等离子体热解水制氢和煤气化联产造气的装置，涉及等离子体煤气化炉设备。装置由气化炉、等离子体喷枪、螺旋推料器和料仓组成，其中：防焦水套和耐火层a的内空间构成气化炉膛，在气化炉膛的前部炉墙上方有合成气通道引出，合成气通道的顶端有合成气出口接出，在气化炉膛的后端炉墙下方有排渣口接出，排渣口通过水封连接到渣池，在气化炉膛的后端设置等离子体喷枪，等离子体喷枪的喷口指向气化炉膛内，在气化炉膛的前面设置螺旋推料器，螺旋推料器的出料端伸进气化炉膛内。本装置实现等离子体热解水制氢和煤气化联产造气，形成互补，以克服单独技术各自存在的缺点，达到提升合成气品质、节省煤炭损耗和减少温室气体排放。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤气化装备，特别是涉及到一种等离子体煤气化炉设备。
技术介绍
当前，常规煤气化装置中直接把水蒸汽+空气或水蒸汽+氧气作为气化剂送入气 化炉，使水蒸汽与煤炭发生造气反应生成合成气，其反应为吸热反应，需要由空气或氧气与 炭发生氧化反应为其提供热量，这种气化方式将增加煤炭资源消耗，同时，合成气中产生大 量的二氧化碳废气，不仅影响到合成气的品质，而且使后级生产中排放大量的温室气体。现有的热化学分解水制氢研究中揭示，纯水的热分解避开了“热一功”转换过程， 将热能直接转换为氢能，理论转换效率很高，但此反应需吸收大量热能。若压力固定为 0. 05Par，则温度为2000K时水基本不分解，2500K时可以有25%的水发生分解，2800K时水 的分解率可高达阳％。在常压条件下热解水的最佳温度为3400 3500K，一般的加热方式 难以达到这么高的温度，而使用等离子喷枪则很容易做到。然而，单独使用等离子喷枪热解 水制氢时，氢、氧不能及时分离易发生逆反应使得氢收率低，并且存在余热回收难题，造成 能量损失，因而不具经济性。上述的煤气化技术、等离子体热解水制氢技术在单独应用时各存在难予克服的缺 点，如把这二种技术结合应用，则可以相互弥补，克服上述缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是把等离子体热解水制氢和煤气化结合进行联产造气，形成互补， 以克服单独技术各自存在的缺点，从而达到提升合成气品质、节省煤炭损耗和减少温室气 体排放。等离子体热解水制氢和煤气化联产造气的作用是一.把气化炉内的炭作为吸氧 和吸氢元件，及时吸收等离子体热解水产生的分解物，生成一氧化碳和氢气，避免水分解的 氢、氧进行逆反应；二.利用煤气化过程中的吸热来回收等离子体热解水制氢的余热，利用 水分子的分解物与炭的放热反应为煤原料烘干和热解提供所需的热量，因而不需向气化炉 内输入氧气燃炭，减少氧化反应的炭损耗和减少废气；三.反应点的温度高，可以提高气化 率，气化率几乎达到100%。本专利技术的装置以煤为原料进行造气，生产以氢气和一氧化碳为 主要成分的合成气，所产合成气作为生产氢气、合成氨、甲醇或二甲醚的原料气应用。本专利技术的一种等离子体热解水制氢和煤气化联产造气的装置，包括气化炉设备， 其特征是装置由气化炉、等离子体喷枪(6)、螺旋推料器和料仓(25a)组成，其中气化炉包 括防焦水套(4)、耐火层a(15)、保温层a(3)和外壳乂2)，防焦水套(4)和耐火层a(15)的 内空间构成气化炉膛(13)，气化炉膛(13)呈卧式结构，耐火层a(15)为气化炉膛(13)的前 部分炉墙，防焦水套(4)为气化炉膛(13)的后部分炉墙，耐火层a(15)和防焦水套的 外层是保温层a(3)，保温层aC3)的外层是外壳a(》；在气化炉膛(1 的前部炉墙上方有 合成气通道(16)引出，合成气通道(16)的顶端有合成气出口(38)接出；在气化炉膛(13) 的后端炉墙下方有排渣口(10)接出，排渣口(10)通过水封(11)连接到渣池；在气化炉膛(13)的后端设置等离子体喷枪(6)，等离子体喷枪(6)的喷口指向气化炉膛(13)内；在气 化炉膛(1 的前面设置螺旋推料器，螺旋推料器包括螺旋壳体(18a)和螺旋轴(19)，螺旋 轴(19)前部的螺旋推料头在螺旋壳体(18a)内，螺旋壳体(18a)的出料端从气化炉膛(13) 的前端伸进气化炉膛(1 内；料仓(25a)连接在螺旋壳体(18a)的上方。本装置在运行 时，气化炉膛后端的温度为1300 1600°C，通过合成气的流动，使温度由后端向前端分布， 气化炉膛前部分耐火层炉墙具有蓄热作用，可以使煤炭获得气化所需的热量，气化炉膛后 部分的防焦水套(4)具有降低炉墙表面温度的作用，防止煤炭结焦与炉墙粘结。本装置中 的螺旋推料器由螺旋壳体(18a)、螺旋轴(19)、轴箱和减速箱04)组成，其中螺旋 轴(19)前部的螺旋推料头在螺旋壳体(18a)内，螺旋轴(19)后部的轴杆穿过轴箱(21)， 再通过联轴器0 与减速箱04)的从动轴进行连接，减速箱04)的主动轴由电机驱动。 为了使气化炉内空间与外界隔离，本装置在料仓(25a)的顶部有进料器(35)，进料器(35) 包括料斗a (35-2)、料钟a (35-4)、料斗b (35-1)和料钟b (35-5)，料斗a (35-2)连接在料斗 b(35-l)的上方，料斗b(35-l)连接在料仓(25a)顶部的壳体(26)上，料钟a(35_4)为料 斗a(351)的出料阀，料钟b(354)为料斗b(35-l)的出料阀，在进料时，通过轮流操作料 钟a(35-4)、料钟b (35-5)开启和关闭，使炉内空间与外界隔离。 本专利技术的另一种等离子体热解水制氢和煤气化联产造气的装置，其特征是装置 由气化炉、等离子体喷枪(6)、螺旋推料器组成，其中气化炉包括预热仓(25b)和气化炉 膛(13)，预热仓(25b)为立式结构，预热仓0 )的炉墙由内而外为耐火层b(31)、保温层 b(30)和外壳bQ9)，耐火层b(31)中有管腔(观)，下部的耐火层b(31)中有环形分气室 (27)，上部的耐火层b (31)中有环形集气室(33)，环形分气室(XT)和环形集气室(3 之间 通过管腔08)进行连通；气化炉膛(13)为卧式结构，气化炉膛(13)的炉墙包括防焦水套 (4)、耐火层a(15)、保温层a(3)和外壳乂2)，耐火层a(15)为气化炉膛(13)前部和中部的 炉墙，防焦水套(4)为气化炉膛(13)后部分的炉墙，耐火层a(15)和防焦水套的外层 是保温层a(3)，保温层aC3)的外层是外壳a(》；在气化炉膛(1 的前部炉墙上方有进料 口，预热仓(25b)通过进料口连通到气化炉膛(13)；在气化炉膛(13)的中部炉墙上方有出 气口，气化炉膛(1 的出气口通过合成气通道(16)连通到预热仓(25b)下部的环形分气 室(27)，环形分气室07)通过管腔08)连通到环形集气室(33)，环形集气室(3 有合成 气出口(38)接出；在气化炉膛(13)的后端炉墙下方有排渣口(10)接出，排渣口(10)通过 水封(11)连接到渣池；在气化炉膛(1 的后端设置等离子体喷枪(6)，等离子体喷枪(6) 的喷口指向气化炉膛(1 内；在气化炉膛(1 的前面设置螺旋推料器，螺旋推料器的螺旋 推料头伸进气化炉膛(1 的前部。本装置中预热仓(25b)的作用是利用合成气的余热来加 热进炉原料，以降低气化炉的能耗，运行时，气化炉膛后端的温度为1300 1600°C，通过合 成气的流动，使温度由后端向前端分布，高温的合成气在通过预热仓(25b)耐火层炉墙中 的管腔08)时，把热量传递给了耐火层b(31)，耐火层b(31)具有蓄热和辐射红外热能的作 用，耐火层b(31)以辐射传热的方式，使预热仓0 )内的原料受热升温；气化炉膛前部分 耐火层炉墙具有蓄热作用，可以使煤炭获得气化所需的热量，气化炉膛后部分的防焦水套 (4)具有降低炉墙表面温度的作用，防止煤炭结焦与炉墙粘结。为了使螺旋推料头的作用 区的炉墙不易损坏，本装置在气化炉膛(13)前部的耐火层内壁上有钢护套(18b)。本装置 的螺旋推料器由螺旋轴(19)、轴封(20)、轴箱和减速箱04)组成，其中螺旋轴(19)的本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种等离子体热解水制氢和煤气化联产造气的装置，包括气化炉设备，其特征是装置由气化炉、等离子体喷枪（６）、螺旋推料器和料仓（２５ａ）组成，其中：气化炉包括防焦水套（４）、耐火层ａ（１５）、保温层ａ（３）和外壳ａ（２），防焦水套（４）和耐火层ａ（１５）的内空间构成气化炉膛（１３），气化炉膛（１３）呈卧式结构，耐火层ａ（１５）为气化炉膛（１３）的前部分炉墙，防焦水套（４）为气化炉膛（１３）的后部分炉墙，耐火层ａ（１５）和防焦水套（４）的外层是保温层ａ（３），保温层ａ（３）的外层是外壳ａ（２）；在气化炉膛（１３）的前部炉墙上方有合成气通道（１６）引出，合成气通道（１６）的顶端有合成气出口（３８）接出；在气化炉膛（１３）的后端炉墙下方有排渣口（１０）接出，排渣口（１０）通过水封（１１）连接到渣池；在气化炉膛（１３）的后端设置等离子体喷枪（６），等离子体喷枪（６）的喷口指向气化炉膛（１３）内；在气化炉膛（１３）的前面设置螺旋推料器，螺旋推料器包括螺旋壳体（１８ａ）和螺旋轴（１９），螺旋轴（１９）前部的螺旋推料头在螺旋壳体（１８ａ）内，螺旋壳体（１８ａ）的出料端从气化炉膛（１３）的前端伸进气化炉膛（１３）内；料仓（２５ａ）连接在螺旋壳体（１８ａ）的上方。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周开根，
申请(专利权)人：周开根，
类型：发明
国别省市：33
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