[实用新型]新型单级流化床粉煤气化炉

说明书

本实用新型所属技术领域为气化方法和气化装置。

低热值煤气化的方案很多，目前国内多用固定床气化炉，该炉只适用块煤，随着我国机械化采煤技术的发展，我国70～80％的煤均属于粉煤，而块煤很少。因此，大量的粉煤得不到应用，给生产带来很大困难，因而目前我国广泛应用的固定床气化技术受到极大限制。

现在国外与本发明创造的相近技术有Winkler炉和U－gas炉。这两种气化炉均用布风板方法使煤流化，其流化介质为空气和蒸气。这两种气化炉，结构简单，操作方便，无焦油等优点。但Winkler炉的主要缺点是煤气热值太低，只有4168～4605Kj／Nm³（1000～1100kcal／Nm³），碳的利用率低，所以不被人重视。U－gas炉的热值与气化效率均较高，但由于其灰的团聚技术比较复杂，不易掌握，它与煤种关系极大，而我国又是一个煤质多变的国家，因此这种技术不仅掌握困难，而且在我国普遍推广应用也有困难。

相近技术的引文有：

1.Perry Nonacki，Energy Technology Review NO.70：Coal gasification processes。

2.王洋编译：第二代流化床煤气化炉的开发《煤炭综合利用译丛》，1989，No.1。

本实用新型发明创造的目的是为了克服上述气化炉的缺点，而发明创造一种操作运行简单、方便，而在热值上与固定床气化炉相当的新型流化床粉煤气化炉（见图1所示）。

本实用新型的基本点是，一种新型流化床粉煤气化炉（1），其供煤绞龙的位置（2）设置离布风板（3）的高度一般为0.6～1／2H之间变化，其中H是气化炉（1）的高度，在这个高度范围内，将得到较高的煤气热值。同时在流化床粉煤气化炉尾部烟道（4）内，设有第一级空气予热气（5），在炉体（1）圆柱形筒体顶部设置水蒸气发生器（6）及第二级空气予热器（7）以便提高热值。在炉体（1）圆筒体下部设置一倒锥体（8），以解决流化质量与飞灰损失之间的矛盾。

本实用新型的详细结构阐述如下：

新型单级流化床粉煤气化炉，其结构示意图如图1，它有一个圆筒形的炉体（1），在炉体（1）下部有一个布风板（3），其供煤绞龙（2）的位置设置布风板（3）处的高度一般为0.6～1／2H，其中H是气化炉（1）的高度。在这个高度范围内将得到较高的煤气热值，随着高度的不同，将得到不同的CH₄和CmHn的含量，即得到不同的热值。在流化床粉煤气化炉尾部烟道（4）里，设置第一级空气予热器（5）（见图1），利用排气管道进行予热。在炉体（1）顶部设置水蒸气发生器（6）利用炉顶夹套的方法自产过热蒸气及第二级空气予热器（7），以提高空气的温度，从而提高煤气的热值。炉体下部为倒锥体，从而解决流化质量与飞灰损失之间的矛盾。

本实用新型发明创造是：合理提高供煤绞龙位置（2），过去许多研究者将供煤绞龙位置设置在接近床面处，这里是强烈的氧化区，因此大量的干馏产物被烧掉或快速转化或裂解，甲烷气很少保留下来，影响煤气的热值。现在将绞龙位置（2）设置在离布风板（3）的距离为0.6～1／2H的地方，由于其高度较高，即处于还原区中，所以从供煤绞龙位置（2）流入气化炉中的粉煤立即发生热解（干馏）反应，所产生的干馏气将大部份进入煤气，产生混合煤气，这样煤气中CH₄及CmHn的含量比常规的Winkler炉要高（见表1）。同时由于我们采用两级自身空气予热装置，空气由第一级予热器（5）利用排气管道予热后进入第二级空气予热器（7），即利用炉顶夹套再进一步予热。从而将排气的显热转化为煤气的化学潜热。同样将水流入炉顶夹套内，即水蒸气发生器里（6），便产生过热蒸气。这种高温空气和过热蒸气从风室（9）下口混合进入炉体（1）内，由于空气，蒸气温度较高，因而空气的消耗量减少，同时水蒸气的分解率也提高了，这都有利于煤气的热值提高。生成的煤气经过烟道（4）进入除尘器（10），煤气从除尘器（10）顶部管道（11）送走。而飞灰从除尘器（10）底部管道（12）再送入炉体（1）内，实行飞灰再循环，提高碳的利用率。

本发明创造的单级流化床粉煤气化炉，结构简单，合理，运行稳定，无焦油，并提高了煤气的热值，其表1中的数据是本实用新型的一个中间试验结果。由表1

可以看出，采用本实用新型的单级流化床粉煤气化炉产生的煤气，其CH含量，煤气热值和气化效率均高于国内、外常规的Winkler炉，可产生4605～6279kj／Nm³（1100～1500kcal／Nm³）的低热值煤气。在工业上将有广阔的应用前景。