[发明专利]富氢燃气生产设备及其生产工艺和太阳能聚光集热煤气化炉

权利要求书

1.一种富氢燃气生产设备，其特征在于：它包括太阳能聚光集热煤气化炉、多级富氢燃气生产装置、水洗塔(7)和脱硫器(8)，富氢燃气生产装置包括旋风分离器(3)和螺旋管式换热器(4)；螺旋管式换热器(4)具有换热腔(4-1)、螺旋管组件(4-2)、水煤气进入口(4-3)、水煤气出口(4-4)、混合物出口(4-5)、气体出口(4-6)和可通入水或水蒸汽在水热解催化剂的作用下生成的水热解生成物的进口(4-7)，换热腔(4-1)位于螺旋管组件(4-2)的外围，并且所述的水煤气进入口(4-3)连接螺旋管组件(4-2)后与水煤气出口(4-4)相连通，所述的进口(4-7)、混合物出口(4-5)和气体出口(4-6)均与换热腔(4-1)连通；旋风分离器(3)的输出端与同一级富氢燃气生产装置中的螺旋管式换热器(4)的水煤气进入口(4-3)相连通，水煤气出口(4-4)连接至下一级的旋风分离器(3)的输入端，相对应的气体出口(4-6)通过输送管道连接至该水煤气出口(4-4)与下一级的旋风分离器(3)的输入端之间的连接管道上；在首级富氢燃气生产装置中，旋风分离器(3)的输入端与太阳能聚光集热煤气化炉的水煤气输出端(5-1)相连通；在末级富氢燃气生产装置中，所述的螺旋管式换热器(4)的水煤气出口(4-4)依次连接最终旋风分离器(6)、水洗塔(7)和脱硫器(8)后连接至最终成品输出管道。

2.根据权利要求1所述的富氢燃气生产设备，其特征在于：所述的输送管道中设置有泵(9)和单向阀(10)，所述的气体出口(4-6)依次连接泵(9)和单向阀(10)后连接至水煤气出口(4-4)与下一级的旋风分离器(3)的输入端之间的连接管道上。

3.根据权利要求1所述的富氢燃气生产设备，其特征在于：所述的旋风分离器(3)均设置有沉淀物出口(3-1)。

4.根据权利要求1所述的富氢燃气生产设备，其特征在于：所述的螺旋管式换热器(4)的换热腔(4-1)的底壁为向着混合物出口(4-5)方向的向下倾斜状。

5.一种如权利要求1至5中任一项所述的富氢燃气生产设备的富氢燃气生产工艺，其特征在于该工艺的步骤如下：通过太阳能聚光集热煤气化炉将其内产生的水煤气通入首级富氢燃气生产装置中的旋风分离器(3)，并同时向每一个螺旋管式换热器(4)的进口(4-7)内通入混合物；其中，混合物为水或水蒸汽在水热解催化剂的作用下生成的水热解生成物；在螺旋管式换热器(4)中，水蒸汽和螺旋管组件(4-2)内的水煤气进行换热交换，使其产生出氢气，该氢气从气体出口(4-6)通向水煤气出口(4-4)，和水煤气形成混合气体进入下一级富氢燃气生产装置的旋风分离器(3)，依次进行直至经过最终旋风分离器(6)分离后，经过水洗塔(7)水洗，然后通过脱硫器(8)脱硫处理，最后形成富氢洁净燃气通入最终成品输出管道。

6.一种如权利要求1至5中任一项所述的富氢燃气生产设备中所使用的太阳能聚光集热煤气化炉，其特征在于：它包括聚光透镜(11)、集热面(12)、料室(13)、保温隔热层组(14)、水煤气室(15)和物料输送管(16)，保温隔热层组(14)位于料室(13)的外围以便用于对料室的保温，物料输送管(16)伸入料室(13)中，集热面(12)设置在料室(13)的一侧用于加热料室(13)内混合物，聚光透镜(11)的尾部与集热面(12)衔接，水煤气室(15)位于料室(13)的上方，并与料室(13)相连通。

7.根据权利要求6所述的太阳能聚光集热煤气化炉，其特征在于：所述的集热面(12)由受光侧往内依次包括光谱选择透过涂层(12-1)、中高温选择吸收涂层(12-2)、减反射层(12-3)、多层微孔陶瓷层(12-4)和致密层(12-5)；其中，多层微孔陶瓷层(12-4)的多孔表面上烧结有光热转化层；其中，所述的致密层(12-5)由金属合金或金属氧化物或陶瓷中的一种或几种的混合物制成；所述的光热转化层由黑铬或黑镍或黑氧化铁制成。

8.根据权利要求6所述的太阳能聚光集热煤气化炉，其特征在于：所述的保温隔热层组(14)由料室侧往外依次包括高温隔热层(14-1)、高温真空保温层(14-2)、中温隔热层(14-3)、中温加热层(14-4)、中温保温层(14-5)和中温真空保温层(14-6)。