[发明专利]一种高炉煤气富化装置及方法

权利要求书

1.一种高炉煤气富化装置，其特征在于，包括上料装置、煤块预热器、布料器、热交换器、煤气加热炉、煤气环管、煤气喷枪、分流器、灰渣盘、煤气富化炉、除尘装置、储气罐、氧气管道、煤气导出管道；煤块预热器上部与上料装置相连接，下部与安装在煤气富化炉炉顶的布料器相连接；热交换器、煤气加热炉、煤气环管均配置在煤气管道上；煤气环管与煤气喷枪相连接，煤气喷枪由煤气富化炉中部插入炉内；煤气富化炉底部连接灰渣盘，灰渣盘底部中心部位连有氧气管道及分流器；煤气导出管道、除尘装置、热交换器和储气罐串联于同一管道上。

2.根据权利要求1所述的高炉煤气富化装置，其特征在于，所述的煤气富化炉有4根煤气喷枪插入炉内，高炉煤气由煤气喷枪喷入炉内；炉内包括六个区域，分别为：灰渣层、氧化层、还原层、干馏层、干燥层、煤气层。

3.一种采用权利要求1或2所述装置的煤气富化方法，其特征在于，高炉煤气首先进入到换热器利用煤气富化炉生成的高温煤气进行预热，预热后在煤气加热炉内，通过煤气和氧气的燃烧反应来对高炉煤气进行加热，使其达到使其到达800～900℃的高温，高温煤气通过煤气喷枪进入到煤气富化炉，在煤气富化炉内高炉煤气依次通过还原层、干馏层、干燥层；在还原层中，二氧化碳和水蒸气被碳还原成一氧化碳和氢气；反应为：CO₂+C→2CO-172.52kJ·mol^-1 H₂O+C→H₂+CO-131.96kJ·mol^-1 2H₂O+C→CO₂+2H₂-91.4kJ·mol^-1；高炉煤向上来到了干馏层，历干馏的过程，煤中挥发份发生裂解，产生甲烷、烯烃及焦油；它们受热成为气态，生成煤气并通过上面干燥层而逸出，成为煤气的组成部分；煤气离开干馏层继续向上运动来到了干燥层，与刚入炉的燃料在这层相遇，进行热交换，燃料中的水分受热蒸发；富化后的煤气汇聚于炉顶形成了煤气层，离开煤气富化炉后，煤气经过除尘装置，一部分去预热高炉煤气，一部分去预热煤块，最后汇聚于储气罐；

煤块经过煤块预热器后，由布料器进入煤气富化炉内，形成固体填充床，与底部进入的高温煤气反应，直到形成灰渣排出炉外；

氧气则通过炉底的分流器喷入炉内，首先进入灰渣层，在灰渣层经过预热后向上运动到达氧化层，在该层中氧气与煤中的碳发生剧烈的燃烧而生成二氧化碳，并放出热量；反应是：C+O₂→CO₂+393.52kJ·mol^-1；为上部还原层的还原反应提供热量。