專利名稱：熱煤氣發(fā)生爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種生產(chǎn)氣化煤氣的熱煤氣發(fā)生爐。
在當(dāng)前工業(yè)燃料仍然以煤為主的階段，采用發(fā)生爐制取煤氣，則是較好地利用煤的方式之一，現(xiàn)有的常壓移動床式氣化爐形式較多，但因受其結(jié)構(gòu)的影響，對所用原料的種類，物理特性要求比較嚴(yán)格，還不能廣泛推廣應(yīng)用。例如機(jī)械強(qiáng)度小和熱穩(wěn)定性差的原料對移動床式氣化爐操作極為不利；又如弱粘結(jié)性原料只能在帶攪拌器的發(fā)生爐中氣化；強(qiáng)粘結(jié)性原料一般不宜用于移動床氣化。對于一體式氣化爐爐體，因煤的干餾產(chǎn)物被熱裂解，降低了煤氣質(zhì)量和煤氣生產(chǎn)率，同時(shí)還會因氣化劑氣流分布的不均勻，“燒穿”煤層而降低產(chǎn)氣量?，F(xiàn)有氣化爐排渣系統(tǒng)的維修，必須將其上部的爐體拆除才能進(jìn)行操作，其傳動機(jī)構(gòu)在灰室內(nèi)不封閉，影響使用壽命，也給維修增加了困難。因此，研制出具有適用煤種廣泛、煤氣質(zhì)量好、煤氣生產(chǎn)率高、便于維修和操作的煤氣發(fā)生爐，已成為當(dāng)前急待解決的課題。
本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)的熱煤氣發(fā)生爐，它不僅對煤種的適應(yīng)能力強(qiáng)，消煙除塵效果好，而且可明顯提高煤氣質(zhì)量和產(chǎn)率，減少氣化過程中原料的損失。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該裝置利用加料煤斗進(jìn)行機(jī)械加煤，其爐體上方裝有密封煤倉，爐體由上爐體和下爐體兩部分組成。上爐體中的內(nèi)爐壁與底座均為耐火材料預(yù)制件，外爐壁用硅酸鋁耐火纖維材料制成。外爐壁、底座與內(nèi)爐壁間形成環(huán)形空腔，該空腔通過底座上的通孔與下爐體內(nèi)腔連通。下爐體為內(nèi)腔呈鼓形的水夾套，其由立柱固定于水泥基礎(chǔ)上，爐底由機(jī)械排渣系統(tǒng)、鼓風(fēng)系統(tǒng)及機(jī)械除灰系統(tǒng)三部分組成。其中機(jī)械排渣系統(tǒng)中的爐柵采用偏心塔形豎向排列爐條結(jié)構(gòu)，用托輥裝置支撐的底爐盤采用砂封密封，并通過電機(jī)驅(qū)動傳動裝置轉(zhuǎn)動，使底爐盤在轉(zhuǎn)動中不漏灰、不漏氣，氣化劑由鼓風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)氣管引入，在氣化劑中除含有空氣、水蒸汽外還有回收利用的廢熱煙氣。機(jī)械除灰系統(tǒng)則采用一般的鏈條刮板式或螺旋式除灰裝置。
由于本實(shí)用新型爐體由帶有內(nèi)爐壁的上爐體和內(nèi)腔呈鼓形水夾套的下爐體組成，所以可對煤的干餾和氣化分段進(jìn)行，煤中的揮發(fā)分不易被裂解，不但可提高煤氣質(zhì)量，獲得熱值高的煤氣。而且可使氣化劑氣流均勻上升，避免爐壁附近的煤層出現(xiàn)“燒穿”現(xiàn)象，當(dāng)熱煤氣由上爐體底座通孔進(jìn)入環(huán)形空腔時(shí)，進(jìn)入內(nèi)爐壁內(nèi)的煤被干燥和干餾。與此同時(shí)，內(nèi)爐壁的溫度可高于煤的溫度，從而避免在干餾過程中粘結(jié)內(nèi)爐壁上。偏心的塔形爐柵，采用豎向排列的爐條，有足夠的攪動、破碎和排除爐渣的能力，所以對煤的品種和粒度均勻性要求也不象一般現(xiàn)有的煤氣發(fā)生爐那樣嚴(yán)格，底爐盤采用砂封密封，傳動裝置處于封閉狀態(tài)，避免直接與灰接觸，延長其使用壽命。底爐盤用托輥裝置支撐，容易拆裝、便于安裝和維修。由于氣化劑中還含有廢煙氣。所以不但有效地回收部分煙氣余熱、穩(wěn)定爐溫，而且部分碳原子循環(huán)利用，能進(jìn)一步提高原料的利用率。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述


圖1是本實(shí)用新型一種具體結(jié)構(gòu)的縱向剖視圖。
圖2是
圖1沿A－A線的剖視圖。
圖3是上爐體底座的俯視圖。
圖4是圖3沿B－B線的剖視圖。
根據(jù)
圖1～4詳細(xì)說明本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)和工作情況。該裝置包括機(jī)械加煤的加料煤斗14、爐體和爐底。其中爐體由上爐體7和下爐體9兩部分構(gòu)成。爐底由機(jī)械排渣系統(tǒng)、鼓風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械除灰系統(tǒng)組成。爐體上方裝有密封煤倉2，采用砂封密封，煤倉2頂部砂封蓋1與加料煤斗14聯(lián)動，當(dāng)煤斗14提升到接近煤倉2時(shí)，砂封蓋1開啟，煤斗14離開煤倉2時(shí)，砂封蓋1關(guān)閉，組裝在煤倉2上的配重34及其杠桿裝置35通過鏈條36與料鐘3連接，當(dāng)定量的煤使料鐘3開啟，煤從煤倉口呈傘形均勻分布在爐內(nèi)后，配重34便將料鐘3復(fù)位，封住煤倉口，防止煤氣外溢。上爐體7的上部設(shè)有煤氣引出管31，煤倉2固定在上爐體7的爐蓋4上，爐蓋4上還設(shè)有探火門和防爆孔33，上爐體的內(nèi)爐壁5與底座8均為耐火材料預(yù)制件，外爐壁6用硅酸鋁耐火材料制成。內(nèi)爐壁5上端與爐蓋4接觸，用耐火纖維氈密封，其下端裝于底座8上，將二者內(nèi)徑對齊。外爐壁6、底座8與內(nèi)爐壁5間形成環(huán)形空腔，該環(huán)形空腔通過底座8上的通孔與下爐體9內(nèi)腔連通。內(nèi)爐壁5上部預(yù)留有矩形通孔，使內(nèi)爐壁5的內(nèi)腔與其外部的環(huán)形空腔相通。下爐體9為內(nèi)腔呈鼓形的水夾套，其由四根立柱固定于水泥基礎(chǔ)23上。下爐體9除支撐上爐體7外，其上還設(shè)有點(diǎn)火門、水夾套檢查孔排污孔。水夾套內(nèi)液體通過上、下引出管與外部水箱32相通。爐底的排渣系統(tǒng)包括采用偏心塔形豎向排列爐條結(jié)構(gòu)的爐柵10、底爐盤11、定位套17、固定套19、托輥裝置16、傳動裝置、電機(jī)27砂封槽12以及爐底座架20組成。其中爐柵10、定位套17、大齒輪15、砂封槽12均以螺栓固定連接在底爐盤11上。當(dāng)電機(jī)27轉(zhuǎn)動時(shí)，驅(qū)動由小皮帶輪26、大皮帶輪25、減速器28、小齒輪29、大齒輪15組成的傳動裝置轉(zhuǎn)動用托輥裝置支撐的底爐盤11。固定在下爐體9底部的砂刀30與底爐盤11上砂封槽12構(gòu)成砂封密封。當(dāng)砂封槽12隨底爐盤11轉(zhuǎn)動時(shí)，砂刀30始終浸在砂中，保證不漏灰、不漏氣。托輥裝置16、電機(jī)27、減速器28、固定套19分別組裝在爐底座架20上。固定套19與定位套17之間利用密封壓蓋18和密封填料密封。被爐柵10排除的爐渣，從底爐盤11內(nèi)腔落入水封池內(nèi)，由鏈條刮板式或螺旋式除灰裝置22，運(yùn)送到地面運(yùn)走。鼓風(fēng)系統(tǒng)由鼓風(fēng)機(jī)、氣化劑進(jìn)氣管24、水封風(fēng)筒21等組成，其中水封筒21與固定套19組裝成一體，而氣化劑中含有氧氣、水蒸汽和從爐膛引回的熱煙氣。熱煙氣中的CO2把熾熱的碳氧化為CO，提高產(chǎn)氣率，爐底排渣系統(tǒng)中的底爐盤11下面支撐的托輥裝置16可以移動。當(dāng)卸下電機(jī)27、減速器28后，移開托輥裝置16，底爐盤11即可落到爐底座架20上，固定在底爐盤11上的爐柵10等部件也同時(shí)脫離開下爐體9的底面。爐體座架20沿水泥基礎(chǔ)23上的預(yù)留槽軌道可移至爐體外。這種結(jié)構(gòu)為爐底排渣系統(tǒng)的安裝和維修提供了方便條件，特別是檢修或更換爐柵10、底爐盤11時(shí)，再不必象現(xiàn)有發(fā)生爐那樣，拆除爐體了。
操作時(shí)，煤由煤斗14進(jìn)入密封煤倉2，再經(jīng)料鐘3呈傘形均勻散入圓筒形內(nèi)爐壁5中。含有氧氣、水蒸汽及廢煙氣(主要成份為CO2)的氣化劑從爐底進(jìn)氣管24，經(jīng)由爐柵10進(jìn)入爐體9中，氣化劑首先與鼓形水夾套內(nèi)腔中的熱爐渣接觸。受到加熱并沿內(nèi)腔擴(kuò)散上升時(shí)，氣化劑分布均勻，可有效地避免爐壁附近煤層被“燒穿”同時(shí)，氣化劑上升至氧化層時(shí)，便與煤發(fā)生氧化及還原反應(yīng)，產(chǎn)生煤氣。其反應(yīng)方程式如下①C＋O2＝CO2＋40.8×104KJ／Kmol②2C＋O2＝2CO＋24.6×104KJ／Kmol③2CO2＋O2＝2CO2＋57×104KJ／Kmol④C＋CO2＝2CO－16.2×104KJ／Kmol⑤C＋H2O＝CO＋H2－11.9×104KJ／Kmol⑥C＋2H2O＝CO2＋2H2－7.5×104KJ／Kmol氧化反應(yīng)溫度可達(dá)1200～1250℃，由于氣化劑由空氣、水蒸汽及廢熱煙氣組成。因而在氧化層既有碳與氧之間的氧化放熱反應(yīng)，還有水蒸汽、二氧化碳與熾熱的炭之間的還原吸熱反應(yīng)。在還原反應(yīng)層，主要進(jìn)行的是④、⑤、⑥式的反應(yīng)?？墒?fàn)t溫均恒、穩(wěn)定。
在鼓形水夾套內(nèi)腔生成的煤氣不含煤中原存的揮發(fā)物，可稱為“凈煤氣”。凈煤氣上升到內(nèi)腔頂部，一部分進(jìn)入內(nèi)爐壁5內(nèi)腔，為內(nèi)腔內(nèi)煤提供干餾熱量，一部分經(jīng)上爐體7的底座8預(yù)留孔進(jìn)入外爐壁6、底座8與內(nèi)爐壁間形成的環(huán)形空腔(此時(shí)煤氣溫度為600～700℃)這部分煤氣在環(huán)形空腔上升過程中從外部對爐壁5進(jìn)行加熱，此熱量一是使內(nèi)爐壁5空腔內(nèi)受到干燥和干餾，同時(shí)使?fàn)t壁溫度高于煤炭溫度以防止煤炭在干餾過程中粘結(jié)在內(nèi)爐壁5內(nèi)壁上。
內(nèi)爐壁5內(nèi)腔上部，煤層上表面溫度約100～150℃，在此溫度下，新加入的煤中的水份即開始蒸發(fā)，煤開始被逐漸干燥。隨著煤緩慢地下降，不斷地受到爐壁和內(nèi)爐壁5底部進(jìn)入的熱凈煤氣的加熱，煤炭的溫度逐漸上升，達(dá)350℃左右開始析出熱解產(chǎn)物，生成大量氫、甲烷、不飽和烴和低溫焦油，此狀態(tài)在500～600℃結(jié)束，煤開始變焦。進(jìn)入內(nèi)爐壁5內(nèi)腔的熱凈煤氣在上升過程中逐漸降溫并與煤中的揮發(fā)物、干餾煤氣、低溫焦油混合，到達(dá)內(nèi)腔上部時(shí)，溫度范圍為100～150℃，從爐壁預(yù)留的矩形通孔中引出與環(huán)形空腔處的熱凈煤氣相遇，低溫焦油霧再度被加熱氣化，經(jīng)爐頂煤氣引出管在500～600℃下引出爐外。
煤在內(nèi)爐壁5內(nèi)逐漸完成了干燥、干餾熱解，直到半焦化過程，落入水夾套內(nèi)腔時(shí)(約達(dá)600～700℃)煤中的揮發(fā)物已徹底去除，煤呈半焦?fàn)顟B(tài)，其繼續(xù)緩慢下降，半焦?fàn)顟B(tài)的煤繼續(xù)被加熱(800～1000℃)，煤進(jìn)一步被焦化，到達(dá)氧化層(約1200～1250℃)以前，煤幾乎變成焦炭，在氣化階段，除少量炭遺留在灰中之外，其余完全被氣化，因此，該裝置的消煙除塵效果好。另外，由于爐柵10有足夠的攪動、破碎和排除爐渣能力。因此該爐除氣化能力強(qiáng)、系統(tǒng)熱效率較高外，對煤種、煤的粒度均勻性要求也不象一般煤氣發(fā)生爐那樣嚴(yán)格。其煤種不限、粒度為中，小塊即可。特別是煤進(jìn)入爐內(nèi)，首先被緩慢地干餾，焦化后再氣化，其干餾揮發(fā)物不直接受高溫加熱、不裂解，這樣不僅保證熱煤氣在輸送中，煤氣總管內(nèi)不結(jié)垢(不析出炭)，而且煤氣中含有較多的干餾煤氣、焦油等，熱值較高，可達(dá)1500～1700千卡／標(biāo)米3。
權(quán)利要求1.一種熱煤氣發(fā)生爐，包括加料煤斗、裝有密封煤倉的爐體以及由機(jī)械排渣系統(tǒng)、鼓風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械除灰系統(tǒng)組成的爐底，其特征在于所述爐體由上爐體和下爐體組成，上爐體中的內(nèi)爐壁與底座均為耐火材料預(yù)制件，下爐體為內(nèi)腔呈鼓形的水夾套，由立柱固定于水泥基礎(chǔ)上，機(jī)械排渣系統(tǒng)中的爐柵采用偏心塔形豎向排列爐條結(jié)構(gòu)，用托輥裝置支撐的底爐盤采用砂封密封。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種生產(chǎn)氣化煤氣的發(fā)生爐。該裝置包括加料煤斗、裝有密封煤倉的爐體以及由機(jī)械排渣系統(tǒng)、鼓風(fēng)系統(tǒng)和機(jī)械除灰系統(tǒng)組成的爐底，其中爐體由上、下爐體兩部分組成，可以對煤的干餾和氣化分段進(jìn)行，煤中的揮發(fā)分不易被裂解，不但可提高煤氣質(zhì)量，獲得熱值高的煤氣。而且可使氣化劑氣流均勻上升，避免爐壁附近煤層被“燒穿”。該裝置對煤種的適應(yīng)能力強(qiáng)，產(chǎn)氣率高、消煙除塵效果好。
文檔編號C10J3/02GK2036952SQ88216840
公開日1989年5月3日 申請日期1988年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年8月30日
發(fā)明者呂德貞 申請人:呂德貞