[发明专利]一种烷烃气体制备、脱硫脱焦油装置及方法

权利要求书

1.一种烷烃气体制备、脱硫脱焦油装置，其特征在于，包括烷烃气体发生炉、水环式真空泵及碱水池；所述烷烃气体发生炉设一段炉体和二段炉体，二段炉体内设干燥段及干馏段；二段炉体设于一段炉体内且位于一段炉体的上部，二段炉体的顶部设进料口，底部与一段炉体连通；一段炉体的下部设有塔状炉箅子，塔状炉箅子能够水平旋转；一段炉体的顶部一侧设烷烃气体出口，底部设排灰口，下部设高温混合气入口及剩余气体入口；高温混合气入口连接高温氧气及水蒸汽输送管道；剩余气体入口连接水环式真空泵的排气口，水环式真空泵的吸气口连接二段炉体顶部的煤烟气出口；水环式真空泵的进水口和出水口分别连接碱水池。

2.根据权利要求1所述的一种烷烃气体制备、脱硫脱焦油装置，其特征在于，所述二段炉体的进料口上方设一级进料仓和二级进料仓，一级进料仓底部的出料口与二级进料仓顶部的入料口嵌套式连接，二级进料仓底部的出料口与二段炉体的进料口嵌套式连接。

3.根据权利要求2所述的一种烷烃气体制备、脱硫脱焦油装置，其特征在于，所述一级进料仓底部的出料口、二级进料仓底部的出料口处分别设球面阀，球面阀由液压缸通过连杆机构驱动。

4.根据权利要求1所述的一种烷烃气体制备、脱硫脱焦油装置，其特征在于，所述一段炉体底部的出灰口通过星型卸灰阀连接出灰仓，出灰仓的进灰口及排灰口处分别设球面阀，球面阀由液压缸通过连杆机构驱动。

5.根据权利要求1所述的一种烷烃气体制备、脱硫脱焦油装置，其特征在于，所述一段炉体的外壁及二段炉体均由壁厚为8～15mm的钢管制成，一段炉体的内壁由耐火砖砌筑而成。

6.根据权利要求2所述的一种烷烃气体制备、脱硫脱焦油装置，其特征在于，所述一级进料仓顶部的进料口与物料输送装置连接，物料输送装置为斗式提升机。

7.根据权利要求1所述的一种烷烃气体制备、脱硫脱焦油装置，其特征在于，所述一段炉体内还设有破渣盘，破渣盘沿环向设置于塔状炉算子的外围，破渣盘与一段炉体的内侧壁固定连接。

8.基于权利要求1所述装置的一种烷烃气体制备、脱硫脱焦油方法，其特征在于，包括：

1)通过斗式提升机将煤块运送至一级进料仓中，一级进料仓底部出料口处的球面阀打开，煤块进入二级进料仓中，然后一级进料仓底部出料口处的球面阀关闭；二级进料仓底部出料口处的球面阀打开，煤块进入烷烃气体发生炉的二段炉体中；最先投入烷烃气体发生炉内的是燃烧着的煤块，后续投入的煤块在烷烃气体发生炉内连续燃烧；

2)煤块进入烷烃气体发生炉后堆积在塔状炉箅子上，后进入的煤块逐层堆积缓慢下行；煤块先在二段炉体内经过干燥、干馏两个过程，烧至半焦状态时缓慢下行至一段炉体内；在一段炉体内，煤块先进入高温缺氧状态的还原层，在此处半焦状态的煤开始生成一氧化碳，高温水蒸汽被脱氧形成氢气，并生成烷烃气体；煤块继续燃烧并下行至高温贫氧状态的燃烧层，在此处水蒸汽分解产生氢气，煤不完全燃烧产生一氧化碳，少部分完全燃烧生成二氧化碳；煤块继续燃烧并下行进入高温富氧状态的灰渣层，在此处煤块完全燃烧变成煤灰渣；在塔状炉箅子的转动搅拌下，煤灰渣与破渣盘接触被粉碎成细小颗粒状的灰渣落到的烷烃气体发生炉底部；出灰仓顶部的球面阀打开，由星型卸灰阀将灰渣排入出灰仓，当出灰仓内的灰渣将满时，星型卸灰阀停转，出灰仓顶部的球面阀关闭，底部的球面阀打开，将灰渣排出；

3)二段炉体中，煤块干燥、干馏时产生大量煤烟由水环式真空泵抽出，水环式真空泵同时抽取碱水池中的碱水，在水环式真空泵高速转动的离心力作用下，自二段炉体内抽出的煤烟在水环式真空泵内与碱水充分接触，洗净煤烟中的二氧化硫、焦油、灰尘及其他杂质，清洗后的污水排进碱水池中经沉淀后循环使用，洗净后的剩余烟气送入一段炉体底部进行二次燃烧以除去剩余杂质；

4)高温氧气和水蒸汽的混合气体自高温混合气入口通入一段炉体的底部；高温混合气体首先与灰渣层接触，其中的氧气作为助燃气体使灰渣中的少量剩余煤炭充分燃烧并提供热量；之后高温混合气体进入燃烧层，其中的水蒸汽与煤炭反应生成氢气和一氧化碳，氧气与煤炭反应生成一氧化碳和二氧化碳，在燃烧层形成包含氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽和氧气的新的混合气体；新的混合气体进入还原层之后，在高温状态下，其中的水蒸汽和氧气完全消耗掉并生成大量氢气和一氧化碳，其中的二氧化碳与煤炭反应生成一氧化碳，最终在还原层形成包含大量氢气、一氧化碳、少量二氧化碳和极少量二氧化硫、灰尘的烷烃气体，其中，极少量的二氧化硫通过后续的净化装置很容易被净化干净，大部分的烷烃气体通过一段炉体顶部的烷烃气体出口进入烷烃气体输送管道，极少部分的烷烃气体进入二段炉体后被混入煤烟中并进入下一次循环过程。