專利名稱：熱煤氣發生爐的制作方法
技術領域：
本實用新型提供一種生產氣化煤氣的熱煤氣發生爐。
在當前工業燃料仍然以煤為主的階段，采用發生爐制取煤氣，則是較好地利用煤的方式之一，現有的常壓移動床式氣化爐形式較多，但因受其結構的影響，對所用原料的種類，物理特性要求比較嚴格，還不能廣泛推廣應用。例如機械強度小和熱穩定性差的原料對移動床式氣化爐操作極為不利；又如弱粘結性原料只能在帶攪拌器的發生爐中氣化；強粘結性原料一般不宜用于移動床氣化。對于一體式氣化爐爐體，因煤的干餾產物被熱裂解，降低了煤氣質量和煤氣生產率，同時還會因氣化劑氣流分布的不均勻，“燒穿”煤層而降低產氣量。現有氣化爐排渣系統的維修，必須將其上部的爐體拆除才能進行操作，其傳動機構在灰室內不封閉，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、煤氣質量好、煤氣生產率高、便于維修和操作的煤氣發生爐，已成為當前急待解決的課題。
本實用新型的目的是提供一種改進的熱煤氣發生爐，它不僅對煤種的適應能力強，消煙除塵效果好，而且可明顯提高煤氣質量和產率，減少氣化過程中原料的損失。
本實用新型的目的是這樣實現的該裝置利用加料煤斗進行機械加煤，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。上爐體中的內爐壁與底座均為耐火材料預制件，外爐壁用硅酸鋁耐火纖維材料制成。外爐壁、底座與內爐壁間形成環形空腔，該空腔通過底座上的通孔與下爐體內腔連通。下爐體為內腔呈鼓形的水夾套，其由立柱固定于水泥基礎上，爐底由機械排渣系統、鼓風系統及機械除灰系統三部分組成。其中機械排渣系統中的爐柵采用偏心塔形豎向排列爐條結構，用托輥裝置支撐的底爐盤采用砂封密封，并通過電機驅動傳動裝置轉動，使底爐盤在轉動中不漏灰、不漏氣，氣化劑由鼓風系統進氣管引入，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。機械除灰系統則采用一般的鏈條刮板式或螺旋式除灰裝置。
由于本實用新型爐體由帶有內爐壁的上爐體和內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行，煤中的揮發分不易被裂解，不但可提高煤氣質量，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“燒穿”現象，當熱煤氣由上爐體底座通孔進入環形空腔時，進入內爐壁內的煤被干燥和干餾。與此同時，內爐壁的溫度可高于煤的溫度，從而避免在干餾過程中粘結內爐壁上。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有的煤氣發生爐那樣嚴格，底爐盤采用砂封密封，傳動裝置處于封閉狀態，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、穩定爐溫，而且部分碳原子循環利用，能進一步提高原料的利用率。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述
圖1是本實用新型一種具體結構的縱向剖視圖。
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
圖1～4詳細說明本實用新型的具體結構和工作情況。該裝置包括機械加煤的加料煤斗14、爐體和爐底。其中爐體由上爐體7和下爐體9兩部分構成。爐底由機械排渣系統、鼓風系統和機械除灰系統組成。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聯動，當煤斗14提升到接近煤倉2時，砂封蓋1開啟，煤斗14離開煤倉2時，砂封蓋1關閉，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后，配重34便將料鐘3復位，封住煤倉口，防止煤氣外溢。上爐體7的上部設有煤氣引出管31，煤倉2固定在上爐體7的爐蓋4上，爐蓋4上還設有探火門和防爆孔33，上爐體的內爐壁5與底座8均為耐火材料預制件，外爐壁6用硅酸鋁耐火材料制成。內爐壁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，將二者內徑對齊。外爐壁6、底座8與內爐壁5間形成環形空腔，該環形空腔通過底座8上的通孔與下爐體9內腔連通。內爐壁5上部預留有矩形通孔，使內爐壁5的內腔與其外部的環形空腔相通。下爐體9為內腔呈鼓形的水夾套，其由四根立柱固定于水泥基礎23上。下爐體9除支撐上爐體7外，其上還設有點火門、水夾套檢查孔排污孔。水夾套內液體通過上、下引出管與外部水箱32相通。爐底的排渣系統包括采用偏心塔形豎向排列爐條結構的爐柵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。當電機27轉動時，驅動由小皮帶輪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構成砂封密封。當砂封槽12隨底爐盤11轉動時，砂刀30始終浸在砂中，保證不漏灰、不漏氣。托輥裝置16、電機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內腔落入水封池內，由鏈條刮板式或螺旋式除灰裝置22，運送到地面運走。鼓風系統由鼓風機、氣化劑進氣管24、水封風筒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，提高產氣率，爐底排渣系統中的底爐盤11下面支撐的托輥裝置16可以移動。當卸下電機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等部件也同時脫離開下爐體9的底面。爐體座架20沿水泥基礎23上的預留槽軌道可移至爐體外。這種結構為爐底排渣系統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，再不必象現有發生爐那樣，拆除爐體了。
操作時，煤由煤斗14進入密封煤倉2，再經料鐘3呈傘形均勻散入圓筒形內爐壁5中。含有氧氣、水蒸汽及廢煙氣(主要成份為CO2)的氣化劑從爐底進氣管24，經由爐柵10進入爐體9中，氣化劑首先與鼓形水夾套內腔中的熱爐渣接觸。受到加熱并沿內腔擴散上升時，氣化劑分布均勻，可有效地避免爐壁附近煤層被“燒穿”同時，氣化劑上升至氧化層時，便與煤發生氧化及還原反應，產生煤氣。其反應方程式如下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氧化反應溫度可達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，還有水蒸汽、二氧化碳與熾熱的炭之間的還原吸熱反應。在還原反應層，主要進行的是④、⑤、⑥式的反應。可使爐溫均恒、穩定。
在鼓形水夾套內腔生成的煤氣不含煤中原存的揮發物，可稱為“凈煤氣”。凈煤氣上升到內腔頂部，一部分進入內爐壁5內腔，為內腔內煤提供干餾熱量，一部分經上爐體7的底座8預留孔進入外爐壁6、底座8與內爐壁間形成的環形空腔(此時煤氣溫度為600～700℃)這部分煤氣在環形空腔上升過程中從外部對爐壁5進行加熱，此熱量一是使內爐壁5空腔內受到干燥和干餾，同時使爐壁溫度高于煤炭溫度以防止煤炭在干餾過程中粘結在內爐壁5內壁上。
內爐壁5內腔上部，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，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爐壁5底部進入的熱凈煤氣的加熱，煤炭的溫度逐漸上升，達350℃左右開始析出熱解產物，生成大量氫、甲烷、不飽和烴和低溫焦油，此狀態在500～600℃結束，煤開始變焦。進入內爐壁5內腔的熱凈煤氣在上升過程中逐漸降溫并與煤中的揮發物、干餾煤氣、低溫焦油混合，到達內腔上部時，溫度范圍為100～150℃，從爐壁預留的矩形通孔中引出與環形空腔處的熱凈煤氣相遇，低溫焦油霧再度被加熱氣化，經爐頂煤氣引出管在500～600℃下引出爐外。
煤在內爐壁5內逐漸完成了干燥、干餾熱解，直到半焦化過程，落入水夾套內腔時(約達600～700℃)煤中的揮發物已徹底去除，煤呈半焦狀態，其繼續緩慢下降，半焦狀態的煤繼續被加熱(800～1000℃)，煤進一步被焦化，到達氧化層(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、系統熱效率較高外，對煤種、煤的粒度均勻性要求也不象一般煤氣發生爐那樣嚴格。其煤種不限、粒度為中，小塊即可。特別是煤進入爐內，首先被緩慢地干餾，焦化后再氣化，其干餾揮發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，煤氣總管內不結垢(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1500～1700千卡／標米3。
權利要求1.一種熱煤氣發生爐，包括加料煤斗、裝有密封煤倉的爐體以及由機械排渣系統、鼓風系統和機械除灰系統組成的爐底，其特征在于所述爐體由上爐體和下爐體組成，上爐體中的內爐壁與底座均為耐火材料預制件，下爐體為內腔呈鼓形的水夾套，由立柱固定于水泥基礎上，機械排渣系統中的爐柵采用偏心塔形豎向排列爐條結構，用托輥裝置支撐的底爐盤采用砂封密封。
專利摘要本實用新型提供一種生產氣化煤氣的發生爐。該裝置包括加料煤斗、裝有密封煤倉的爐體以及由機械排渣系統、鼓風系統和機械除灰系統組成的爐底，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行，煤中的揮發分不易被裂解，不但可提高煤氣質量，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能力強，產氣率高、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 優先權日1988年8月30日
發明者呂德貞 申請人:呂德貞