專利名稱：碳解水式燃氣發生器及燃氣生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將固體燃料采用碳解水式工藝氣化產生燃氣的方法，具體一種碳解水式燃氣發生器，以及以固體燃料例如煤為原料使用所述燃氣發生器生產燃氣的工藝。
背景技術：
固體燃料(例如煤)氣化是燃料利用技術的一個重要方向，它的任務是將固體可燃物轉化為便于燃燒的可燃氣體或化工原料——主要成分為一氧化碳和氫氣的混合氣。已知水中的氫是熱值很高的氣體燃料，1986年版中等專業學校教材《無機化學》下冊第11章“氣體燃料”一段中詳細描述了水煤氣生產原理，其中在初始燃氣(例如吐和(0) 與空氣(O2)燃燒時產生廢氣(H2CHCO2)和大量的熱量，即燃氣(H2和CO) +空氣(O2)—— > 廢氣(H2CHCO2) +熱量…方程1 ；然后碳原料(C)和水蒸汽(H2O)在上面產生的高熱量作用下產生燃氣(H2和CO)， 即碳原料(C) +水蒸汽(H2O)-高熱量_>燃氣(H2+C0)…方程2 ；另外，在高溫下，方程1產生的廢氣(H2CHCO2)與碳原料(C)經還原/裂解過程而進行反應，同樣可以生成燃氣(H2+C0)，反應式為碳原料(C) +廢氣(H2CHCO2)-還原/裂解-> 燃氣(H2+C0)...方程3。從以上原理可見，這種方法可以借助碳原料燃燒使不可燃燒的水裂解，生成可燃燒的氫氣和一氧化碳。長期以來，人們試圖獲得一種具有較高水/碳比轉化率的方法。例如， CN101570699A(中國專利申請號200810246578. X ；
公開日2009. 11. 04)公開了一種固體燃料氣化裝置，其包括氣化室和冷卻凈化室，冷卻凈化室入口處設置有第一冷卻介質分布器，其用于沿圓周方向向來自氣化室的高溫合成合氣注入低溫冷卻介質，從而使高溫合成氣體降溫并從中去除固體雜質。該專利文獻還提供了一種生產合成氣體的方法，包括使固體燃料和氧化劑發生快速不完全反應，以生成高溫合成氣；沿圓周方向向所述高溫合成氣注入低溫冷卻介質，以凈化所述高溫合成氣并使其降溫。該專利文獻通過多次降溫、除雜和熱量回收，提高了最終獲得的合成氣的純凈度，該裝置不僅碳轉化率高，而且余能余熱回收效果好、水耗低、無污染。另外，CN101446413A(中國專利申請號=200810246579. 4 ；
公開日
2009. 06. 03)公開了一種組合式多噴嘴可燃粉體燃燒器。該燃燒器包括位于燃燒器中心的點火燒嘴；和沿圓周方向均勻設置在點火燒嘴外圍的多個工藝燒嘴。其中，每個工藝燒嘴包括位于工藝燒嘴中心的煤粉通道；和設置在煤粉通道外側的環形的第一氧化劑通道。 該專利文獻將多個工藝燒嘴與點火燒嘴組合在一起，結構緊湊，燃燒效率和氣化效率提高。 每個單獨的工藝燒嘴維修靈活，拆裝方便。多個工藝燒嘴可靈活地調節燃燒器的負荷，爐膛內介質通過多次撞擊混合均勻，火焰充滿度好，多層均勻的冷卻結構可有效的保護燃燒器， 延長燃燒器使用壽命。此外，CN101121894A(中國專利申請號=200710147556. 3 ；
公開日
2008. 02. 13)公開了一種主要以水為氣化劑的碳解水式燃氣氣化生產工藝及裝置。其工藝是碳原料由螺旋推進機推進氣化爐內，經加熱葉片燃燒子高壓氧焰的外力加熱，水蒸氣靠自身的壓力下進入氣化爐被加熱碳原料裂解生成燃氣。加熱燃燒所生成的廢氣也參加裂解或還原成燃氣。按照該專利文獻生產工藝設計的裝置有爐外部封閉結構，爐內部封閉結構及碳原料、爐渣進與出的機械結構，外力加熱結構，水蒸氣生成進入，生成燃氣的排出通道結構。該專利文獻對氣化用碳原料適用性廣，氣化效率高，生產出的燃氣熱值高，終端用戶可減少CO2氣排放及可大量節約利用生物質能源、化石能源。然而，現有的方法在水/碳比轉化率方面仍然較低，和/或適用于該方法的裝置結構復雜、效能低下。因此，本領域仍然期待有新穎的方法或裝置，所述方法期待有較高的效能，和/或所述裝置結構更簡單和/或效能更高。
發明內容
本發明的目的在于提供一種新穎的碳解水式的燃氣發生器，本發明的另一目的在于提供一種新的燃氣生產工藝。本發明人發現，采用本發明所述的燃燒加熱反應爐式的燃氣發生器具有令人期待的效果，本發明的這種燃燒加熱反應爐式的燃氣發生器通過碳解水的原理將碳原料和水轉化成主要組成為氫和一氧化碳的燃氣。本發明基于此發現而得以完成。為此，本發明第一方面提供了一種碳解水式的燃氣發生器，其特征在于包括(i)爐體，其呈圓桶形狀；(ii)爐頂蓋，其下沿與所述爐體的上沿密封連接，并且包括碳原料進口和水蒸氣進口，所述碳原料進口用于向爐體內輸送碳原料(例如煤炭)，所述水蒸氣進口用于向爐體內輸送作為原料的水蒸氣；(iii)爐芯，其基本呈圓桶狀并與所述爐體同軸安裝于爐體內部，并且該爐芯設置有至少一個可從其內部逸出可燃氣體的燃燒嘴；(iv)爐底系統，其用于支撐燃氣發生器的主體，并且包括爐底外體、燃氣輸出系統和出渣系統；(ν)轉動爐排，其呈與爐體同軸設置的桶狀并且基本上貼近于所述爐體的內壁，所述轉動爐排與爐芯二者之間形成燃燒加熱反應室；和(vi)混合氣進給盤，其設置于所述爐芯底部并且與爐芯的內腔相通。本發明第一方面還提供了一種碳解水式的燃氣發生器，其特征在于包括(i)爐體，其呈圓桶形狀；(ii)爐頂蓋，其下沿與所述爐體的上沿密封連接，并且包括碳原料進口和水蒸氣進口，所述碳原料進口用于向爐體內輸送碳原料(例如煤炭)，所述水蒸氣進口用于向爐體內輸送作為原料的水蒸氣；(iii)爐芯，其基本呈圓桶狀并與所述爐體同軸安裝于爐體內部，并且該爐芯設置有至少一個可從其內部逸出可燃氣體的燃燒嘴，并且該爐芯的頂部基本呈三角錐狀；(iv)爐底系統，其用于支撐燃氣發生器的主體，并且包括爐底外體、燃氣輸出系統和出渣系統；(ν)轉動爐排，其呈與爐體同軸設置的桶狀并且基本上貼近于所述爐體的內壁，所述轉動爐排與爐芯二者之間形成燃燒加熱反應室；和
(vi)混合氣進給盤，其設置于所述爐芯底部并且與爐芯的內腔相通。本發明第一方面還提供了一種碳解水式的燃氣發生器，其特征在于包括(i)爐體，其呈圓桶形，上、下兩端設置有法蘭盤；(ii)爐頂蓋，其呈圓錐形，錐坡面設有碳原料推進裝置及與爐內相通的碳原料入口以及任選的水蒸氣進口；(iii)爐芯，其呈圓環疊片組成的桶狀并與所述爐體中間部分位同軸向安裝于混合氣進給盤之上，二者內部相通，爐芯疊片間設有多個可以從其內部逸出燃氣、氧氣混合氣加熱用的燃燒嘴；(iv)爐底系統，其用于支撐燃氣發生器的主體，并且包括爐底外體、燃氣輸出系統、出渣系統、動力減速傳動系統、轉向用機械系統；(ν)轉動爐排，其貼于爐體內壁，與爐體高度接近，呈桶狀，圓口向上，圓底外沿設齒輪、圓底內設放射狀輪輻，中間作軸承外套并與爐芯根部形成軸承關系，整體爐排內部與爐芯外部二者之間形成燃燒反應室，其又與爐體形成防燒蝕層；和(vi)混合氣進給盤，其設置于所述爐體下端的法蘭盤和爐底上端的法蘭盤之間， 兩個法蘭盤及其間的混合氣進給盤相互連接，所述法蘭盤內設有十字架形肋，肋與中間混氣室同爐芯內腔相通并連接燃氣、氧氣通道，可在混合氣進給盤法蘭盤側面通過肋內通到混氣室，混合氣進給盤同時支撐爐芯，向內供氣、產品氣外輸，爐排承舉、傳動齒輪箱為一整體。本發明第二方面提供了使用本發明第一方面所述燃氣發生器生產燃氣的方法，其包括以下步驟(a)將氧氣(例如空氣)和可燃氣體(例如氫氣和/或一氧化碳)送至混合氣進給盤中混合，形成可直接點燃的可燃混合氣體(在本發明中，亦可稱為混合可燃氣體、混合氣體、可燃氣體等)，將該混合可燃氣體輸送到爐芯內腔；(b)爐芯內腔中的可燃混合氣體從爐芯的可燃氣體出口逸出，進入燃燒嘴部位，在此處，可燃氣體被點燃，產生熱量，任選的產生廢氣(H2CHCO2)；(c)將碳原料(例如煤炭)和水蒸氣從爐頂蓋輸入到燃燒加熱反應室，在步驟(b) 產生的熱量作用下碳原料和水蒸氣反應生成產物燃氣(H2和CO)和爐渣，任選的，步驟(b) 產生的廢氣(H2CHCO2)在碳原料和熱量作用下進行反應生成產物燃氣(H2+C0)和爐渣；(d)步驟(C)生成的產物燃氣下行進入置于爐底系統內的燃氣輸出系統中，經捕集后經由產物燃氣輸出管輸出，成可供用戶使用產物燃氣；(e)步驟(C)生成的爐渣自行下落或經轉動爐排推動下落，穿過轉動爐排下底部的孔洞(間隙)進入爐底系統的出渣系統，經由出渣系統的排渣裝置推動到排渣口并排出。
圖1是本發明一個實施方案的燃氣發生器的總體剖視圖。圖2是本發明一個實施方案的燃氣發生器的爐頂蓋的總體剖視圖。圖3是本發明一個實施方案的燃氣發生器的爐體的總體剖視圖。圖4是本發明一個實施方案的燃氣發生器的爐底系統的總體剖視圖。圖5左側是本發明一個實施方案的燃氣發生器的爐芯的總體剖視圖，右側是其中一個燃燒嘴的局部(a部)放大圖。圖6a是本發明一個實施方案的燃氣發生器的轉動爐排的總體剖視圖。圖6b是本發明一個實施方案的燃氣發生器的轉動爐排的俯視示意圖。圖6c是本發明一個實施方案的燃氣發生器的轉動爐排的桶狀體內壁的示意圖。圖7a是本發明一個實施方案的燃氣發生器的混合氣進給盤的總體剖視圖，圖7b 是本發明一個實施方案的燃氣發生器的混合氣進給盤的俯視圖。圖8是本發明一個實施方案的燃氣發生器的工作運行示意圖。
具體實施例方式根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述爐體2的上沿與所述爐頂蓋1的下沿密封連接。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述爐體2的下沿與所述爐底系統3的上沿密封連接。在一個實施方案中，在存在混合氣進給盤6的情況下，所述爐體2的下沿可以采用法蘭盤(圖中未示出)與爐底系統上沿所采用的法蘭盤(圖中未示出)密封連接， 并且在此二個法蘭盤設置有所述混合氣進給盤6。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述爐頂蓋1的上部設置有進料斗11。 該進料斗11可以用于盛裝碳原料。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述爐頂蓋1包括進料推進裝置16。在一個實施方案中，所述進料推進裝置16的一端呈螺桿形狀。在一個實施方案中，所述進料推進裝置16設置于進料斗11的底部。上述螺桿形狀的進料推進裝置在旋轉時可以將其上部進料斗11中的碳原料向本發明燃氣發生器內部推進，進入到碳原料進口 18，進而借助重力作用進入爐體內腔進行燃燒氣化反應。在一個實施方案中，所述進料推進裝置16由傳動裝置(例如鏈輪1 帶動旋轉(旋轉方向是通過螺桿向內推碳原料的方向)。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述爐芯4基本呈圓桶狀。在一個實施方案中，所述爐芯4的頂部基本呈三角錐狀。這種三角錐狀的好處是，從爐頂蓋1降下的碳原料不至于堆積在所述爐芯上。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述爐芯4的柱體部分設置有至少一個可從其內部逸出可燃氣體的燃燒嘴43。在一個實施方案中，所述燃燒嘴43包括可燃氣體出口 42。在一個實施方案中，該可燃氣體出口 42具有細小孔徑。在一個實施方案中，該燃燒嘴43在爐芯4壁上自內向外具有連續或不連接地增加的孔徑。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述爐芯4的內腔41與可燃氣體進口相通。這種可直接燃燒的可燃氣體通過該可燃氣體進口進入所述爐芯4的內腔41，然后從爐芯4的可燃氣體出口 42和燃燒嘴43逸出，經點火后在爐芯4外、爐體2內燃燒。在一個實施方案中，所述可燃氣體是氧氣(例如包括氧氣的氣體，例如空氣)與燃燒氣體(例如氫氣、一氧化碳等)預先混合(例如在本發明燃氣發生器外進行預先混合)后，通過所述可燃氣體進口通入所述爐芯4的內腔41。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述燃氣發生器設置了所述混合氣進給盤6。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述混合氣進給盤6包括至少兩個原料氣體進口(例如原料氣體進口 61、原料氣體進口 6 、可燃氣體混合腔63和可燃混合氣體進口 64。在一個實施方案中，所述混合氣進給盤6設置于所述爐芯4底部，并且其可燃氣體混合腔63與爐芯4內部通過可燃混合氣體進口 64相通。由此來自混合氣進給盤6的可燃氣體通過該可燃混合氣體進口 64進入所述爐芯4的內腔41。在另外一個實施方案中，所述燃氣發生器設置了混合氣進給盤6，氧氣(例如包括氧氣的氣體，例如空氣)與燃燒氣體(例如氫氣、一氧化碳等)從不同的通道分別進入混合氣進給盤6的可燃氣體混合腔63中，兩種氣體在該可燃氣體混合腔63中進行混合，以形成可以直接燃燒的氣體，然后經由可燃混合氣體進口 64進入所述爐芯4的內腔41。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述爐底系統3包括爐底外體31、燃氣輸出系統30和出渣系統32。在一個實施方案中，所述爐底外體31的上沿與爐體2的下沿密封連接。在一個實施方案中，所述爐底外體31基本上形成倒三角錐形狀，構成出渣系統 32的爐渣收集腔，由此，碳原料經燃燒后形成的爐渣借重力下降落入上述倒三角錐的內腔空間。在一個實施方案中，所述出渣系統32的爐渣收集腔的底部設置有排渣口 321和排渣裝置322，所述排渣裝置322將出渣系統32所收集的爐渣推到排渣口 321，并最終排到燃氣發生器外。在一個實施方案中，所述排渣裝置322的一端呈螺桿形狀。在一個實施方案中， 所述排渣裝置322設置于出渣系統32的底部。上述螺桿形狀的排渣裝置在旋轉時可以將其上部出渣系統32中的爐渣向排渣口 321推進，并最終排到燃氣發生器外。在一個實施方案中，所述排渣裝置322由傳動裝置(例如電機38和變速器34)帶動并沿其自身軸向旋轉 (旋轉方向是通過螺桿向外推爐渣的方向)。在一個實施方案中，所述燃氣輸出系統30設置于出渣系統32的爐渣收集腔內。在一個實施方案中，所述燃氣輸出系統30設置于出渣系統32的爐渣收集腔內的上部。在一個實施方案中，所述燃氣輸出系統30包括產物燃氣捕集器和產物燃氣輸出管。在一個實施方案中，所述燃氣輸出系統30包括產物燃氣捕集器和與其連通并導向本發明燃氣發生器外的產物燃氣輸出管。在一個實施方案中，所述產物燃氣捕集器能夠捕集爐體2內腔燃燒產生并向底部下行的產物燃氣，然后產物燃氣經由產物燃氣輸出管向本發明燃氣發生器外輸出，最終供用戶使用。在一個實施方案中，所述產物燃氣捕集器呈倒三角錐形或倒圓錐形并且其錐面或下底面具有可供氣體通過的孔洞，從而落入到爐渣收集腔內的爐渣不會進入產物燃氣捕集器中，并且這種錐的形狀對于捕集產物燃氣也是非常有利的結構。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述轉動爐排5，其呈與爐體2同軸設置的桶狀并且基本上貼近于所述爐體2的內壁。本發明的轉動爐排在整個燃氣發生器運行過程中可以轉動，這樣，從爐頂蓋1下行并在爐體腔內、爐芯外燃燒并分解的碳原料和水蒸氣，它們所形成的爐渣在轉動爐排轉動的過程中不會粘結在爐芯外和/或爐體腔內，而自行落入爐底系統3 ；或者即使粘在爐芯外和/或爐體腔內，也會因爐排的轉動而掉落。因此本發明術語“轉動爐排”亦可根據上述工作原理加以理解，即其在轉動的過程中促使形成的爐渣下行落入爐底系統3。根據本發明，所述轉動爐排5是一個桶狀的整體式或立體式的結構，其內部設置有內凸起52。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述轉動爐排5包括轉動爐排本體51 和內凸起52。所述轉動爐排本體51的下底中央為一圓孔，其用于容置所述爐芯4 ；在該圓孔的外圍，轉動爐排本體51的下底設置有孔洞55，其可以用于使爐體內產生的爐渣下落而達到下部的爐底系統3，進而將爐渣排出；所述孔洞55還可以使爐體內產生的產物燃氣下行而達到下部的爐底系統3，進而收集產物燃氣。所述內凸起52可以干擾所形成的爐渣在燃氣發生器內部的運行，即防止它們粘結在爐芯上或爐體腔內，而自行落入爐底系統3。在一個實施方案中，所述內凸起52是分布在轉動爐排本體51內壁的規則或不規則分布的凸出件。在一個優選的實施方案中，所述內凸起52基本上是按照螺母的內螺紋的紋路排列的。 在一個優選的實施方案中，所述內凸起52基本上是呈螺母的內螺紋形狀，這種設計的好處是，不論內螺紋使得粘在轉動爐排本體51內壁上的爐渣總體地向上行還是向下行，都可以有利于防止爐渣粘結；例如內螺紋使得粘在轉動爐排本體51內壁上的爐渣總體地向上行時，上面落下的尚未燃燒完全的碳原料由于密度較大而會壓迫這些粘結爐渣落下；或者例如內螺紋使得粘在轉動爐排本體51內壁上的爐渣總體地向下行時，在相應爐渣運行到底部時會自動落入爐底系統3。在另一個優選的實施方案中，所述內凸起52是多個孤立的凸出物構成，各個鄰近的凸出物排列起來形成基本上呈螺母的內螺紋形狀(只是這種內螺紋是不連續的)，這種設計的好處是，不論內螺紋使得粘在轉動爐排本體51內壁上的爐渣總體地向上行還是向下行，都可以有利于防止爐渣粘結；例如內螺紋使得粘在轉動爐排本體 51內壁上的爐渣總體地向上行時，上面落下的尚未燃燒完全的碳原料由于密度較大而會壓迫這些粘結爐渣落下；或者例如內螺紋使得粘在轉動爐排本體51內壁上的爐渣總體地向下行時，在相應爐渣運行到底部時會自動落入爐底系統3。根據本發明的精神，內凸起52的尺寸是不受特別限制的。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述轉動爐排5包括轉動爐排本體51、 內凸起52、和設置于轉動爐排5桶狀底部外沿的轉動傳導部M。在一個實施方案中，所述轉動傳導部M是齒輪。在一個實施方案中，所述轉動傳導部M是齒輪，其由設置在爐底系統3中的傳動齒輪36傳動。從而傳動齒輪36帶動轉動爐排5的轉動傳導部54，使整個轉動爐排5在爐體內轉動。所述傳動齒輪36可直接由電機帶動；或者由動力來自爐底系統的傳動軸37帶動。所述傳動軸37可由設置在排渣裝置322上的換向構件33傳動。換向構件33可以是齒輪，其可以使傳動軸37和排渣裝置322兩者在垂直的方向轉動。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述轉動爐排5包括轉動爐排本體51、 內凸起52、設置于轉動爐排5桶狀底部外沿的轉動傳導部M、和設置于轉動爐排5桶狀底部內沿的轉動穩定部53。在一個實施方案中，所述轉動穩定部53與所述爐芯4本體底部外沿接觸。在一個實施方案中，在轉動爐排5的底部，其外沿的轉動傳導部M卡在爐體2內， 而其內沿卡在爐芯4本體外，這樣，爐體2、轉動爐排5和爐芯4基本上構成的自外向內的三個同軸設置的桶狀結構，三者僅設置于中間的轉動爐排5在本發明燃氣發生器運行時，沿軸向轉動，從而提供了一種最穩定且又可以高效運行的結構。在一個實施方案中，所述轉動穩定部53是滾珠軸承結構，這樣，固定在轉動爐排5桶狀底部內沿的轉動穩定部53，其內的滾珠與爐芯4本體底部外沿接觸，并可圍繞爐芯進行轉動。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述轉動爐排5下底部呈輪輻狀，輪邊凸齒突出到爐排體外并加工成尺牙。根據本發明第一方面的燃氣發生器，其中，所述轉動爐排本體的下底呈放射狀，輪輻之間形成開口，其可以用于使爐體內產生的爐渣下落而達到下部的爐底系統。根據本發明第一方面的燃氣發生器，在整個燃氣發生器運行過程中，設置在爐頂蓋1上的所述進料推進裝置16、設置在爐底系統3中的所述排渣裝置322、和轉動爐排5這三者需要轉動。因此，根據本發明第一方面的燃氣發生器，其還包括帶動上述三者的動力裝置(例如電動機)。在一個實施方案中，進料推進裝置16、排渣裝置322、和轉動爐排5三者各自獨立地由動力裝置(例如電動機)帶動，從而三者可以各自獨立地運轉。在一個實施方案中，進料推進裝置16、排渣裝置322、和轉動爐排5三者可由同一動力裝置(例如電動機)帶動。在一個實施方案中，進料推進裝置16、排渣裝置322、和轉動爐排5三者由同一電動機帶動。電動機通過傳動軸9、38帶動設置在排渣裝置322的傳動軸上的第一傳動齒輪8、34，由此使排渣裝置322轉動。此外，設置在排渣裝置322的傳動軸上的第二傳動齒輪 8、33可以90度換向傳動可帶動轉動爐排5的傳動軸37和傳動齒輪36 二者，由此同一電機可同時使排渣裝置322和轉動爐排5運轉。另外，還可以在排渣裝置322的傳動軸上設置鏈輪39，該鏈輪39可通過鏈條7傳動設置在進料推進裝置16上的鏈輪15，由此傳動進料推進裝置16。這樣，同一電機可同時使排渣裝置322、轉動爐排5、和進料推進裝置16三者運轉。本領域技術人員容易理解，通過同一電機傳動排渣裝置322、轉動爐排5、和進料推進裝置16三者時，可以設置增速和/或減速結構/裝置，以便二者以不同的速度轉動。例如， 可以將排渣裝置322上的鏈輪39與進料推進裝置16上的鏈輪15設計成不同的直徑，從而可以使排渣裝置322和進料推進裝置16 二者以不同的速度轉動。又例如，可以適當改變排渣裝置322的傳動軸上的第二傳動齒輪8、33和/或轉動爐排5的傳動齒輪36的尺寸或齒數，以使排渣裝置和轉動爐排5 二者以不同的速度轉動。根據本發明第一方面的燃氣發生器，所述作為燃燒原料的氧氣(例如空氣)和可燃氣體(例如氫氣和/或一氧化碳)可以在燃氣發生器外預先混合，形成可直接點燃的可燃氣體，再將其輸送到爐芯的內腔41。或者，在設置有混合氣進給盤6的情況下，作為燃燒原料的氧氣(例如空氣)和可燃氣體(例如氫氣和/或一氧化碳)二者通過不同的原料氣體進口 61、62進入混合氣進給盤6的混合腔63中進行混合，形成可直接點燃的可燃氣體； 該可燃氣體通過混合氣進給盤6的可燃混合氣體進口 64，輸送到爐芯內腔41。然后，上述在爐芯內腔41中的可燃混合氣體從爐芯的可燃氣體出口 42逸出，進入燃燒嘴43部位，在此處，可燃氣體被點燃，產生大量的熱量，即進行以下方程1的反應燃氣(H2和/或CO) +空氣(O2)->廢氣(H2CHCO2) +熱量...方程1然后，從爐頂蓋1下行的碳原料(C，例如煤炭)和水蒸汽(H2O)在上述產生的高熱量作用下，在燃燒加熱反應室10處氣化反應，產生燃氣(H2和CO)，即進行以下方程2的反應碳原料(C) +水蒸汽(H2O) +熱量-> 燃氣(H2+C0) +爐渣…方程2另外，在高溫下，方程1產生的廢氣(H2CHCO2)與碳原料(C)經還原/裂解過程而進行反應，同樣可以生成燃氣(H2+C0)，即進行以下方程3的反應 碳原料(C) +廢氣(H2CHCO2) +熱量_>燃氣(H2+C0) +爐渣...方程3
由此，碳原料和水蒸氣在爐芯外、爐體腔內燃燒反應產生作為產物的燃氣混合物 (H2+C0)，其可下行通過轉動爐排5底部的孔洞55而進入出渣系統32，進而進入設置于該出渣系統32內的燃氣輸出系統30中，然后產物燃氣經由產物燃氣輸出管向本發明燃氣發生器外輸出，最終供用戶使用。另一方面，方程2和3產生的爐渣下落通過轉動爐排5底部的孔洞55而進入出渣系統32，經排渣裝置322推動到排渣口 321，并最終排到燃氣發生器外。
需要進一步說明的是，爐頂蓋1對氣體基本上是密封的(例如進料推進裝置16例如螺桿與碳原料配合可以防止氣體逸出)；而爐底系統3除了燃氣輸出系統30外，其余部分亦對氣體基本上是密封的(例如排渣裝置322例如螺桿與爐渣配合可以防止氣體逸出)。 爐頂蓋1、爐體2和爐底系統3三者基本上構成了一個密閉系統。因此，在本發明燃氣發生器中，氣體運行是從進氣道(直接地或者經由混合氣進給盤6)進入爐芯，然后達到燃燒嘴 43燃燒，由此產生的產物燃氣下行到達爐底系統的燃氣輸出系統30而排出。另一方面，就固體和或液體物料的運行而言，碳原料經進料推進裝置16進入爐芯外的燃燒嘴43處進行燃燒，而水蒸氣經由水蒸氣進口 17進入爐芯外的燃燒嘴43處與碳原料一起燃燒分解，由此產生的爐渣下落到達爐底系統的出渣系統32而排出。由此，本發明第二方面提供了使用本發明第一方面所述燃氣發生器生產燃氣的方法，其包括以下步驟(a)將氧氣(例如空氣)和可燃氣體(例如氫氣和/或一氧化碳)預先混合，或者在混合氣進給盤6中混合，形成可直接點燃的可燃混合氣體(在本發明中，亦可稱為混合可燃氣體、混合氣體、可燃氣體等)，將該混合可燃氣體輸送到爐芯內腔41 ；(b)爐芯內腔41中的可燃混合氣體從爐芯的可燃氣體出口 42逸出，進入燃燒嘴 43部位，在此處，可燃氣體被點燃，產生熱量，任選的產生廢氣(H2CHCO2)；(c)將碳原料(例如煤炭)和水蒸氣從爐頂蓋1輸入到燃燒加熱反應室10，在步驟(b)產生的熱量作用下碳原料和水蒸氣反應生成產物燃氣(H2和CO)和爐渣，任選的，步驟(b)產生的廢氣(H2CHCO2)在碳原料和熱量作用下進行反應生成產物燃氣(H2+C0)和爐渣；(d)步驟(c)生成的產物燃氣下行進入置于爐底系統3內的燃氣輸出系統30中， 經捕集后經由產物燃氣輸出管輸出，成可供用戶使用產物燃氣；(e)步驟(c)生成的爐渣自行下落或經轉動爐排5推動下落，穿過轉動爐排5下底部的孔洞55進入爐底系統的出渣系統32，經由出渣系統32的排渣裝置322推動到排渣口 321并排出。由于本發明提供的是一種燃燒加熱反應爐式的燃氣發生器，因此該燃氣發生器亦可稱為燃氣發生爐，其各部件亦可稱為爐的部件，例如該燃氣發生器的圓桶狀主體殼可以稱為“爐體”，而用于提供碳原料和水蒸氣的燃氣發生器頂蓋亦可稱為爐頂蓋。下面結合附圖進一步描述本發明燃氣發生器的結構和/或工作原理以及使用本發明燃氣發生器生產燃氣的方法。如圖1所示，顯示了本發明一個實施方案的燃氣發生器的總體剖視圖。該燃氣發生器包括爐體2、爐頂蓋1、爐芯4、爐底系統3、轉動爐排5。在該實施方案中，燃氣發生器還可包括混合氣進給盤6 (在一個實施方案中，其不以不存在，而使氧氣與氫和/或一氧化碳在燃氣發生器外預先混合后直接輸入到爐芯4內)。在該實施方案中，燃氣發生器還可包括傳動構件，例如鏈條7、傳動齒輪8、和/或傳動軸9及相應配件構成。更具體地，該燃氣發生器包括(i)爐體2，其呈圓桶形狀；(ii)爐頂蓋1，其下沿與所述爐體2的上沿密封連接，并且包括碳原料進口 18和水蒸氣進口 17，所述碳原料進口 18用于向爐體內輸送碳原料(例如煤炭)，所述水蒸氣進口 17用于向爐體內輸送作為原料的水蒸氣；(iii)爐芯4， 其基本呈圓桶狀并與所述爐體2同軸安裝于爐體2內部，并且該爐芯4設置有至少一個可從其內部逸出可燃氣體的燃燒嘴43 ;(iv)爐底系統3，其用于支撐燃氣發生器的主體，并且包括爐底外體31、燃氣輸出系統30和出渣系統32 ； (ν)轉動爐排5，其呈與爐體2同軸設置的桶狀并且基本上貼近于所述爐體2的內壁，所述轉動爐排5與爐芯4 二者之間形成燃燒加熱反應室10 ；和任選的(vi)混合氣進給盤6，其設置于所述爐芯4底部并且與爐芯4的內腔41相通。在氧氣與氫和/或一氧化碳經混合后進入爐芯內部，再從燃燒嘴43逸出進入燃燒加熱反應室10點燃，產生熱量，該燃燒作用及其產生的熱量將碳原料和水蒸氣加熱反應形成氫和一氧化碳組成的產物燃氣，該產物燃氣下行進入爐底系統3的燃氣輸出系統 30而輸出。另外，由于碳原料例如煤下行后，與水蒸氣和熱量相互作用，在未完全燃燒反應時即容易粘結在燃燒加熱反應室內的壁上，因此轉動爐排5可防止這種持續的粘結而使本發明燃氣發生器持續地運行。如圖2所示，顯示了本發明一個實施方案的燃氣發生器的爐頂蓋的總體剖視圖。 該爐頂蓋1主要由蓋體12構成，其上部設置有進料斗11，該進料斗11可以用于盛裝碳原料。爐頂蓋1還包括進料推進裝置16，優選的實施方案中，所述進料推進裝置16的一端呈螺桿形狀，可以將碳原料連接/斷續地從進料斗11推入到碳原料進口 18，進而進入到燃氣發生器內部；進料推進裝置16的另一端可設置鏈輪15，以便通過鏈條7驅動進料推進裝置 16轉動。此外，該爐頂蓋還包括使所述進料推進裝置16固定的構件，例如緊固螺栓13和軸套體14。另外爐頂蓋1上設置的水蒸氣進口 17可以向燃氣發生器內輸入水蒸氣。此外，爐頂蓋1的下沿可與爐體2的上沿通過例如緊固件例如螺栓密封連接。如圖3所示，顯示了本發明一個實施方案的燃氣發生器的爐體的總體剖視圖。所述爐體2的上沿與所述爐頂蓋1的下沿通過例如緊固件例如螺栓密封連接(圖中未示出)。 另外，所述爐體2的下沿與所述爐底系統3的上沿通過例如緊固件例如螺栓密封連接(圖中未示出)。在一個實施方案中，在存在混合氣進給盤6的情況下，所述爐體2的下沿可以與所述混合氣進給盤6的上沿密封連接。在一個實施方案中，在存在混合氣進給盤6的情況下，所述爐體2的下沿與所述爐底系統3的上沿通過例如緊固件例如螺栓密封連接(圖中未示出)，而混合氣進給盤6設置在它們的內部。如圖4所示，顯示了本發明一個實施方案的燃氣發生器的爐底系統的總體剖視圖。所述爐底系統3包括爐底外體31、燃氣輸出系統30和出渣系統32。在一個實施方案中，所述爐底外體31的上沿與爐體2的下沿通過例如緊固件例如螺栓密封連接(圖中未示出)。在一個實施方案中，所述爐底外體31基本上形成倒三角錐形狀，構成出渣系統32的爐渣收集腔，由此，碳原料經燃燒加熱反應后形成的爐渣借重力下降落入上述倒三角錐的內腔空間。在一個實施方案中，所述出渣系統32的爐渣收集腔的底部設置有排渣口 321和排渣裝置322，所述排渣裝置322將出渣系統32所收集的爐渣推到排渣口 321，并最終排到燃氣發生器外。在一個實施方案中，所述排渣裝置322 —端呈螺桿形狀。在一個實施方案中，所述排渣裝置322設置于出渣系統32的底部。上述排渣裝置螺桿形狀一端的在旋轉時可以將其上部出渣系統32中的爐渣向排渣口 321推進，并最終排到燃氣發生器外。在一個實施方案中，所述排渣裝置322在另一端由傳動裝置(例如電機或主傳動渦桿38和變速器 34)帶動并沿其自身軸向旋轉(旋轉方向是通過螺桿向外推爐渣的方向)。圖4中還顯示了使變速器34、排渣裝置322、換向構件33、鏈輪39等固定在爐底系統上的固定件35。此外，圖4中還顯示了通過排渣裝置322和換向構件33而用于為轉動爐排5提供轉動動力的傳導件，例如與排渣裝置322垂直設置的傳動軸37以及由該傳動軸37驅動的傳動齒輪36， 而后者可帶動轉動爐排5的轉動傳導部M，使整個轉動爐排5在爐體內轉動。另外，圖4中還示出了燃氣輸出系統30其設置于出渣系統32的爐渣收集腔內。優選的實施方案中，所述燃氣輸出系統30設置于出渣系統32的爐渣收集腔內的上部。在一個實施方案中，所述燃氣輸出系統30包括產物燃氣捕集器和產物燃氣輸出管。該產物燃氣捕集器上設置有可供氣體進入的孔洞，產物燃氣下行到出渣系統32的爐渣收集腔中后，進入該孔洞而補充捕集，然后經由產物燃氣輸出管輸出，供用戶使用。優選的實施方案中，所述產物燃氣捕集器呈倒三角錐形或倒圓錐形并且其錐面或下底面具有可供氣體通過的孔洞， 從而落入到爐渣收集腔內的爐渣不會進入產物燃氣捕集器中，并且這種錐的形狀對于捕集產物燃氣也是非常有利的結構。如圖5所示，圖5左側是本發明一個實施方案的燃氣發生器的爐芯的總體剖視圖， 右側是其中一個燃燒嘴43的局部(a部)放大圖。如圖所示，本發明爐芯4基本呈圓桶狀。 在一個實施方案中，所述爐芯4的頂部基本呈三角錐狀。這種三角錐狀的好處是，從爐頂蓋 1降下的碳原料不至于堆積在所述爐芯上。爐芯4的柱體部分設置有至少一個可從其內部逸出可燃氣體的燃燒嘴43，所述燃燒嘴43包括可燃氣體出口 42。在本發明的一個實施方案中，爐芯4基本呈圓桶狀，并且所述燃燒嘴43設置于圓桶的桶壁；在一個實施方案中，所述燃燒嘴43設置于圓桶桶壁的上部。在一個實施方案中，所述爐芯4的內腔41與其底部可燃氣體進口(其可以是單獨設置，例如在沒有混合氣進給盤6的情況下；或者在設置有混合氣進給盤6的情況下，該可燃氣體進口可以是設置在混合氣進給盤6中的)相通。這種可直接燃燒的可燃氣體通過該可燃氣體進口進入所述爐芯4的內腔41，然后從爐芯4的可燃氣體出口 42和燃燒嘴43逸出，經點火后在爐芯4外、爐體2內，即燃燒加熱反應室10部位燃燒。燃燒嘴的局部(a部)放大圖清楚地顯示了燃燒嘴的結構，在一個實施方案中，可燃氣體從爐芯出來時是通過連續或不連續增加孔徑的通道路中出來的，例如圖中顯示，可燃氣體可從爐芯內腔41經可燃氣體出口 42逸出，到達爐芯外的燃燒嘴43部位。燃燒嘴43 包括可燃氣體出口 42，以及燃燒嘴外口 44。如上所述，可燃氣體從爐芯出來經過可燃氣體出口 42，再逸出到燃燒嘴外口 44，這個氣流通過的通路是一種連續或不連續增加孔徑的通路。為了避免碳原料堵塞燃燒嘴，在燃燒嘴本體46上，在燃燒嘴外口 44的內側，相鄰兩個燃燒嘴之間設置有通孔45。通孔45的設置有利于避免碳原料堵塞燃燒嘴。即，如果某一個或幾個燃燒嘴被碳原料堵塞，則可燃氣體可臨時經該通孔逸出到其它燃燒嘴外口 44逸出， 繼續燃燒，隨后隨著燃燒變完全，所堵塞的碳原料脫落，該被碳原料堵塞燃燒嘴恢復正常工作。另外，燃燒嘴可以是環狀設置于爐芯桶壁的外沿，即燃燒嘴本體46是環繞于爐芯桶壁外沿的凸起圈，可燃氣體出口 42是兩圈凸起之間的小孔或者縫隙，而通孔45是以一定尺寸或間距(這種尺寸或間距是本領域技術人員根據本說明書公開而容易設計的)分布于凸起圈中。或者，所述燃燒嘴是環狀設置于爐芯桶壁的外沿，即燃燒嘴本體46是環繞于爐芯桶壁外沿的凸起圈狀物，然而該凸起圈不同于以上實施方案之處是該凸起圈是不連續的或者是間斷的，例如在一圈中被間斷為2、3、4、5或者更多段。如圖6所示，圖6a是本發明一個實施方案的燃氣發生器的轉動爐排的總體剖視圖。圖6b是本發明一個實施方案的燃氣發生器的轉動爐排的俯視示意圖。所述轉動爐排 5包括轉動爐排本體51、內凸起52、設置于轉動爐排5桶狀底部外沿的轉動傳導部M、和設置于轉動爐排5桶狀底部內沿的轉動穩定部53。所述轉動爐排本體51的下底中央為一圓孔，其用于容置所述爐芯4;在該圓孔的外圍，轉動爐排本體51的下底設置有孔洞55，其可以用于使爐體內產生的爐渣下落而達到下部的爐底系統3，進而將爐渣排出；所述孔洞55 還可以使爐體內產生的產物燃氣下行而達到下部的爐底系統3，進而收集產物燃氣。所述內凸起52可以干擾所形成的爐渣在燃氣發生器內部的運行，即防止它們粘結在爐芯上或爐體腔內，而自行落入爐底系統3。另外，圖6c是本發明一個實施方案的燃氣發生器的轉動爐排的桶狀體內壁的示意圖，其中顯示了有多個孤立設置于桶狀體內壁的內凸起52，這些內凸起52基本上以螺母內螺紋的軌跡排列(圖中顯示的是桶狀體內壁的一半，因此僅是螺母內螺紋的軌跡的一半)。如圖7a所示，顯示了本發明一個實施方案的燃氣發生器的混合氣進給盤的總體剖視圖。所述混合氣進給盤6包括至少兩個原料氣體進口(例如兩個61、62)、可燃氣體混合腔63和可燃混合氣體進口 64。需要說明的是，在圖1的剖視圖中，對于視角的原因，其中僅顯示出一個原料氣體進口，另一個在該剖視圖中未顯示出。在一個實施方案中，所述混合氣進給盤6設置于所述爐芯4底部，并且其可燃氣體混合腔63與爐芯4內部通過可燃混合氣體進口 64相通。由此來自混合氣進給盤6的可燃氣體通過該可燃混合氣體進口 64進入所述爐芯4的內腔41。上述兩個氣體進口可向可燃氣體混合腔63中輸入不同的氣體，其中一個氣體進口輸入例如氧氣或空氣；另一個氣體進口輸入原料燃燒氣例如氫氣或一氧化碳或其混合物；在一個實施方案中，原料燃燒氣是氫氣與或一氧化碳的混合物；在一個實施方案中，該氫氣與或一氧化碳的混合物來自本發明燃氣發生器產生的產物燃氣；由此，在本發明燃氣發生器運行過程中，不需要外界另外提供原料燃燒氣，而只要向本發明燃氣發生器中輸入碳原料、水蒸氣并提供驅動轉動部件轉運的動力，即可基本上連續地用于生產產物燃氣。該混合氣進給盤6可以固定在爐芯4的底部并且使爐芯4形成一個密合空間；同時該混合氣進給盤6位于爐體2和爐底系統3之間，并提供爐渣和產物燃氣下行進入爐底系統3的通道。如圖7b所示，顯示了本發明一個實施方案的燃氣發生器的混合氣進給盤的俯視圖。圖中顯示了三個原料氣體進口(例如兩個進口 61，一個進口 62 ；例如可由進口 61通入空氣，由進口 62通入燃氣，或者相反)，還顯示了可燃氣體混合腔63，從進口 61和進口 62 進入的氣體在此處混合，然后經過通過可燃混合氣體進口 64進入爐芯4內部。此外，由于混合氣進給盤設置于爐體與爐底系統二者的法蘭盤之間，這兩個法蘭盤密封連接，連接件例如螺栓可穿過混合氣進給盤的穿孔65。另外，還可在該混合氣進給盤上設置通孔66，其可用于給傳動軸37提供傳動空間。此外，由于混合氣進給盤安裝后是基本上固定不動的， 因此可在其上盤面設置較大面積的扇狀通道67，其可為爐渣和產物燃氣提供向下運行的通道。再者，如圖所示，在可燃氣體混合腔63的外沿設置有一圈爐芯支撐68，該爐芯支撐68 可密封地支撐爐芯，使爐芯內部的底部僅通過可燃混合氣體進口 64與混合氣進給盤6相通，爐芯內部的中部和/或上部僅通過可燃氣體出口 42與燃燒加熱反應室10相通，從而使爐芯形成基本封閉的結構。這樣，混合氣進給盤6—方面可以向爐芯內輸送燃燒氣體，另一方面又可使形成的爐渣和產物燃氣自由下行到達爐底系統。在本發明一個實施方案中，不使用混合氣進給盤6，此時爐芯4的底部除了設置原料燃氣的進口外，爐芯的底部基本上是密閉的，上述進口以使預先混合的原料可燃氣體輸入到爐芯。如圖8所示，顯示了本發明一個實施方案的燃氣發生器的工作運行示意圖。圖中字母C表示碳原料，S表示水蒸氣，Q表示輸入用于燃燒的可燃混合氣體，Z表示產生的爐渣， q表示產物燃氣；另外，圖中粗的運行箭頭表示氣體運行路徑，粗的運行箭頭表示固體或水蒸氣的運行路徑；圖中包括字母C、S、Q的橢圓表示進行碳解水反應，在氣體Q燃燒產生的熱量下使碳和水分解，形成產物氣體混合物q (氫氣和一氧化碳)。具體地說，氧氣或空氣與燃燒氣體(例如氫氣和/或一氧化碳)二者在本發明燃氣發生器外預先混合后輸入到爐芯內腔，或者氧氣或空氣與燃燒氣體(例如氫氣和/或一氧化碳)二者分別通過混合氣進給盤6的不同進氣口進入混合氣進給盤6的可燃氣體混合腔63中，在此處混合后再進入到爐芯內腔。然后，爐芯內腔中的可燃混合氣體Q通過燃燒嘴中的孔洞進入爐芯外的燃燒加熱反應室10內，可燃混合氣體Q在此燃燒嘴處燃燒。燃燒產生的熱量與從爐頂蓋1供給并下行的碳原料C和水蒸氣S —起反應，形成產物燃氣q和燃燒完畢的爐渣Z。產物燃氣q從燃燒加熱反應室下行進入爐底系統3，并被燃氣輸出系統 30的產物燃氣捕集器捕集，進而輸送到產物燃氣輸出管，再向用戶輸送產物燃氣，該產物燃氣亦可分流一小部分，用于與氧氣/空氣混合以輸送到爐芯，用于本發明燃氣發生器的循環生產作業。另外，爐渣Z在自身重力作用下，或者在轉動爐排5的作用下，從燃燒加熱反應室下行進入爐底的出渣系統32，并被最終排出。根據本發明圖1所示的燃氣發生器，與 CN101121894A中圖1設計的燃氣發生器相比較，在二者的爐體尺寸相近的情況下，經連續工作M后綜合測試，本發明燃氣發生器用1公斤燃煤可轉化約0. 37公斤水，而現有燃氣發生器用1公斤燃煤可轉化約0. 23公斤水。此外需要說明的是，本發明盡管如上所述作了詳盡說明，然而根據本發明的精神，本領域技術人員可以提供諸多變型，例如，本發明的燃氣發生器可以在尺寸上放大或縮小以適宜不同的需要，例如民用或工業用需要。另外，相關部件的尺寸和比例亦是本領域技術人員根據本發明精神而容易調整的。這些變型或調整均在本發明的精神和范圍內。
權利要求
1.一種燃氣發生器，其特征在于包括 (i)爐體，其呈圓桶形狀；( )爐頂蓋，其下沿與所述爐體的上沿密封連接，并且包括碳原料進口和水蒸氣進口， 所述碳原料進口用于向爐體內輸送碳原料(例如煤炭)，所述水蒸氣進口用于向爐體內輸送作為原料的水蒸氣；(iii)爐芯，其基本呈圓桶狀并與所述爐體同軸安裝于爐體內部，并且該爐芯設置有至少一個可從其內部逸出可燃氣體的燃燒嘴，并且該爐芯的頂部基本呈三角錐狀；(iv)爐底系統，其用于支撐燃氣發生器的主體，并且包括爐底外體、燃氣輸出系統和出渣系統；(ν)轉動爐排，其呈與爐體同軸設置的桶狀并且基本上貼近于所述爐體的內壁，所述轉動爐排與爐芯二者之間形成燃燒加熱反應室；和(Vi)混合氣進給盤，其設置于所述爐芯底部并且與爐芯的內腔相通。
2.根據權利要求1的燃氣發生器，其特征在于所述爐體的上沿與所述爐頂蓋的下沿密封連接；和/或，所述爐體的下沿與所述爐底系統的上沿密封連接。
3.根據權利要求1至2任一項的燃氣發生器，其特征在于所述爐頂蓋的上部設置有進料斗和設置于該進料斗下部的進料推進裝置，所述進料推進裝置可將其上部進料斗中的碳原料向燃氣發生器內部推進。
4.根據權利要求1至3任一項的燃氣發生器，其特征在于 所述爐芯基本呈圓桶狀；和/或所述爐芯的柱體部分設置有至少一個可從爐芯內部逸出可燃氣體的燃燒嘴。
5.根據權利要求1至4任一項的燃氣發生器，其特征在于所述混合氣進給盤包括至少兩個原料氣體進口、可燃氣體混合腔和可燃混合氣體進口；和/或所述混合氣進給盤設置于所述爐芯底部，并且其可燃氣體混合腔與爐芯內部通過可燃混合氣體進口相通。
6.根據權利要求1至5任一項的燃氣發生器，其特征在于 所述爐底系統包括爐底外體、燃氣輸出系統和出渣系統；所述爐底外體基本上形成倒三角錐形狀，構成出渣系統的爐渣收集腔； 所述出渣系統的爐渣收集腔的底部設置有排渣口和排渣裝置，所述排渣裝置將出渣系統所收集的爐渣推到排渣口 ；和/或所述排渣裝置的一端呈螺桿形狀，其在旋轉時可以將其上部出渣系統中的爐渣向排渣口推進，并最終排到燃氣發生器外。
7.根據權利要求6的燃氣發生器，其特征在于所述燃氣輸出系統設置于出渣系統的爐渣收集腔內； 所述燃氣輸出系統設置于出渣系統的爐渣收集腔內的上部； 所述燃氣輸出系統包括產物燃氣捕集器和產物燃氣輸出管；所述燃氣輸出系統包括產物燃氣捕集器和與其連通并導向所述燃氣發生器外的產物燃氣輸出管；和/或所述產物燃氣捕集器呈倒三角錐形或倒圓錐形并且其錐面或下底面具有可供氣體通過的孔洞，從而落入到爐渣收集腔內的爐渣不會進入產物燃氣捕集器中。
8.根據權利要求1至7任一項的燃氣發生器，其特征在于所述轉動爐排，其呈與爐體同軸設置的桶狀并且基本上貼近于所述爐體的內壁；所述轉動爐排包括轉動爐排本體和內凸起；所述轉動爐排本體的下底設置有孔洞，其可以用于使爐體內產生的爐渣下落而達到下部的爐底系統；所述內凸起是分布在轉動爐排本體內壁的規則或不規則分布的凸出件；所述內凸起的分布基本上是呈螺母的內螺紋形狀的軌跡；所述轉動爐排包括轉動爐排本體、內凸起、和設置于轉動爐排桶狀底部外沿的轉動傳導部；和/或所述轉動爐排包括轉動爐排本體、內凸起、設置于轉動爐排桶狀底部外沿的轉動傳導部、和設置于轉動爐排桶狀底部內沿的轉動穩定部。
9.根據權利要求1至8任一項的燃氣發生器，其特征在于還包括帶動以下三者的動力裝置(例如電動機)設置在爐頂蓋上的所述進料推進裝置、設置在爐底系統中的所述排渣裝置、和轉動爐排；所述進料推進裝置、排渣裝置、和轉動爐排三者各自獨立地由動力裝置(例如電動機) 帶動，從而三者可以各自獨立地運轉；和/或所述進料推進裝置、排渣裝置、和轉動爐排三者可由同一動力裝置帶動。
10.使用權利要求1-9任一項所述燃氣發生器生產燃氣的方法，其包括以下步驟(a)將氧氣和可燃氣體在混合氣進給盤中混合，形成可直接點燃的可燃混合氣體，將該可燃混合氣體輸送到爐芯內腔；(b)爐芯內腔中的可燃混合氣體從爐芯的可燃氣體出口逸出，進入燃燒嘴部位，在此處，可燃氣體被點燃，產生熱量，任選的產生廢氣；(c)將碳原料和水蒸氣從爐頂蓋輸入到燃燒加熱反應室，在步驟(b)產生的熱量作用下碳原料和水蒸氣反應生成產物燃氣和爐渣，任選的，步驟(b)產生的廢氣在碳原料和熱量作用下進行反應生成產物燃氣和爐渣；(d)步驟(c)生成的產物燃氣下行進入置于爐底系統內的燃氣輸出系統中，經捕集后經由產物燃氣輸出管輸出，成可供用戶使用產物燃氣；(e)步驟(c)生成的爐渣自行下落或經轉動爐排推動下落，穿過轉動爐排下底部的孔洞進入爐底系統的出渣系統，經由出渣系統的排渣裝置推動到排渣口并排出。
全文摘要
本發明涉及碳解水式燃氣發生器及燃氣生產工藝。本發明的碳解水式的燃氣發生器包括爐體、爐頂蓋、爐芯、爐底系統、轉動爐排和混合氣進給盤。本發明的燃氣發生器構造簡單并且燃氣生產效率高。
文檔編號C10J3/20GK102352267SQ201110258688
公開日2012年2月15日 申請日期2011年9月5日 優先權日2011年9月5日
發明者張一波 申請人:張一波