[实用新型]碳解水式燃气发生器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种将固体燃料采用碳解水式工艺气化产生燃气的方法，具体一种碳解水式燃气发生器，以及以固体燃料例如煤为原料使用所述燃气发生器生产燃气的工艺。

背景技术

固体燃料(例如煤)气化是燃料利用技术的一个重要方向，它的任务是将固体可燃物转化为便于燃烧的可燃气体或化工原料——主要成分为一氧化碳和氢气的混合气。

已知水中的氢是热值很高的气体燃料，1986年版中等专业学校教材《无机化学》下册第11章“气体燃料”一段中详细描述了水煤气生产原理，其中在初始燃气(例如H₂和CO)与空气(O₂)燃烧时产生废气(H₂O+CO₂)和大量的热量，即

燃气(H₂和CO)+空气(O₂)-＞废气(H₂O+CO₂)+热量...方程1；

然后碳原料(C)和水蒸汽(H₂O)在上面产生的高热量作用下产生燃气(H₂和CO)，即

碳原料(C)+水蒸汽(H₂O)-高热量-＞燃气(H₂+CO)...方程2；

另外，在高温下，方程1产生的废气(H₂O+CO₂)与碳原料(C)经还原/裂解过程而进行反应，同样可以生成燃气(H₂+CO)，反应式为：

碳原料(C)+废气(H₂O+CO₂)-还原/裂解-＞燃气(H₂+CO)...方程3。

从以上原理可见，这种方法可以借助碳原料燃烧使不可燃烧的水裂解，生成可燃烧的氢气和一氧化碳。

长期以来，人们试图获得一种具有较高水/碳比转化率的方法。例如，CN101570699A(中国专利申请号：200810246578.X；公开日：2009.11.04)公开了一种固体燃料气化装置，其包括气化室和冷却净化室，冷却净化室入口处设置有第一冷却介质分布器，其用于沿圆周方向向来自气化室的高温合成合气注入低温冷却介质，从而使高温合成气体降温并从中去除固体杂质。该专利文献还提供了一种生产合成气体的方法，包括：使固体燃料和氧化剂发生快速不完全反应，以生成高温合成气；沿圆周方向向所述高温合成气注入低温冷却介质，以净化所述高温合成气并使其降温。该专利文献通过多次降温、除杂和热量回收，提高了最终获得的合成气的纯净度，该装置不仅碳转化率高，而且余能余热回收效果好、水耗低、无污染。另外，CN101446413A(中国专利申请号：200810246579.4；公开日：2009.06.03)公开了一种组合式多喷嘴可燃粉体燃烧器。该燃烧器包括：位于燃烧器中心的点火烧嘴；和沿圆周方向均匀设置在点火烧嘴外围的多个工艺烧嘴。其中，每个工艺烧嘴包括：位于工艺烧嘴中心的煤粉通道；和设置在煤粉通道外侧的环形的第一氧化剂通道。该专利文献将多个工艺烧嘴与点火烧嘴组合在一起，结构紧凑，燃烧效率和气化效率提高。每个单独的工艺烧嘴维修灵活，拆装方便。多个工艺烧嘴可灵活地调节燃烧器的负荷，炉膛内介质通过多次撞击混合均匀，火焰充满度好，多层均匀的冷却结构可有效的保护燃烧器，延长燃烧器使用寿命。此外，CN101121894A(中国专利申请号：200710147556.3；公开日：2008.02.13)公开了一种主要以水为气化剂的碳解水式燃气气化生产工艺及装置。其工艺是：碳原料由螺旋推进机推进气化炉内，经加热叶片燃烧子高压氧焰的外力加热，水蒸气靠自身的压力下进入气化炉被加热碳原料裂解生成燃气。加热燃烧所生成的废气也参加裂解或还原成燃气。按照该专利文献生产工艺设计的装置有炉外部封闭结构，炉内部封闭结构及碳原料、炉渣进与出的机械结构，外力加热结构，水蒸气生成进入，生成燃气的排出通道结构。该专利文献对气化用碳原料适用性广，气化效率高，生产出的燃气热值高，终端用户可减少CO₂气排放及可大量节约利用生物质能源、化石能源。然而，现有的方法在水/碳比转化率方面仍然较低，和/或适用于该方法的装置结构复杂、效能低下。

因此，本领域仍然期待有新颖的方法或装置，所述方法期待有较高的效能，和/或所述装置结构更简单和/或效能更高。

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