过程中，粉煤的气化相比于块煤气化效率更高，是目前研究和应用的主 要煤气化手段。利用粉煤生产煤气的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，并将水蒸汽、空气通入煤气发生 炉中，而后粉煤和气化剂发生反应，主要的反应式包括碳与氧气的燃烧反应，放出热能，如 下式⑴所示C+02 — C02+Q(1)其中，“+Q”代表放出热量。还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 (2)、(3)和(4)所示C02+C — 2C0-Q(2)H20+C — H2+C0-Q(3)2H20+C — C02+2H2-Q (4)其中，“_Q”代表吸收热量。现有技术基于上述原理来生产煤气所使用的煤气发生炉可以为循环流化床，其一 般结构如图ι所示，在炉体100壁内从下至上的区域依次为炉膛10、还原区20和导气区30。 其中，在炉体100侧壁的中下部设置有粉煤入口 110，又可称进煤口 ；在炉体100底部设置 有第一进气口 120，所通入的第一次进气主要是空气和水蒸汽，又可称气化剂进气口。炉体 100壁内偏下部的空间直接连通粉煤入口 110和第一进气口 120的区域就是炉膛10，提供 粉煤燃烧所需的空间，主要完成的是上述反应式(1)。在炉体100侧壁的中部设置有第二 进气口 130，通入的第二次进气是水蒸汽或气化剂，又称二次风进口。在炉膛10的上方，与 第二进气口 130直接连通的区域为还原区20，提供二氧化碳、水蒸汽和碳完成上述还原反 应式(2) (4)的反应空间。在还原区20的上方为导气区30，炉体100的上部一般通过 管道连接旋风分离器200，将夹杂着固体颗粒的混合气，俗称煤气，传输到旋风分离器200 中。旋风分离器200的上部设置导出管道，将分离出来的混合气导出，其下端通过设置在炉 体100中部的回引口与炉体100相连，用于导引未反应的固体颗粒，主要是粉煤，循环回到 炉体100中再次燃烧。现有技术采用上述结构的煤气发生炉，其存在的缺陷是还原区内压强较低，所以 二氧化碳、水蒸汽和碳的分子难以充分接触以进行反应，导致煤气发生炉的反应效率普遍不高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种煤气发生炉，以促进煤气发生炉内反应的有效进 行，提高煤气生产效率。为实现上述目的，本技术实施例提供了一种煤气发生炉，在炉体壁内从下至 上依次包括炉膛、还原区和导气区，所述炉膛壁面上设置有粉煤入口，所述还原区壁面上设 置有第二进气口，其特征在于在所述还原区壁面上或所述还原区与所述炉膛交界的壁面 上还设置有细粉煤入口。如上所述的煤气发生炉，优选的是所述细粉煤入口的数量为多个，周向均勻布设 在炉体壁面上。如上所述的煤气发生炉，优选的是所述细粉煤入口具体为喷枪结构。如上所述的煤气发生炉，优选的是所述粉煤入口通入的粉煤颗粒的粒径小于或等 于10毫米，所述细粉煤入口通入的细粉煤颗粒的粒径小于或等于0. 3毫米。由以上技术方案可知，本技术采用在煤气发生炉上增设细粉煤入口，以便在 还原制备一氧化碳的反应中通入细粉煤颗粒的技术手段，提高了还原区内碳的浓度，提高 还原区内的还原反应效率，进而可提高煤气制备效率。下面通过具体实施例并结合附图对本技术做进一步的详细描述。附图说明图1为现有技术中一种煤气发生炉的结构示意图；图2为本技术煤气发生炉具体实施例的结构示意图；图3为本技术煤气发生炉的制备方法流程图。图中10-炉膛20-还原区30-导气区40-填充结构 100-炉体110-粉煤入口120-第一进气口 130-第二进气口 140-导气口150-细粉煤入口 200-旋风分离器具体实施方式煤气发生炉实施例如图2所示为本技术煤气发生炉具体实施例的结构示意图。该煤气发生炉的 炉体100壁内从下至上依次包括炉膛10、还原区20和导气区30。其中的炉膛10与设置在 炉体100底部、用于通入空气的第一进气口 120相连，还与设置在炉体100中下部的粉煤入 口 110相连。通入粉煤颗粒和气化剂后即可在炉膛10内进行燃烧反应。还原区20位于炉 膛10的上方，还原区20与设置在炉体100侧壁中部、用于通入水蒸汽或气化剂的第二进气 口 130相连。燃烧后生成的二氧化碳、在热空气及底部气流带动下漂浮在还原区20的煤 粉、以及从第二进气口 130通入的水蒸汽或气化剂可以在还原区20内进行还原反应生成煤 气的主要成份一氧化碳和氢气，而后包含一氧化碳和氢气的混合气进入导气区30，在炉体 100导气区30的侧壁上设有导气口 140，煤气可以从导气口 140导出。在炉体100内的炉膛10、还原区20和导气区30并非严格意义上的划分，只是以其内主要发生的反应来划分。 在该煤气发生炉炉体100内还原区20与炉膛10交界的壁面上还设置有细粉煤入口 150，即 在粉煤入口 120和第一进气口 110之间设置一细粉煤入口 150，用于通入细粉煤颗粒。所 谓细粉煤颗粒，即粒径远小于粉煤颗粒粒径的粉煤，通常粉煤颗粒的粒径小于或等于10毫 米，细粉煤颗粒的粒径小于或等于0. 3毫米。本实施例煤气发生炉的工作过程是通过第一进气口和粉煤入口向煤气发生炉内 分别通入气化剂和粉煤颗粒，粉煤颗粒和气化剂在炉内的高温环境下进行燃烧；通过细粉 煤入口向煤气发生炉内通入细粉煤颗粒，且此时，通过第二进气口向煤气发生炉内通入水 蒸汽或气化剂。在此环境下，二氧化碳和水蒸汽，与未燃烧的高温粉煤颗粒和细粉煤颗粒发 生还原反应生成一氧化碳和氢。在此过程中，细粉煤颗粒所起的作用是增加了还原区内碳 的浓度，使反应物各分子之间的距离减小，加速反应的进行，使反应进行的更为充分，因此 能够提高煤气生成反应的反应效率。在具体实施中，细粉煤入口的数量可以为多个，周向均勻的布设在炉体壁面上，以 便均勻地向还原区内供给细粉煤颗粒。进一步的，细粉煤入口可以采用喷枪结构。细粉煤颗粒因其粒径小，本身就具有可 喷射的条件。采用喷射加入的方式能够更利于细粉煤颗粒在还原区内的混合，且能够进一 步以较高压力喷入更多细粉煤颗粒，以提高还原区内压力。本实施例技术方案中，通入细粉煤颗粒的目的是提高还原区内物质浓度，所以细 粉煤入口的位置并不限于在还原区和炉膛之间设壁面上置，还可以设置在还原区的壁面上 或炉膛的壁面上。如图3所示为本技术煤气发生炉的制备方法流程图，该方法包括如下步骤步骤1、向煤气发生炉的炉膛内通入粉煤颗粒和气化剂进行燃烧，气化剂包括空气 和水蒸气，此时通入的气化剂也可以为空气；步骤2、向煤气发生炉的还原区或邻近进入还原区的位置通入细粉煤颗粒，煤气发 生炉内的物质反应以获得一氧化碳和氢气；还可以进一步执行步骤3、向煤气发生炉的还原区内通入水蒸汽或气化剂，进一步 提高还原区20的温度，同时提高碳的浓度，促进还原反应的进行生成一氧化碳和氢气，而后导出ο采用上述实施例的煤气发生炉来制备煤气的方法，通入的粉煤颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤气发生炉，在炉体壁内从下至上依次包括炉膛、还原区和导气区，所述炉膛壁面上设置有粉煤入口，所述还原区壁面上设置有第二进气口，其特征在于：在所述还原区壁面上或所述还原区与所述炉膛交界的壁面上还设置有细粉煤入口。

【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：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]