環保型反火潔淨煉焦及制氣發電的多聯產裝置的製作方法

2023-04-26 09:03:51

專利名稱：環保型反火潔淨煉焦及制氣發電的多聯產裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及煉焦和氣化裝置，尤其涉及一種環保型潔淨加壓反火煉焦和潔淨燃氣制氣發電的多聯產裝置。
背景技術：
就煤煉焦而言無論怎樣的爐，現有的技術都將有大量的汙水、廢氣產生，造成了對環境的汙染。本實用新型在煤炭煉焦的過程中將這些物質回收，變成具有高經濟價值的化工原料；如不想回收，也可返回爐內進行再處理；幾乎可以做到不對外排放。本實用新型區別於現有技術之處是採用了加壓反火氣化的方式來煉焦(對生物質來講是制炭)，採用這種方式煉焦(制炭)不但不產生廢水，而且廢氣(燃氣)用於發電，在節能的同時又減排。採用這種方式煉焦(制炭)，通過調節壓力能很方便地調節產量，從而實現了靈活可變地安排生產之能力，滿足不同用戶對產能的不同需求和變化之要求。並採用了重力熱管技術，將餘熱回收後一小部分熱能返回煉焦制氣爐，這樣不但大大提高了效率，節約了能源，而且又使得其氣化速度加快了許多。餘熱中的另一大部分製成蒸汽，供汽輪機發電，使得發電量又增加三分之一。本裝置根據需要可加壓運行也可負壓運行。以往的技術，爐內氧化層、乾餾層無法人為地控制，出炭速度以及何時出炭都是無法做到精確控制的，所以適應性也受到限制。發明內容本實用新型的目的是克服現有技術的不足，提供一種環保型潔淨的反火、加壓煉焦及制氣發電的多聯產裝置。環保型反火加壓潔淨煉焦及制氣發電的多聯產裝置包括儲料倉、物料進爐量的控制器、第一一次氣化蒸汽輸入組件、第二一次氣化蒸汽輸入組件、第一高溫空氣氣化劑入口、第二高溫空氣氣化劑入口、第一燃氣輸出組件、第二燃氣輸出組件、安全洩爆口、特種高溫鋼的出炭爐排、水冷壁、二次氣化熱空氣進入口、可控出炭量的第一出炭控制系統、第二出炭檢測控制機構、帶中央微處理器的溫度變送器、帶水冷套的爐體外殼、底座支架、旋風除塵器、納米焦油濾網提取組件、第一熱交換器、第二熱交換器、附產品收集倉、蒸汽發生器、第一空氣流量調節閥、第二空氣流量調節閥、燃氣在線檢測儀器、燃氣輸出口總壓力和流量控制系統組件、壓力從正壓到負壓任意可調的燃氣防爆風機、燃氣綜合平衡器；裝置本體外設有水冷壁，裝置本體上端從上到下依次設有物料進爐量的控制器、儲料倉、物料進爐量的控制器，裝置本體內從上到下依次設有第一一次氣化蒸汽輸入組件、第二高溫空氣氣化劑入口、第一燃氣輸出組件、特種高溫鋼的爐排、二次氣化熱空氣進入口、可控出炭量的第一出炭控制系統、底座支架、裝置本體外側帶水冷套的爐體外殼，第二出炭檢測帶碎渣控制機構與裝置本體外側帶水冷套的爐體外殼相連，裝置本體外側帶水冷套的爐體外殼旁設有帶中央微處理器的溫度變送器，裝置本體上部外側壁設有與第一一次氣化蒸汽輸入組件相連接的第二一次蒸汽入口和與第二高溫空氣氣化劑進入口組件相連接的第一高溫空氣氣化劑入口，裝置本體中部外側壁設有安全洩爆口和第二燃氣輸出口，第一高溫空氣氣化劑入口與第一熱交換器高溫空氣氣化劑出口連接，第二燃氣輸出口與旋風除塵器進口連接，旋風除塵器出口與第一熱交換器的納米焦油濾網提取組件連接，第一熱交換器底部和旋風除塵器底部與附產品收集倉連接，第一熱交換器高溫空氣入口與第二熱交換器高溫空氣出口連接，第一熱交換器燃氣出口與第二熱交換器燃氣入口連接，第二熱交換器底部與附產品收集倉連接，第二熱交換器氣化空氣入口與第一空氣流量調節閥、第二空氣風機連接，第二熱交換器燃氣出口與燃氣在線檢測儀器、燃氣輸出口總壓力和流量控制系統組件、 燃氣防爆風機、燃氣綜合平衡器、燃氣輸出口連接。本實用新型與現有技術相比具有的有益效果1)本實用新型由於採用了對爐內氧化層、乾餾層、炭渣層進行精準的溫度控制和物位控制，通過變頻調速的方式對加煤量、進熱空氣量、進蒸汽量、出炭量進行精準的檢測計量和有效控制，從而使煤種的適應性大為放寬，能夠適應幾乎是任何的煤種。而且由於有了精準的檢測和控制手段，除煤種適應性廣外，更是效率得以提高，氣化與制炭能力增強。 從而使其可氣化任何煤種，也可氣(炭)化生物質，如木、竹、棉杆、稻殼等，垃圾棒等；2)本實用新型在結構上保證了整個煉焦制氣過程中的環保；除發電機尾氣外，幾乎零排放零汙染。氣(炭)化生物質時，可在一套裝置中產炭、制氣，氣體淨化過程中回收生物質柴油、醋酸，餘熱制蒸汽供汽輪機發電，實現多聯產和循環利用。對任何一種能源都一樣，利用得越充分，對外排放就越少；徹底利用就是零排放零汙染。本裝置做到了對能源的充分利用和徹底利用；3)本實用新型的容量大、效率高；單臺爐每小時可處理煤在6噸至0. 5噸任意可調，氣化生物質在3. 5噸至0. 3噸任意可調；4)氣體成份分析在線監測手段和智能控制系統，用於對出炭碎渣機轉速的精確控制，對火層下移速度的精確控制，其反映速度能比人工化驗室分析快數千倍，並且是連續的。這些數據由電腦作出準確判斷，及時調整工況，使能效更高，出炭質量高，減排效果更好；5)本實用新型的整個系統不需要儲氣罐，省了造價也省了佔用的場地。這是因為有了本文4所述的功能，使整個系統的反映速度極快，在負荷作調整時完全能跟得上負荷的變化，使整個系統壓力非常穩定。完全可滿足民用供氣和發電的要求。本裝置根據需要可加壓運行也可負壓運行。6)本實用新型的整個系統，只需技術人員值守，無需操作工人，以減少人為誤差和降低人工費用。


圖1為環保型潔淨燃氣制氣及多聯產裝置結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，環保型反火加壓潔淨煉焦及制氣發電的多聯產裝置包括儲料倉1、 物料進爐量的控制器2、第一一次氣化蒸汽輸入組件3、第二一次氣化蒸汽輸入組件4、第一高溫空氣氣化劑入口 5、第二高溫空氣氣化劑入口 6、第一燃氣輸出組件7、第二燃氣輸出組件8、安全洩爆口 9、特種高溫鋼的出炭爐排10、水冷壁11、二次氣化熱空氣進入口 12、可控出炭量的第一出炭控制系統13、第二出炭檢測控制機構14、帶中央微處理器的溫度變送器15、帶水冷套的爐體外殼16、底座支架17、旋風除塵器18、納米焦油濾網提取組件19、第一熱交換器20、第二熱交換器22、附產品收集倉21、蒸汽發生器23、第一空氣流量調節閥 M、第二空氣流量調節閥25、燃氣在線檢測儀器27、燃氣輸出口總壓力和流量控制系統組件26、燃氣防爆風機觀、燃氣綜合平衡器四；裝置本體外設有水冷壁11，裝置本體上端從上到下依次設有物料進爐量的控制器2、儲料倉1、物料進爐量的控制器2，裝置本體內從上到下依次設有第一一次氣化蒸汽輸入組件3、第二高溫空氣氣化劑入口 6、第一燃氣輸出組件 7、特種高溫鋼的爐排10、二次氣化熱空氣進入口 12、可控出炭量的第一出炭檢測控制系統 13、底座支架17、裝置本體外側帶水冷套的爐體外殼16，第二出炭檢測帶碎渣控制機構14 與裝置本體外側帶水冷套的爐體外殼16相連，裝置本體外側帶水冷套的爐體外殼16旁設有帶中央微處理器的溫度變送器15，裝置本體上部外側壁設有與第一一次氣化蒸汽輸入組件3相連接的第二一次蒸汽入口 4和與第二高溫空氣氣化劑進入口組件6相連接的第一高溫空氣氣化劑入口 5，裝置本體中部外側壁設有安全洩爆口 9和第二燃氣輸出口 8，第一高溫空氣氣化劑入口 5與第一熱交換器20高溫空氣氣化劑出口連接，第二燃氣輸出口 8與旋風除塵器18進口連接，旋風除塵器18出口與第一熱交換器20的納米焦油濾網提取組件19 連接，第一熱交換器20底部和旋風除塵器18底部與附產品收集倉21連接，第一熱交換器 20高溫空氣入口與第二熱交換器21高溫空氣出口連接，第一熱交換器20燃氣出口與第二熱交換器22燃氣入口連接，第二熱交換器22底部與附產品收集倉21連接，第二熱交換器 22氣化空氣入口與第一常溫空氣流量調節閥M、第二常溫空氣風機25連接，第二熱交換器 22燃氣出口與燃氣在線檢測儀器27、燃氣輸出口總壓力和流量控制系統組件沈、燃氣防爆風機觀、燃氣綜合平衡器四連接。所述的燃氣防爆風機觀能雙向運行。本實用新型的工作過程如下整套裝置由煉焦制氣爐主爐體和換熱、分離器兩大部分組成。可適應大多數煤種； 也可適應氣(炭)化生物質，如木、竹、棉杆、稻殼等，垃圾棒等全自動智能化環保型潔淨燃氣制氣及多聯產裝置。可在一套裝置中產炭、制氣，氣體淨化過程中回收附產品，餘熱制蒸汽供汽輪機發電。實現多聯產和循環利用。煤炭煉焦及制氣時煤炭首先通過自動上料系統，進入本裝置的儲料倉，本裝置的儲料倉容量足夠大， 上滿料至少能運行6小時以上。這樣對上料系統的要求就降低了。上料後，通過帶有精密計量裝置的進料量控制器，對進物料量進行實時控制。控制的依據主要來自裝在本裝置底部的物位檢測傳感器。當傳感器檢測到信號，經中央處理器分析數據後，確認需要加物料量後，進行加料。當物料進入爐內，首先進入到乾餾層，由於乾餾層溫度不是太高，煤在此期間析出揮發分等物質後，再進入氧化層。在氧化層的高溫下，物料被裂解，生成CO2，然後再在氧化層上部被還原成C0，再與乾餾層中低溫析出的揮發分中的高發熱量的烴類物質混合， 產生出了發生爐燃氣。在此過程中，由於氣化劑不是常溫空氣而是由換熱器回收餘熱產生的350°C以上高溫空氣取代，這就加快了氣化速率，使其有足夠的餘量讓一次氣化中產生出來的酚、萘、 焦油等物質再次流經氧化層進行處理，使得產生出來的燃氣更潔淨，能達到送至內燃機發電的要求。若用來燒鍋爐，鍋爐尾部不裝脫硫除塵也能達到二類地區的排放要求。用這種方法產生的燃氣，含塵量每標方小於50毫克，含焦油量每標方小於10毫克，含硫化氫每標方小於40毫克，均優於目前的國家標準。本實用新型的這個裝置，煤在爐中的氣化速度是可控的。煤進入爐腔後，隨著氣化的時間，緩慢下移，漸變成焦炭。焦炭到了底部的焦炭層，由於有完善的檢測儀表，不會被直接排出爐外。只有待檢測到確實達到了焦炭的要求後，才會通排出爐外。這時排出爐外的焦炭，含炭量都是達到設計要求的。由於有了上述的精準溫度控制，能有效防止煤粒在氣化過程中結碴，這樣就大大地放寬了對煤種的限制。除極少幾種煤種外，幾乎可選用任何煤種進行煉焦和氣化發電。氣化生物質時物料首先通過自動上料系統，進入本裝置的儲料倉1，本裝置的儲料倉容量足夠大，上滿料至少能運行3小時以上。這樣對上料系統的要求就降低了。上料後，通過帶有精密計量裝置的進料量控制器，對進物料量進行實時控制。控制的依據主要來自裝在本裝置底部的物位檢測傳感器。當傳感器檢測到信號，經中央處理器分析數據後，確認需要加物料的量後，進行加料。當物料進入爐內，首先進入到乾餾層，由於乾餾層溫度不是太高，在此期間析出揮發分等物質後，再進入氧化層。在氧化層的高溫下，物料被裂解，生成CO2，然後再在氧化層上部被還原成C0，在與乾餾層中低溫析出的揮發分中的高發熱量的烴類物質混合，產生出了生物質發生爐燃氣。在這個過程中，物料直接至炭化室出來成為乾餾炭。在此過程中，由於氣化劑不是常溫空氣而是由換熱器回收餘熱產生的350°C以上高溫空氣取代，這就加快了氣化速率，使其有足夠的餘量讓一次氣化中產生出來的酚、萘、 焦油等物質再次進行處理。使得產生出來的燃氣更潔淨，能達到直接送至燃機發電的要求。出爐的燃氣溫度很高，須冷卻。本實用新型採用分級控制溫度的方式，實現在冷卻過程中嚴格控制好溫度，採用急速冷凝的方式將冷凝液分門別類地歸類回收。回收後的醋液和焦油是不會串雜的。用這種方法產生的生物質燃氣，含塵量每標方小於30毫克，含焦油量每標方小於 10毫克，含硫化氫每標方小於40毫克，完全達到了目前的國家標準。送至居民用氣和發電是完全能夠滿足要求的。這種裝置的特點是既節能又環保，是符合當前國家倡導的節能減排的方向的。而且由於採用了綜合利用，經濟效益將有數倍提高。這個裝置在制氣過程中特別環保；除發電機尾氣和噪聲外，幾乎零排放零汙染。氣 (炭)化生物質時，可在一套裝置中產炭、制氣，氣體淨化過程中回收附產品，餘熱制蒸汽供汽輪機發電。實現多聯產和循環利用。這個裝置配有完善的氣體成份分析在線監測手段和智能控制系統，能比人工化驗室分析快數千倍，並且是連續的。這些數據由電腦作出準確判斷，及時調整工況，使能效更高，減排更好。在回收燃氣進行發電時，這個裝置的整個系統不需要儲氣罐，省了造價也省了佔用的場地。因為有了這個特點的功能，使整個系統的反映速度極快，在負荷作調整時完全能跟得上負荷的變化，使整個系統壓力非常穩定。這個裝置的整個系統，只需技術人員值守，無需操作工人。
權利要求1. 一種環保型反火潔淨煉焦及制氣發電的多聯產裝置，其特徵在於包括儲料倉(1)、 物料進爐量的控制器(2)、第一一次氣化蒸汽輸入組件(3)、第二一次氣化蒸汽輸入組件 (4)、第一高溫空氣氣化劑入口(5)、第二高溫空氣氣化劑入口(6)、第一燃氣輸出組件(7)、 第二燃氣輸出組件(8)、安全洩爆口(9)、特種高溫鋼的出炭爐排(10)、水冷壁(11)、二次氣化熱空氣進入口(12)、可控出炭量的第一出炭控制系統(13)、第二出炭檢測控制機構 (14)、帶中央微處理器的溫度變送器(15)、帶水冷套的爐底外殼(16)、底座支架(17)、旋風除塵器(18)、納米焦油濾網提取組件(19)、第一熱交換器(20)、附產品收集倉(21)、第二熱交換器(22)、蒸汽發生器(23)、第一空氣流量調節閥(24)、第二空氣流量調節閥(25)、燃氣在線檢測儀器(27)、燃氣輸出總壓力和流量控制系統組件(26)、燃氣防爆風機(28)、燃氣綜合平衡器(29)；燃氣出口( 30)；裝置本體外設有水冷壁(11)，裝置本體上端從上到下依次設有儲料倉(1)、物料進爐量的控制器(2)、裝置本體內從上到下依次設有第一一次氣化蒸汽輸入組件(3)、第二高溫空氣氣化劑入口(6)、第一燃氣輸出組件(7)、特種高溫鋼的爐排 (10)、二次氣化熱空氣進入口(12)、可控出炭量的第一出炭控制系統(13)、底座支架(17)、 裝置本體外側底部有帶水冷套的爐底外殼(16)，在爐本體的另一側有第二燃氣輸出口(8) 與旋風除塵器(18)進口連接，旋風除塵器(18)出口與第一熱交換器(20)的納米焦油濾網提取組件(19)連接，第一熱交換器(20)底部和附產品收集倉(21)連接，第一熱交換器(20) 高溫空氣入口與第二熱交換器(22)高溫空氣出口連接，第一熱交換器(20)燃氣出口與第二熱交換器(22)燃氣入口連接，第二熱交換器(22)底部與附產品收集倉(21)連接，第二熱交換器(22)氣化空氣入口與第一空氣流量調節閥(24)、第二空氣風機(25)連接，第二熱交換器(22)燃氣出口與燃氣在線檢測儀器(27)、燃氣輸出口總壓力和流量控制系統組件 (26)、燃氣防爆風機(28)、燃氣綜合平衡器(29)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種環保型潔淨的加壓反火煉焦及制氣發電的多聯產裝置。整套裝置由煉焦制氣爐爐體和換熱器、分離器、加壓風機等幾大部分組成。配備自動化控制系統實現全自動智能化運行。該裝置不但可適應大多數煤種的煉焦和制氣發電，也可對生物質，如木、竹、秸稈、稻殼、垃圾棒等制生物質炭。在制生物質炭的同時產潔淨燃氣用來發電。實現多聯產。該裝置在加壓運行時，可以地通過調節壓力的大小(甚至負壓)來控制煉焦制炭的速率。還可以在不需制炭時完全製成燃氣進行發電。該裝置可適應於不同的用戶對不同的場合的各種需求。這個裝置，在結構上保證了整個煉焦(制炭)同時產氣、發電的整個過程中不對外排汙水。除發電機的噪音和尾氣外幾乎零排放。
文檔編號F02B63/04GK201952404SQ201020656799
公開日2011年8月31日 申請日期2010年12月14日 優先權日2010年12月14日
發明者許榮根 申請人:許榮根