[发明专利]煤矸石热解气化的水煤气反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤矸石热解气化的技术，特别是煤矸石热解气化的水煤气反应装置。

背景技术

煤矸石——从原煤中选出的石头，是选煤厂的废渣，不好处理，中国每年有上亿吨的煤矸石不能利用，并且每年仍继续排放约100Mt，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾，造成严重的环境污染。

由于亿万年的煤化作用，煤矸石中含有20-30％的碳、油、气物质，其中油气占11-15％、碳占7-15％。把煤矸石热解气化，得到油气产品和70-80％的固体产物(成份为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、二氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、五氧化二磷、氧化锰、三氧化硫等组成，是硅铝质耐火材料的熟料)，有经济价值，更有社会效益。

本发明人长期对煤矸石的物理特性和高温煤热解气化工艺的研究，创新一套全新的煤矸石高温热解气化综合工艺及装置。

发明内容

本发明提供煤矸石热解气化的水煤气反应装置，该装置利用自煤矸石热解气化后的固体产物的余热产生水蒸汽，再利用水蒸汽与固体产物直接接触产生过热水蒸汽，促进水煤气反应更加充分，同时节省能耗，降低固体产物温度，便利固体产物的排料。

实现上述目的所采取的技术方案是：

煤矸石热解气化的水煤气反应装置，包括热解气化室、物料降温装置、蒸汽产生装置；所述的热解气化室与煤矸石热解装置的热解气化室为同一室，热解气化室位于中心支撑弓上方；所述的物料降温装置、蒸汽产生装置位于中心支撑弓下方，所述的物料降温装置包括高温降温室、低温降温室、降温室桥弓，高温降温室的顶部与热解气化室底部相通，高温降温室与低温降温室上下设置，降温室桥弓设置在高温降温室与低温降温室之间，所述的降温室桥弓包括桥弓、集汽室、蒸汽进入通管；桥弓中部形成集汽室，集汽室的下部开口朝向低温降温室，蒸汽进入通管设置在桥弓中，蒸汽进入通管一端通向集汽室，另一端伸出炉外；所述的蒸汽产生装置包括环形空心金属箱体、蒸汽包及汽包输入管、汽包输出管，环形空心金属箱体安装在炉体底部，环形空心金属箱体的内环空腔接于物料降温装置的低温降温室下部，环形空心金属箱体箱内形成相对密封用于存储水的炉体水包，炉体水包接有进水管和汽包输入管，进水管与储水箱相通，汽包输入管与蒸汽包相接通，蒸汽包的汽包输出管与物料降温装置的蒸汽进入通管另一端相通。

所述的物料降温装置的降温室桥弓以高温降温室和低温降温室轴中心呈一定角度间隔成辐形布置。

所述的物料降温装置的降温室桥弓的集汽室为一个柱形腔室，集汽室的顶部设置有半球形风帽。

所述的蒸汽产生装置的环形空心金属箱体的内环空腔呈上大下小漏斗状。

本发明利用自煤矸石热解气化后的温度相对较低的固体产物的余热进行热传递产生水蒸汽，再利用水蒸汽与温度较高的固体产物直接接触产生过热水蒸汽，达到水煤气反应的所需温度，促进水煤气反应更加充分，同时节省能耗，降低固体产物温度，方便固体产物的排料，防止相关设备损坏。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明的煤矸石热解气化炉示意图；

图2是本发明的气体换向器示意图；

图3是本发明的气体换向器上盘示意图；

图4是本发明的气体换向器下盘示意图；

图5是图3中c-c处剖视示意图；

图6是本发明的气体换向器与燃气加热器管网连接示意图；

图7是图1中t-t处截面示意图；

图8是图1中u-u处截面示意图；

图9是图1中v-v处截面示意图；

图10是本发明的中心支撑弓示意图(图1中x-x处截面示意图)；

图11是本发明的蒸汽通道意图(图1中y-y处截面示意图)；

图12是本发明的蒸汽包管线示意图(图1中z-z处截面示意图)；

图13是本发明的工控中心电气连接示意图。

具体实施方式

本发明的煤矸石热解气化的综合利用的具体实施例主要在以下予以详细介绍。

第一部分煤矸石粒度控制

将煤矸石加工破碎成0～20mm粒度，在这个粒度范围内对煤矸石碎料进行脱水干燥，干燥充分，脱水效率高，但这不构成对本发明对所需要的煤矸石的限制。

第二部分煤矸石调湿脱水

将煤矸石高温热解及水煤气反应产生的荒煤气化产回收净化后的净煤气燃烧后产生的热废气用于破碎后的煤矸石粒料在入炉前进行调湿脱水。