一種帶輥式爐排的氣化室及氣化方法與流程

本發明涉及的是一種氣化設備及氣化方法，特別是涉及一種帶輥式爐排的氣化室及氣化方法。

背景技術：

小型鏈條爐或往復推飼爐在運行時，從進料口加入煤倉的煤隨爐排的運動進入爐膛燃燒，容易導致煤層燃不完全，灰渣含碳量高。若煤的熱值低，則容易出現斷火現象；若煤的揮發分高，則大量揮發出來的可燃氣體未燃盡就排放，造成污染。

隨著公眾對大氣環境污染的重視，燃煤的工業鍋爐、小鍋爐的污染也面臨更嚴峻的治理或關停壓力，因此潔凈煤利用技術得到越來越多的重視。原煤進入爐膛燃燒前氣化預燃也是煤清潔利用的一種方式。

煤氣化能夠提供清潔的可燃氣作為燃料或者原料，往往被視為煤清潔利用的重要方式。目前常用的氣化爐形式有固定床、流化床和氣流床。移動床往往屬于固定床的一種。

而常規的氣化爐對煤的灰熔點、水分、粒度等特性均有要求；一般需備用熱源；粗煤氣中含有焦油、苯和酚等，廢氣、廢水處理成本高；制取煤氣的過程存在安全隱患。

技術實現要素：

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種帶輥式爐排的氣化室及氣化方法。

本發明是通過如下技術方案實現的：

一種帶輥式爐排的氣化室，包括殼體、設置在殼體上端的進料口、氣化爐排、氣化氣出口和設置在殼體底部的底部爐排；所述殼體中部從上到下還依次設置有檢查門和氣化布風系統；所述氣化爐排布置在氣化布風系統下方；所述氣化氣出口布置在氣化爐排下方，設置在與檢查門相對一側的殼體上；所述氣化爐排包括固定的中心軸和圍繞中心軸旋轉的爐排筒。

另一種技術方案為，一種帶輥式爐排的氣化室，包括殼體、設置在殼體上端的進料口、氣化爐排和氣化氣出口；所述殼體中部從上到下還依次設置有檢查門和氣化布風系統；所述氣化爐排布置在氣化布風系統下方；所述氣化氣出口布置在氣化爐排下方，設置在與檢查門相對一側的殼體上；所述氣化爐排包括固定的中心軸和圍繞中心軸旋轉的爐排筒；所述殼體底部為傾斜設置，殼體底部最低處設置出渣口。

上述技術方案中，所述中心軸兩端固定在殼體上，中心軸內部采用風冷或者水冷的方式冷卻。爐排筒外表面為齒狀，齒高δ為5~10mm。

上述技術方案中，所述氣化爐排在殼體同一高度布置2個以上，相鄰兩個氣化爐排之間的最小間距l為爐排筒外輪廓直徑d的0.1~1倍。

上述技術方案中，氣化布風系統在殼體內設置n個布風孔，n≥1。

本發明提供的一種帶輥式爐排的氣化室的氣化方法，其特征在于，該方法包括：

部分直徑10~50mm的固體燃料從殼體上端的進料口進入氣化室殼體，停留在氣化爐排上；

點燃上述固體燃料，使氣化室殼體內溫度達550℃以上，然后繼續從進料口加入固體燃料，至氣化爐排上方殼體內空間充滿或半充滿；

氣化氣由氣化布風系統經布風孔送入殼體，使固體燃料逐漸氣化；固體燃料氣化過程中，從進料口間歇或連續加入固體燃料；

通過中心軸固定在殼體上的氣化爐排的爐排筒在固體燃料氣化過程中持續繞中心軸旋轉，使得固體燃料氣化過程中產生的殘渣、殘碳在氣化爐排的擾動下及時掉落殼體下方；殘碳在下落過程中進一步氣化。

本發明提供的一種帶輥式爐排的氣化室的氣化方法，其特征還在于：

所述氣化室殼體底部設置有底部爐排，氣化后的殘渣、殘碳掉落到殼體底部的底部爐排上燃燒，底部爐排作為后續燃燒裝置的一部分，同時將殘渣、殘碳送入后續的燃燒裝置燃燒；固體燃料氣化產生的氣化氣通過殼體下端的氣化氣出口也進入后續的燃燒裝置燃燒；

或者，所述氣化室殼體底部為傾斜設置，氣化后的殘渣、殘碳掉落到殼體底部，順著傾斜設置的底部最低處出渣口排出殼體；固體燃料氣化產生的氣化氣通過殼體下端的氣化氣出口進入后續凈化收集裝置。

上述氣化方法中，上述相鄰兩個氣化爐排之間的最小間距為0.1~1倍的爐排筒的外輪廓直徑，且該最小間距大于等于固體燃料直徑，部分固體燃料直接落入氣化爐排下方空間氣化、燃燒。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：氣化爐排的設置，使得氣化過程具有擾動強、大顆粒固體燃料氣化效果好、不易結焦等優點；而氣化室作為預燃室，提升了后續燃燒裝置的燃料適應性，減少了煙氣排放產生的污染。

附圖說明

圖1是本發明所涉及的一種帶輥式爐排的氣化室示意圖。

圖2是本發明所涉及的一種帶輥式爐排的氣化室另一種技術方案示意圖。

圖3是本發明所涉及的一種帶輥式爐排的氣化室的氣化爐排中心軸示意圖。

圖4是本發明所涉及的一種帶輥式爐排的氣化室的氣化爐排結構示意圖。

圖中：1－殼體；2－進料口；3－氣化爐排；4－中心軸；5－氣化布風系統；6－檢查門；7－氣化氣出口；8－底部爐排；9－爐排筒；10－布風孔；11－出渣口。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明的具體結構、運行方法和實施方法進行詳細論述。

如圖1所示的一種技術方案，本發明所述氣化室包括殼體1、設置在殼體1上端的進料口2、氣化爐排3、氣化氣出口7和設置在殼體1底部的底部爐排8；所述殼體1中部從上到下還依次設置有檢查門6和氣化布風系統5。

圖2為本發明的另一種技術方案，該技術方案中，本發明所述氣化室包括殼體1、設置在殼體1上端的進料口2、氣化爐排3和氣化氣出口7；所述殼體1中部從上到下還依次設置有檢查門6和氣化布風系統5；殼體1底部為傾斜設置，殼體底部最低處設置出渣口11。

氣化布風系統5在殼體1內為風管或風箱結構，上面設置n個布風孔10，n≥1。空氣、蒸汽等氣化氣從布風孔10送入殼體，與固體燃料進行氣化反應，同時起強化通風作用。

檢查門6布置在氣化布風系統5上方，便于觀察氣化室內氣化情況和清渣清焦檢修。

所述氣化爐排3布置在氣化布風系統5下方；氣化爐排3為輥式爐排，包括固定的中心軸4和圍繞中心軸4旋轉的爐排筒9。如圖3所示，所述中心軸兩端固定在殼體上。為防止固體燃料氣化形成的高溫對氣化爐排造成變形損壞，中心軸4內部采用風冷或者水冷的方式冷卻。

如圖4所示爐排筒9外表面為齒狀，齒高δ為5~10mm。為了防止熱應力損傷，固定的中心軸4和圍繞中心軸4旋轉的爐排筒9之間有一定的間隙。

所述氣化爐排3在殼體1同一高度布置2個以上，相鄰兩個氣化爐排3之間的最小間距l為0.1~1倍的爐排筒9的外輪廓直徑d，即l=(0.1~1)d。

所述氣化氣出口7布置在氣化爐排3下方，設置在與檢查門6相對一側的殼體1上。

當殼體1底部設置底部爐排8，本發明所述氣化室作為預燃室，產生的殘碳、殘渣和氣化氣繼續燃燒。氣化室可以間歇運行或連續運行，因此使用殼體1底部設置底部爐排8的氣化室的間歇運行方法包括：

部分直徑10~50mm的型煤或塊煤或其它成型燃料等固體燃料從殼體1上端的進料口2進入氣化室殼體1，停留在氣化爐排3上；

點燃上述型煤或塊煤或其它成型燃料等固體燃料，使氣化室殼體1內溫度達550℃以上，然后繼續從進料口2加入固體燃料，至氣化爐排3上方殼體1內空間充滿；

氣化氣由氣化布風系統5經布風孔10送入殼體1，使固體燃料逐漸氣化；固體燃料氣化過程中，通過檢查門6觀察殼體1內燃料情況，從進料口2間歇加入固體燃料；

通過中心軸4固定在殼體1上的氣化爐排3的爐排筒9在固體燃料氣化過程中持續繞中心軸4旋轉，使得固體燃料氣化過程中產生的殘渣、殘碳在氣化爐排3的擾動下及時掉落殼體1下方；殘碳在下落過程中進一步氣化；

氣化后的殘渣、殘碳掉落到殼體1底部的底部爐排8上燃燒，底部爐排8作為后續燃燒裝置的一部分，同時將殘渣、殘碳送入后續的燃燒裝置燃燒；固體燃料氣化產生的氣化氣通過殼體1下端的氣化氣出口7也進入后續的燃燒裝置燃燒。

上述過程中，相鄰兩個氣化爐排3之間的最小間距為0.1~1倍的爐排筒9的外輪廓直徑，且該最小間距大于等于固體燃料直徑，部分固體燃料直接落入氣化爐排3下方空間氣化、燃燒。

使用殼體1底部設置底部爐排8的氣化室的連續運行方法包括：

部分直徑10~50mm的型煤或塊煤或其它成型燃料等固體燃料從殼體1上端的進料口2進入氣化室殼體1，停留在氣化爐排3上；

點燃上述型煤或塊煤或其它成型燃料等固體燃料，使氣化室殼體1內溫度達550℃以上，然后繼續從進料口2加入固體燃料，至氣化爐排3上方殼體1內空間半充滿；

氣化氣由氣化布風系統5經布風孔10送入殼體1，使固體燃料逐漸氣化；固體燃料氣化過程中，從進料口2連續加入固體燃料；

通過中心軸4固定在殼體1上的氣化爐排3的爐排筒9在固體燃料氣化過程中持續繞中心軸4旋轉，使得固體燃料氣化過程中產生的殘渣、殘碳在氣化爐排3的擾動下及時掉落殼體1下方；殘碳在下落過程中進一步氣化；

氣化后的殘渣、殘碳掉落到殼體1底部的底部爐排8上燃燒，底部爐排8作為后續燃燒裝置的一部分，同時將殘渣、殘碳送入后續的燃燒裝置燃燒；固體燃料氣化產生的氣化氣通過殼體1下端的氣化氣出口7也進入后續的燃燒裝置燃燒。

上述過程中，相鄰兩個氣化爐排3之間的最小間距為0.1~1倍的爐排筒9的外輪廓直徑，且該最小間距大于等于固體燃料直徑，部分固體燃料直接落入氣化爐排3下方空間氣化、燃燒。

當殼體1底部為傾斜設置時，本發明所述氣化室作為獨立的氣化裝置，氣化方法包括：

部分直徑10~50mm的固體燃料從殼體1上端的進料口2進入氣化室殼體1，停留在氣化爐排3上；

點燃上述固體燃料，使氣化室殼體1內溫度達550℃以上，然后繼續從進料口2加入型煤，至氣化爐排3上方殼體1內空間充滿（間歇運行）或半充滿（連續運行）；

氣化氣由氣化布風系統5經布風孔10送入殼體1，使固體燃料逐漸氣化；固體燃料氣化過程中，從進料口2間歇或連續加入固體燃料；

通過中心軸4固定在殼體1上的氣化爐排3的爐排筒9在固體燃料氣化過程中持續繞中心軸4旋轉，使得固體燃料氣化過程中產生的殘渣、殘碳在氣化爐排3的擾動下及時掉落殼體1下方；殘碳在下落過程中進一步氣化；

氣化后的殘渣、殘碳掉落到殼體1底部，順著傾斜設置的底部最低處出渣口11排出殼體；固體燃料氣化產生的氣化氣通過殼體1下端的氣化氣出口7進入后續凈化收集裝置。