[发明专利]外热式水煤气气化装置

说明书

技术领域

本发明涉及煤制气的技术，特别是利用无烟炭制水煤气的外热式水煤气气化装置。

背景技术

水煤气是水蒸气通过与灼热的无烟煤或焦炭作用而得的一种低热值煤气，主要成分为氢气和一氧化碳，碳与蒸汽主要发生如下的水煤气反应：

C+H2O===（高温）CO+H2

以上反应为吸热反应，因此必须向气化炉内供热。通常，先送空气入炉，烧掉部分燃料，将热量蓄存在燃料层和蓄热室里，然后将蒸汽通入灼热的燃料层进行反应。由于反应吸热，燃料层及蓄热室温度下降至一定温度时，又重新送空气入炉升温，如此循环。

目前工业上，水煤气的生产一般采用间歇周期式固定床生产技术。炉子结构采用UGI（以美国联合气体改进公司（United Gas Improvement Compan命名）气化炉的型式，它的优点是设备简单，易于操作；缺点是：因常压操作生产强度低，生产需要高压的合成气时能耗高，生产效率低，每平方米炉膛面积的水煤气发生量约1000m3／h,对煤种要求比较严格，通常须采用有一定粒度要求的无烟煤或焦炭，采用间歇操作时工艺管道比较复杂。对于UGI气化炉，国家已明令禁止新上固定层间歇气化工艺（UGI），国家发改委2006年7月7日《国家发展改革委关于加强煤化工项目建设管理促进产业健康发展的通知》（发改工业1350号）中对此有明确的要求，从长远看，由于UGI气化本身的原料受限性、技术落后及环保问题，急需被先进的煤气化技术所替代。

本发明人长期对水煤气气化的技术工艺的研究，创新一套利用低阶煤（褐煤）热解后的无烟炭来生产水煤气的全新技术，本发明当然也适用于的无烟煤或焦炭生产水煤气技术。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供了一种结构简单，水煤气产量大，生产合成气时能耗低的外热式水煤气气化装置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：外热式水煤气气化装置，包括气化装置、物料降温室、蒸汽进入通管、热气加热式蒸汽发生装置、水煤气导出装置，所述的气化装置设置在炉体中部，包括气化室、外燃气加热装置、内燃气加热装置、气体换向装置、中心支撑弓；气化室是由耐火导热材料制成的内环墙和外环墙构成的一个环状空间，气化室顶部与入炉布料通道相通，围绕在气化室外环墙环外为外燃气加热装置，气化室内环墙环内为内燃气加热装置，其中外燃气加热装置由至少一组结构相同关联的第一燃气加热器、第二燃气加热器构成，内燃气加热装置由至少一组相同联相第三燃气加热器、第四燃气加热器构成；

所述的第一燃气加热器包括包括第一燃烧室、第一煤气进入支管和第一蓄热换热器，第一煤气进入支管穿过炉体外墙通到第一燃烧室中，第一燃烧室是由耐火材料砌成的炉体外墙、耐火导热材料砌成的气化室外环墙和外火道隔墙围成一个相对封闭的煤气燃烧火道，第一蓄热换热器包括第一蓄热腔、第一蓄热体、第一空气进入支管和第一燃烧废气排出支管；第一蓄热腔设置在炉体外墙中，第一蓄热体设置第一蓄热腔中，第一蓄热腔一端通向第一燃烧室底部，另一端分别接有第一空气进入支管和第一燃烧废气排出支管；

所述的第二燃气加热器结构与第一燃气加热器相同，也主要包括第二燃烧室、第二煤气进入支管和第二蓄热换热器，第二燃烧室由耐火材料砌成的炉体外墙、耐火导热材料砌成的气化室外环墙和外火道隔墙围成一个相对封闭的煤气燃烧火道，第二煤气进入支管穿过炉体外墙通到第二燃烧室中，第二蓄热换热器包括第二蓄热腔、第二蓄热体、第二空气进入支管和第二燃烧废气排出支管，第二蓄热腔设置在炉体外墙中，第二蓄热体设置第二蓄热腔中，第二蓄热腔一端通向第二燃烧室底部，另一端分别接有第二空气进入支管和第二燃烧废气排出支管；第一燃烧室和紧邻的第二燃烧室之间外火道隔墙的顶部设有燃烧室通孔，燃烧室通孔将第一燃烧室和紧邻的第二燃烧室接通构成关一组联；内燃气加热装置至少一组结构相同的关联来关联第三燃气加热器、第四燃气加热器，其组成结构和燃烧原理与关联第一燃烧加热器、第二燃烧加热器相同；