[其他]高效能水煤气发生炉

说明书

本发明属于用固定床煤气炉连续制取中热值水煤气技术领域。

目前，国内外已有的固定床水煤气制造，均是在等直径的煤气炉内，采用蓄热法、过热法和外热法。蓄热法的制气是间竭的；过热法是借把水蒸汽过热到高温状态吹进煤气炉内制气，操作和工艺系统比较复杂；外热法是借隔炉壁加热燃料来制气，因固体导热性差，且需要优质耐火材料，所以很少采用。由于这些煤气炉的炉体是等直径结构，气化强度指标低，设备庞大，成本也高，使其广泛应用受到了限制。

针对上述制气工艺和配套的煤气炉等直径炉体的缺陷，本发明提出了一种低成本、高效能、工艺简单的制气方法及配套的新型固定床煤气炉。其特征在于：制气用的气化剂是由配套的煤气炉高温段过热的，并且连续的吹进；制气段需要的热量是从氧化段同时的、连续的供给；其配套的新型固定床煤气炉采用上部制气段为小截面高空间几何锥体，下部氧化段为突然扩大的大截面低空间几何体结构；并且炉篦的高度位置可以上下移动。

本发明的技术方案如下所述：

中热值水煤气是在附图所示的新型固定床煤气炉里连续制取的。新型煤气炉的炉内采用：下部氧化段为突然扩大的大截面低空间几何体、上部制气段为小截面高空间几何锥体结构。在下部的氧化段，燃料被大面积摊开成薄层，气流的穿透力提高；反应物之间的接触界面增大，这种接触方式提高了原子（或分子）间的适当取向碰撞的几率；同时制气需要的气化剂高速通过此区，连续带走热量。这些因素使燃料的氧化反应：C＋O₂＝CO₂＋Q的进行加快了，且使燃料燃烧得完全。在上部制气段进行的水煤气反应为：C＋H₂O＝CO＋H₂－Q，其结构特征使：固体燃料层呈细高形状，反应物之间有充分的接触时间；因截面突然缩小提高了下部氧化段生成大量的热流体的流速，增加了单位面积上流过的热负荷，加剧了反应物之间的对流换热，使燃料层温度升高，上述诸因素必须加快水煤气反应的进行，且使反应进行的既充分又安全。

为了使本煤气炉能适应变煤种的要求，本发明还设计有炉篦高度位置调节装置，此装置可由液压或者机械升降机构组成。

本发明的整体结构参照附图叙述如下：

①氧化段气化剂吹入管，②灰渣斗，③齿条，④转动炉篦⑤突然扩大的大截面低空间氧化段，⑥水套体，⑦小截面高空间几何锥体，⑧煤气出口，⑨外壳及耐火体，⑩加煤机，（11）搅料装置，（12）气化剂过热区，（13）气化剂吹入管，（14）碎渣圈，（15）轴，（16）炉篦转动装置，（17）炉篦高度移动装置。

应用本发明设计一种如附图所示的连续制气的新型固定床煤气发生炉，其主要技术参数为：

1.煤气炉制气段直径：1.1米。

2.煤气炉高度：2.5米。

3.气化强度指标：1500公斤／米²·小时。

从上述参数可以看出，新型固定床煤气炉比现有煤气炉的气化强度指标提高了2倍以上，而钢材耗量下降46％，制气工艺简单。因此，应用本发明有很大的经济效益。

由于本发明具有改善制气工况的优良特征，所以，它可以制各种不同成分的中热值煤气或高热值煤气，还能制造化工原料气。显然，本发明的应用面很广泛。