雙層燃燒混合式煤氣發生爐的制作方法
【專利摘要】雙層燃燒混合式煤氣發生爐。本實用新型涉及一種高效、輸出無焦油煤氣發生爐，屬燃燒裝置【技術領域】。本裝置爐體為夾套結構，由隔板分隔成燃氣余熱回收通道和助燃空氣預熱通道，燃氣余熱回收通道通過燃氣傳輸管連通冷卻換熱器及引風機，助燃空氣預熱通道與儲灰室連通，工作爐膛沿縱向分別裝有取氣管和反向助燃空氣管而形成上、中、下三區域（即儲煤室、反向氣化室、正向氣化室），正向氣化室和反向氣化室分別設有通向外筒的正向啟動門和反向啟動門，取氣管有一端口在上夾套中，反向助燃空氣管有一端口與大氣相通。本實用新型的啟動時間短、燃氣輸出連續穩定、燃氣熱值高、爐膛不易結渣、輸出燃氣基本無焦油，可遠距離輸送燃氣，不間斷且連續工作。
【專利說明】雙層燃燒混合式煤氣發生爐
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種高效、輸出無焦油煤氣發生爐，屬燃燒裝置【技術領域】。
【背景技術】
[0002]常壓固定床煤氣發生爐主要采用兩種燃燒方式，分別是上吸式、下吸式。其中，上吸式煤氣發生爐燃料利用率高、氣化效率高、輸出燃氣粉塵含量低、熱值高，而長期得到廣泛應用。遺憾的是上吸式煤氣發生爐輸出燃氣中焦油含量較大、設備及輸送管道易堵塞、日常維護工作量較大，嚴重制約了上吸式煤氣發生爐的發展及深度應用。
[0003]與上吸式煤氣發生爐相比，下吸式煤氣發生爐輸出燃氣需穿越制熱燃燒層，因而燃氣中所含焦油、水分被有效分解，因而能徹底消除輸出燃氣中所含焦油，大幅降低日常維護工作量、提高系統運行穩定性及可靠性。不足之處在于，與上吸式煤氣發生爐相比，下吸式煤氣發生爐輸出燃氣溫度較高，若不加以有效利用、則燃氣傳輸過程必將造成大量的能量浪費，同時存在較大傳輸安全隱患。此外，下吸式煤氣發生爐輸出燃氣熱值偏低，加之氧化、還原層厚度相對較薄且難以保證其厚度相對穩定，因而同等氣化截面條件下產氣量偏小、產氣穩定性及連續性不高。
[0004]多年來，各企事業單位和個人為致力于如何提高煤氣發生爐工作穩定性及可靠性，如何對輸出燃氣進行綜合利用以及如何確保不間斷、連續運行方面做出了不懈努力。專利“新型高效固定床煤氣發生爐”(專利號:CN86106668)公布了一種正向燃燒型、也成為上吸式煤氣發生爐；專利“煤造氣供熱器”(專利號:CN1412472)上吸式煤氣發生爐，它包括由爐體，在爐體的下部設有爐柵，爐柵固定于灰盤內，爐柵與汽化劑入口連通，灰盤與驅動裝置連接，在爐體上裝有加煤裝置，在爐體上設有煤氣出口組成的煤氣發生爐，由燃燒室，與燃燒室連通的換熱器，換熱器設有排氣道，在排氣道上置有引風機，在換熱器內設有換熱器組，換熱器組上設有進、出水管組成的供熱器，煤氣發生爐的煤氣出口與煤氣配管連通，煤氣配管與燃燒器連通，燃燒器與供熱器的燃燒室連通。供熱器的換熱器組上設有翅片。專利“一種可以連續自動加煤的煤氣發生爐”(專利號:CN1644660)公布了一種上吸式煤氣發生爐，爐體水套采用全水套或半水套式結構，爐體的中部煤氣發生室的中間設有豎管加煤器為水夾套結構，在貯煤倉的上口設置煤倉水封蓋，中部設有缺煤報警器，在爐體的側面設煤車架、加煤電機和加煤斗車；在爐體的外部設置汽水分離器，蒸汽管的一端與汽水分離器連接，另一端與送風管連接。專利“常壓工業煤氣發生爐”(專利號:CN100999683)公布了一種上吸式煤氣發生爐，它由爐體、進煤斗、液壓送煤管、進水管與進水閥、空氣管與電磁閥、煤氣噴氣管、水封出渣斗等組成。爐體設計為雙層夾套的直形圓筒體，在爐體上部側面設有液壓送煤管，中部設有爐門；另一側設有煤氣噴嘴。在爐體的下部側面設有出渣斗。
[0005]專利“反火型煤氣發生爐”(專利號:CN86105174)公布了一種反向燃燒型、也成為下吸式的煤氣發生爐，它采用敞開式反火氣化結構。
[0006]專利“雙流換向煤氣發生的方法和設備”(專利號:CN87108092)公布了一種具有雙向燃燒功能的煤氣發生爐，采用蒸汽以及空氣和蒸汽的混合氣作為兩種不同的氣化介質，分別從移動床床層的上、下端通入，且每2?5分鐘換向一次；該煤氣發生爐移動床的上、下端分別具有氣化介質的進口，煤氣從位于上、下端氣化介質進口之間的煤氣出口流出。該結構雖然能實現雙向氣化，但控制過程復雜，無法解決爐體內部局部溫度過高帶來的結渣問題，亦無法實現爐溫相對均布，干餾煤氣成分低、總體燃值偏低，輸出燃氣連續性和穩定性亦將受到一定程度影響。專利“具有兩次燃燒氣化功能的煤氣發生爐”(專利號:CN101240195)公布了一種具有兩次燃燒氣化功能的煤氣發生爐，雖然同時具備上吸式、下吸式氣化功能，兼顧了各自的特點，但該專利采用正壓方式把氣化劑送入爐膛，密封要求高、結構復雜，工作中無法進行加煤操作。
[0007]實踐表明，上述上吸式煤氣發生爐雖然結構簡單、產氣量相對于反向燃燒型氣化爐(也成為下吸式氣化爐)大，但輸出燃氣焦油含量較大，燃氣凈化難度高、投入成本大，傳輸過程較容易對管道形成堵塞而無法正常使用，加之該類煤氣煤氣發生爐爐內局部溫度過高，雖然部分專利中采用了空氣與水蒸氣混合的氣化劑，但依然不能解決爐內局部溫度過高而帶來的結渣問題，也無法滿足輸出燃氣連續、穩定的使用要求。
[0008]上述下吸式煤氣發生爐雖然解決了輸出燃氣中的焦油問題，同時解決了傳輸過程較管道堵塞問題，但該類煤氣發生爐由于氧化還原層過薄，因而同等截面條件下產氣量較低、氣化強度小，同時輸出燃氣熱值較低。此外，該類煤氣發生爐氣化劑入口處(也成為風嘴)燃燒溫度較高，而其余部分、尤其是干燥層溫度過低，爐內各段溫差較大，因而輸出燃氣穩定性、連續性相對較低，且高溫段較容易形成結渣現象，導致日常使用中維護工作量較大。
[0009]上述混合式煤氣發生爐雖然能實現雙向氣化，但控制過程復雜，無法解決爐體內部局部溫度過高帶來的結渣問題，亦無法實現爐溫相對均布，干餾煤氣成分低、總體燃值偏低，輸出燃氣連續性和穩定性亦將受到一定程度影響。
[0010]如何提高并確保煤氣發生爐穩定性、連續性及產氣量問題，如何提高能源利用效率及燃氣熱值，使之有效服務于日常生產生活，依然是煤氣發生爐當前必須解決的問題。

【發明內容】

[0011]本實用新型的目的是提供一種輸出無焦油煤氣發生爐，本發生爐要解決的技術問題有五點:一是輸出燃氣基本無焦油，可有效解決傳輸與燃氣利用問題；二是產氣穩定，啟動時間短；三是產氣連續，具備不停機加煤、清灰操作功能，滿足全天候連續工作要求；四是同時具備焦油自分解、燃料干餾、正向氣化和反向氣化互補功能，因而輸出燃氣熱值高；五是直接采用空氣作為氣化劑，無需添加水蒸氣等輔助氣化劑。
[0012]實現本實用新型的技術方案是:本裝置主要由發生爐、冷卻除塵器、引風機等組成，其特征是，夾套結構的發生爐夾套中部設置有夾套隔板，下夾套與儲灰室連通，下夾套上部有與大氣相通的正向助燃空氣管；工作爐膛沿縱向分別裝有取氣管和反向助燃空氣管而形成上、中、下三區域，取氣管有一端口在上夾套中，反向助燃空氣管有一端口與大氣相通，爐柵至取氣管處的區域為正向氣化室，取氣管至反向助燃空氣管處的區域為反向氣化室，反向助燃空氣管以上區域為為儲煤室，正向氣化室和反向氣化室分別設有通向外筒的正向啟動門和反向啟動門；爐頂設有加煤口，冷卻換熱器及引風機通過燃氣傳輸管連通上夾套。[0013]所述的下夾套通過其下部設置的正向進氣管與儲灰室連通；冷卻換熱器下部設有泄壓管并延伸至水封槽液面中部。
[0014]取氣管、正向進氣管、反向助燃空氣管均沿發生爐周圍設置兩根以上、并與水平面呈現傾斜角度。
[0015]冷卻換熱器位于發生爐和引風機之間，其入口與發生爐燃氣余熱回收通道連通，出口與引風機入口連通。
[0016]通過以上技術手段，本實用新型可達到以下有益效果:①一是輸出燃氣基本無焦油，可有效解決傳輸與燃氣利用問題；②產氣穩定，啟動時間短；③產氣連續，具備不停機加煤、清灰操作功能，滿足全天候連續工作要求；④同時具備焦油自分解、燃料干餾、正向氣化和反向氣化互補功能，因而輸出燃氣熱值高；⑤直接采用空氣作為氣化劑，無需添加水蒸氣等輔助氣化劑。
[0017]與傳統煤氣發生爐相比，本實用新型具備啟動時間短、燃氣輸出連續穩定、燃氣熱值高、爐膛不易結渣、輸出燃氣基本無焦油的特點，使得發生爐可遠距離輸送燃氣，不間斷、連續工作。此外，本實用新型采用負壓燃燒氣化方式，配有水封泄壓功能，安全性得到有效保障。使用壽命方面，本實用新型對輸出燃氣進行了高效冷卻與余熱回收利用，爐膛溫度場分布相對均勻，在保障氣化穩定性同時，有效提高了整機使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0019]圖中各標號依次表不:發生爐1、加煤口 2、爐頂3、儲煤室4、內筒5、外筒6、燃氣余熱回收通道7、干餾室8、反向助燃空氣管9、反向氣化室10、反向啟動門11、取氣管12、夾套隔板13、正向氣化室14、正向助燃空氣管15、正向啟動門16、助燃空氣預熱通道17、爐柵18、正向進氣管19、清灰門20、儲灰室21、水封槽22、泄壓管23、燃氣輸出口 24、引風機25、引風機入口 26、轉接管27、冷卻換熱器出口 28、冷卻換熱器29、冷卻換熱器入口 30、燃氣傳輸管31。
【具體實施方式】
[0020]參見圖2，本裝置主要由發生爐1、冷卻換熱器29、引風機25等組成。發生爐I由內筒體5及外筒體6構成夾層結構，內筒體5內的空間為內爐膛，外筒體6與內筒體5圍成夾套空間。夾套通過夾套隔板13分為上下兩部分，夾套隔板13以上為燃氣余熱回收通道7，夾套隔板12以下為助燃空氣預熱通道17。內爐膛通過爐柵18分隔為上下兩部分，爐柵18以下空間為儲灰室21，爐柵18以上空間為工作爐膛。工作爐膛被連接于內壁的取氣管12、反向助燃空氣管9分為上、中、下三部分，爐柵18以上、取氣管12以下空間為正向氣化室14，取氣管12以上、反向助燃空氣管9以下空間為反向氣化室10，反向助燃空氣管9以上、爐頂3以下空間為儲煤室4。外筒體6設有正向助燃空氣管15，其一端與大氣連通、另一端穿過外筒體6后與夾套下部的助燃空氣預熱通道17連通。儲灰室21設有正向進氣管19，其一端與儲灰室21連通、另一端與助燃空氣預熱通道17連通。取氣管9設置于正向氣化室14與反向氣化室10之間，其一端穿過內筒體5與內爐膛連通、另一端與燃氣余熱回收通道7連通。反向助燃空氣管9設置于取氣管12高度以上，其一端穿過內筒體5與內爐膛連通、另一端穿過夾套及外筒體6后與大氣連通。儲灰室21、正向氣化室14及反向氣化室10分別設有通向爐壁之外的清灰門20、正向啟動門16及反向啟動門11。爐頂3設有加煤口 2。燃氣余熱回收通道7通過燃氣傳輸管31與冷卻換熱器入口 30相連接，冷卻換熱器出口 28通過轉接管27與引風機25相連接。冷卻換熱器29設有泄壓管23并延伸至水封槽22液面中部。引風機25出口為燃氣輸出口 24。
[0021]本實用新型工作過程是這樣的:
[0022]分別打開加煤口 2、反向啟動門11、正向啟動門16、清灰門20，從正向啟動門16向爐內加入少許易燃物料并點燃，待物料充分燃燒后，從正向啟動門16向爐內逐漸添加氣化燃料，當燃料被充分引燃后，關閉正向啟動門，從反向啟動門11繼續向爐內添加氣化燃料直到與反向啟動門11下口平面基本平齊，此時從反向啟動門11向爐內加入少許易燃物料并點燃，待物料充分燃燒后，從反向啟動門11向爐內逐漸添加氣化燃料，當燃料被充分引燃后，關閉反向啟動門，從加煤口 2向爐內繼續添加氣化燃料。分別關閉加煤口 2及清灰門20，啟動引風機25，完成發生爐啟動操作。
[0023]在引風機25吸力作用下,大氣中的空氣一方面從正向助燃空氣管15進入助燃空氣預熱通道17，并經過預熱后通過正向進氣管19進入儲灰室21，進而穿過爐柵18后進入正向氣化室14完成正向氣化室氣化劑供給；另一方面，大氣中的空氣從反向助燃空氣管9進入反向氣化室10完成反向氣化室氣化劑供給。正向氣化室14和反向氣化室10產生的可燃氣體通過取氣管12取出、并送入燃氣余熱回收通道7，由于此時可燃氣體溫度較高，在燃氣余熱回收通道7內將不斷加熱內筒5，在熱傳導作用下儲煤室4、干餾室8中的燃料溫度不斷上升并達到相對穩定，使得干餾室8中的燃料逐漸分解出干餾煤氣，達到不斷提高取氣管12輸出燃氣濃度、降低燃氣溫度目的。可燃氣體經過燃氣余熱回收通道7冷卻降溫后，通過燃氣傳輸管31送入冷卻換熱器入口 30，經過冷卻換熱器29除塵、降溫后通過冷卻換熱器出口 28送出低溫潔凈燃氣，繼而通過轉接管27、引風機入口 26進入引風機25，最后從燃氣輸出口 24輸出。
[0024]當發生爐內壓力劇變時，將通過泄壓管23排入水封槽22，并沖開液面排入大氣，達到泄放壓力、確保使用安全目的。
【權利要求】
1.一種雙層燃燒混合式煤氣發生爐，主要由發生爐、冷卻除塵器、引風機等組成，其特征是:夾套結構的發生爐夾套中部設置有夾套隔板，下夾套與儲灰室連通，下夾套上部有與大氣相通的正向助燃空氣管；工作爐膛沿縱向分別裝有取氣管和反向助燃空氣管而形成上、中、下三區域，取氣管有一端口在上夾套中，反向助燃空氣管有一端口與大氣相通，爐柵至取氣管處的區域為正向氣化室，取氣管至反向助燃空氣管處的區域為反向氣化室，反向助燃空氣管以上區域為為儲煤室，正向氣化室和反向氣化室分別設有通向外筒的正向啟動門和反向啟動門；爐頂設有加煤口，冷卻換熱器及引風機通過燃氣傳輸管連通上夾套。
2.根據權利要求1所述的雙層燃燒混合式煤氣發生爐，其特征是:下夾套通過其下部設置的正向進氣管與儲灰室連通；冷卻換熱器下部設有泄壓管并延伸至水封槽液面中部。
3.根據權利要求1所述的雙層燃燒混合式煤氣發生爐，其特征是:取氣管、正向進氣管、反向助燃空氣管均沿發生爐周圍設置兩根以上、并與水平面呈現傾斜角度。
4.根據權利要求1所述的雙層燃燒混合式煤氣發生爐，其特征是:冷卻換熱器位于發生爐和引風機之間，其入口與發生爐燃氣余熱回收通道連通，出口與引風機入口連通。
【文檔編號】C10J3/84GK203582818SQ201320784829
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月4日 優先權日:2013年12月4日
【發明者】王明湖, 龐子乾 申請人:昆明康立信電子機械有限公司