[实用新型]燃煤减排SO2、NO、CO2液态排渣气化炉

说明书

技术领域

本实用新型燃煤减排SO₂、NO、CO₂液态排渣气化炉是一种采用空气作气化剂把煤气化成低热值环保可燃气体的气化装置。 

背景技术

本实用新型燃煤减排SO₂、NO、CO₂液态排渣气化炉的目的：要改变当前煤在直接燃烧过程中产生有害人类生存环境的污染气体，该气化装置可以在煤的气化过程中抑制生成这些污染气体。采用结构简单紧凑可以普及取代当前大量工业锅炉上还直接燃煤的燃烧装置。 

发明内容

本实用新型燃煤减排SO₂、NO、CO₂液态排渣气化炉主要有：贮煤斗、气化室、水套、气化剂喷管、集渣斗、支脚组成，其主体结构是由钢板焊制成园柱体的气化室，外侧是水套来冷却气化室。煤通过输送机械由气化炉顶部加入，液态渣在气化炉底部流入渣池，气化剂(空气、CO₂)在气化室下侧四周由数个喷管送入，制成煤气由气化室上侧引出，配上二次风直接送入锅炉炉膛点燃燃烧。 

本实用新型燃煤减排SO₂、NO、CO₂液态排渣气化炉气化过程的机理： 

气化过程是在气化室内完成，通常气化层分成五个层面；加热干燥层、干馏层、还原层、氧化层、灰渣层。煤经由贮煤斗进入气化室后，与从下面上来的热气体接触被逐步加热得到干燥放出水份。温度进一步升高达到热分解后开始干馏反应释放出挥发物、焦油、干馏煤气，煤经过干馏后基本变为固定碳。气化剂是在氧化层面段由喷管送入后与固定碳发生氧化反应： 

C+O₂→CO₂+Q 

这是一个放热反应(+Q)，整个气化室内煤的加热干燥、干馏、各气化反应所需要的热量全是由它来提供的。由于气化反应是在低氧条件下(不完全燃烧)进行的，在氧化层气化剂空气中的氧在反应后基本耗尽，此时在氧化层生成的CO₂进入上一层已被氧化反应热加热成灼热的固定碳进行还原反应： 

CO₂+C→2CO-Q 

这是一个吸热反应(-Q)，在还原层氧化层产生的高温被还原吸热反应逐步降温。在还原层还原生成的CO是煤气的主要可燃成份，继续向上，其热量传递给上面的干馏层、干燥层得到进一步降温后经由煤气出口接管引入锅炉燃烧。固定碳在氧化层反应完成后形成最后一层灰渣层，在高温下融熔成液态渣排出，气化炉的煤层逐步下移，贮煤斗的煤以自重进入气化室，形成一个连续的气化反应制气过程。 

由于气化炉要求灰渣以液态排出，而一般灰渣熔点要在1500℃左右，为此在加煤 时掺入一定比例的石灰石(CaCO₃)，石灰石经炉内焙烧可生成氧化钙(CaO)： 

750℃ 

CaCO₃--→CaO+CO₂

CaO是一种助熔剂，一般灰渣的主要成份是氧化硅(SiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)在炉内高温下与CaO作用可生成硅酸钙(CaO·SiO₂)、铝酸钙(CaO·Al₂O₃)它们又互相作用生成熔点低的共熔物，在CaO添加量7-10％其熔点可在1400℃以下。 

CaO又是脱硫剂，其脱硫反应过程： 

煤含有硫在气化过程中有二种反应；一.由炉外喷管送进来的气化剂空气中带有一定的水份以及煤本身中残留水份在灼热的碳层分解而得氢(H₂)，当H₂进入上一层还原层，按化学原理：在还原性质的介质中H₂可与煤中硫反应生成硫化氢气体(H₂S)：S+H₂→H₂S，由于还原层的温度正适合H₂S与CaO反应要求可生成硫化钙(CaS)： 

600-900℃ 

H₂S+CaO-→CaS+H₂O 

二.如煤中硫在氧化层已反应成SO₂遇到CaO，可以反应生成硫酸钙(CaSO₄)： 

CaO+SO₂+1/2O₂→CaSO₄