[发明专利]分级热解气化燃烧一体化燃煤炉

说明书

本发明提供一种分级热解气化燃烧一体化燃煤炉。燃煤炉顶部设有加热口，靠近炉口的炉壁侧面设烟气出口，炉膛中心设有煤炭热解气化筒，下部设有活动式炉篦，底部设置活动式灰斗；固定床热解气化筒的顶部高度低于烟气出口，并加有活动式盖板，中部设有气化空气进气管；煤炭热解气化筒外壁与炉膛形成环形燃气燃烧室，煤炭热解气化筒底部与活动式炉篦形成热解气化残渣煅烧段；炉篦下部设有煅烧空气入口，环形燃气燃烧室的中上部设有燃烧空气入口，烟气出口设置有热水换热器，烟气通过加高烟筒排入大气。

1.技术领域

本发明提供分级热解气化燃烧一体化燃煤炉，属于煤炭清洁利用技术领域。

2.背景技术

煤炭在能源结构中的重要地位是由资源条件决定的。在世界范围内，煤炭资源相对于其它化石资源要丰富得多，在未来五十年，将继续是世界的主要能源之一。中国“富煤少油贫气”的能源禀赋决定了中国能源结构在未来相当长的时期内是以煤为主。煤炭H/C远低于石油和天然气H/C，其单位热值价格最便宜，不到油和气的1/4，最适合作为燃料或生产特种化学品。但由于煤的组成十分复杂，含有大量灰分和其他有害物质，储运与使用不便，作为一次能源直接燃用热效低，加之我国煤炭利用技术比较落后，对环境污染严重，是目前直燃污染排放最高的化石能源，成为国家能源体系构建的两难选择。

煤炭并不一定是“肮脏的能源”，能源“洁净”与否，必须和使用能源的技术联系在一起，煤气化是洁净煤技术的重要方面。利用煤先气化后作为燃料或发电是世界各国正在开发和应用的洁净煤技术的趋势。

由于我国地缘辽阔，地理环境差异大，经济发展不平衡，当地生物质、天然气、煤炭、电、地热、太阳能等能源种类繁多，应立足本地资源禀赋、经济实力、基础设施等条件及大气污染防治要求，结合区域特点和居民消费能力，因地制宜，做到“资源用得好、财政补得起、设施跟得上、居民可承受”，用合理经济代价获取最大的整体污染物减排效果。

采用煤炭气化后燃烧的一体化燃煤炉，既可实现煤炭高效清洁利用，又可解决农村和城郊低成本安全燃烧取暖和天然气管网不足的难题。但目前上吸式气化燃烧一体化燃煤炉存在燃气中焦油含量高，烟气中NO x和颗粒物超标，返烟现象严重，原料中的水分没有起到气化剂的作用；下吸式气化燃烧一体化燃煤炉尽管原料中的水分起到气化剂的作用，降低了燃气中焦油的含量，但干燥热解段过长、氧化还原段过短造成煤气化率低、灰渣中含碳过高等。因此，亟需开发能够气化效率高、煤炭利用效率高、烟气NO x和颗粒物排放量低的气化燃烧一体化燃煤炉，解决边远农村和城乡结合部的散煤燃烧污染难题。

3.发明内容

为了克服现有气化燃烧一体化燃煤炉技术存在的不足，本发明的目的是开发一种分级热解气化燃烧一体化燃煤炉，该装置能够有效缩短干燥热解段，充分利用原料中水分的气化剂作用，提高煤炭气化效率，大幅度降低煤气中焦油含量和灰渣中碳含量以及烟气的NO x和颗粒物排放量。

本发明所采用的气化燃烧一体化燃煤炉，利用煤炭内筒下吸式气化和灰渣上吸式气化煅烧以及环形空间上行燃烧加热干燥相结合，有效缩短干燥热解段，充分利用原料中水分的气化剂作用，提高煤炭气化效率，大幅度降低煤气中焦油含量和灰渣中碳含量；通过分段进空气和分段燃烧大幅度降低了烟气的NO x、CO、有机挥发物和颗粒物排放量，从而实现了散煤燃烧的清洁高效化，做到“资源用得好、财政补得起、设施跟得上、居民可承受”，用合理经济代价获取最大的整体污染物减排效果，解决边远农村和城乡结合部的散煤取暖做饭的生活难题。