[发明专利]热回收式燃气制备系统及其燃气制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃气制备系统，特别是涉及一种热回收式燃气制备系统 及其燃气制备方法，其基于气流床气化及废锅热量回收技术。

背景技术

我国分布广泛的建筑、建材、交通、陶瓷、玻璃、冶金、机械制造和轻 纺等行业每年需要大量的工业燃气，用于加热各种窑、炉或直接加热产品或 半成品。其中，作为工业燃气重要来源的天然气由于其供应能力和需求的增 长不匹配，以及国内天然气资源有限，造成国内天然气供应紧张，特别是各 相关企业用气很难保证稳定供应。因此，采用燃气制备技术制备人工燃气， 成为满足国内日益增长的工业燃气需求的另一条重要途径。

目前，我国生产的人工燃气主要采用传统的常压固定(移动)床气化炉 技术。在现有的人工燃气生产中，常压固定(移动)床气化技术普遍地存在 着气化煤种要求高、煤粒度大(块煤)、气化效率低、气化强度低、能耗大、 煤气热值低、环境污染大、三废治理差等问题。尽管长期以来针对此类气化 炉结构进行了多项改进，自动控制水平也有很大提高，三废治理也作出了一 定的成绩，然而气化技术没有根本性的突破，上述问题未能得到彻底解决。

由上可知，我国工业燃气应用范围广，需求总量巨大，现有人工燃气制 备技术落后，气化煤种和粒度要求高，环境污染严重。因此迫切需要一种低 成本、清洁高效的燃气制备技术来替代现有技术。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中人工燃气制备技术落 后，气化煤种和粒度要求高，环境污染严重的缺陷，提供一种热回收式燃气 制备系统及其燃气制备方法，其成本低、效率高且不污染环境。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种热回收式燃气 制备系统，其特点在于，其包括：一气流床气化炉、一与所述气流床气化炉 的顶部相连的废热锅炉，及一与所述气流床气化炉的底部相连的锁斗；

所述气流床气化炉设有至少两个内设一个二次给氧喷嘴的二次给氧喷 嘴室，所述二次给氧喷嘴室分别位于一内设一个工艺喷嘴的工艺喷嘴室的下 方，并对称布置于所述气流床气化炉的主体的四周。

二次给氧喷嘴和二次给氧喷嘴室的设置可以调整进入气化炉的氧气分 布，从而降低工艺喷嘴的氧化剂量，并适当提供二次氧化剂量来提高排渣口 熔渣的温度，保证液态熔渣的顺利流出。此外，采用二次给氧喷嘴还可以降 低氧化剂的消耗和原料的消耗。

其中，经过气化后的高温燃气进入废热锅炉回收显热，可以进一步降低 燃气的温度，提高冷燃气的生成效率。

较佳地，所述废热锅炉自上而下设置一过热段水冷壁和一蒸发段水冷 壁，在所述过热段水冷壁的表面和所述蒸发段水冷壁的表面均设置一积灰清 除装置。

较佳地，所述积灰清除装置采用气体吹扫或机械振打。

这样，废热锅炉内燃气中的部分飞灰可沉积在水冷壁表面，从而进一步 降低燃气的含尘量。积灰清除装置可以及时去除水冷壁表面的飞灰，有效防 止传热效率的下降。

较佳地，所述工艺喷嘴室的轴线与所述气化炉主体径向的夹角α为 0°～45°；所述工艺喷嘴室的轴线与所述气化炉主体轴线的夹角β为60°～120°。

较佳地，所述工艺喷嘴的轴线与所述工艺喷嘴室的轴线在水平面上的夹 角r为0°～20°，在垂直面上的夹角δ为0°～20°。

较佳地，所述二次给氧喷嘴室的轴线与所述气化炉主体径向的夹角ε为 0°～45°；所述二次给氧喷嘴室的轴线与所述气化炉主体的轴线的夹角ζ为 60°～120°。

较佳地，所述二次给氧喷嘴的轴线与所述二次给氧喷嘴室的轴线在水平 面上的夹角η为0°～20°，在垂直面上的夹角θ为0°～20°。

通过工艺喷嘴和工艺喷嘴室、二次给氧喷嘴和二次给氧喷嘴室角度的设 置与匹配，可以在炉内形成撞击流来强化混合(热质传递)过程，并在炉内 形成不同强度的旋流流场，从而达到良好的工艺与工程效果，有效气体成分 高、碳转化率高。

本发明还提供了一种采用上述热回收式燃气制备系统的燃气制备方法， 其包括：将含碳物质、氧化剂和蒸汽由所述工艺喷嘴室通入所述气流床气化 炉内进行气化反应；

其特点在于，所述方法还包括：在所述气化反应过程中对所述二次给氧 喷嘴室通入氧化剂，促进进一步的气化反应；反应生成的燃气往上经所述气 流床气化炉的顶部进入所述废热锅炉进行热回收；生成的液态渣向下由所述 锁斗排出。