旋風氣化爐的製作方法

2023-10-11 04:44:54 1

專利名稱：旋風氣化爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣化爐，主要適用於粉末狀的生物質和煤炭的氣化，特別 適用於粉末狀的生物質等。二、 背景技術隨著石化能源的日益枯竭及其燃燒對環境危害的日益嚴重，清潔煤利用技 術以及可再生的清潔生物質能利用被廣泛關注。為此，我國已出臺相關政策， 並加大科研投入，以促進煤的潔淨化利用和擴大生物質能利用規模。目前，世 界各地已廣泛開展煤和生物質的氣化技術研究、應用。2007年，沈德允發明了一種常壓粉煤氣化爐(專利號:.200720011795. 1)。 基本結構為爐身上部為拱形封頭的立式圓筒狀，拱形封頭頂部有煤氣出口管， 爐身下部有圓錐形封頭，圓錐形封頭上連接有下噴嘴和回流連接短管；且爐身 的下部有一段向下收縮的圓錐臺，圓錐臺上口與上部爐身相接，下口與下部圓 錐形封頭相接；同時，爐體裝有回流高溫旋風分離器。粉煤在發生爐內均勻沸 騰，煤氣和粉塵通過發生爐上部的煤氣出口管進入回流高溫旋風分離器，在此 煤粉在離心力的作用下分離而墜落之後順著回流管返回到發生爐再參與氣化反 應。這種裝置雖然改善了粉煤沸騰條件，延長發生爐內反應時間，減少了煤氣 中C02含量，但具有以下缺點由於是單純的空氣氣化，燃氣質量不高，特別是 H2含量較低，故其綜合利用率和氣化效率低。三、 發明內容本發明的目的在於克服上述現有技術的不足之處，提供一種旋風氣化爐。 該氣化爐非常適合粉體燃料的高效氣化，特別是植物粉體燃料的氣化，能產生 較高CO、 H2含量的燃氣。為實現上述目的，本發明採用的技術方案是 一種旋風氣化爐，爐體分上 下兩部分，上部為圓柱形，下部為圓錐形。爐體上部設置圓柱形燃燒氣化室和 圓柱形氣化室；爐體下部設置圓錐形氣化室。圓柱形氣化室內上部設置擋灰板， 頂部設置煙氣出口 ；圓柱形燃燒氣化室上部設置燃料入口且與爐壁切線布置，燃料入口內設置電阻絲點火器；圓錐形氣化室中部設置水蒸氣入口，底部設置 出灰口；圓柱形氣化室在圓柱形燃燒氣化室內，且都與圓錐形氣化室同軸布置。 本發明的優點(1) 本發明集燃燒室和氣化室於一體，氣化室溫度較高，有利於焦油的裂 解和水蒸氣重整反應，產品氣質量較高，特別是H2含量較高。(2) 本發明結構緊湊，不但減小氣化爐製造費用，而且顯著減少爐體外表 面積，顯著降低熱量損失。四

圖l是本發明一種實施例的結構示意圖。 圖2是圖1的俯視圖。 圖3是圖1的A-A剖面圖。 圖4是圖1的B-B剖面圖。五具體實施方式
由圖l、圖2、圖3、圖4所示，爐體上部為圓柱形，設置圓柱形燃燒氣化 室(8)和圓柱形氣化室(4)，且圓柱形燃燒氣化室(8)和圓柱形氣化室(4) 同軸布置，燃料入口 (5)設置在圓柱形燃燒氣化室(8)上部且與其切線布置， 燃料入口 (5)內設置電阻絲點火器(6)，圓柱形氣化室(4)內上部設置擋灰 板(9)，頂部設置煙氣出口 (7);爐體下部為圓錐形氣化室(3)且與圓柱形 燃燒氣化室(8)和圓柱形氣化室(4)同軸布置，在圓錐形氣化室(3)的中部 設置水蒸汽入口 (12)，底部設置排灰口 (1)。擋灰板(9)的形狀可為平面，或彎曲形、且向下傾斜，擋灰板(9)與水 平面的夾角可為0° 60° ，最好為30° 45° 。設置擋灰板(9)，使未氣化 完全的粉體燃料反射回圓柱形氣化室(4)繼續氣化。粉體燃料入口 (5)設置在圓柱形燃燒氣化室(8)上部，最好與爐壁相切， 該結構可增加燃料在高溫區的停留時間，以便其充分氣化。圓錐形氣化室(3)的錐面與水平面的夾角可為25° 70° ，最好為30° 50° 。圓柱形燃燒氣化室(8)的高度可為其直徑的3 10倍，最好為4~6倍；圓柱形燃燒氣化室(8)與圓柱形氣化室(4)的直徑比可為2 6:1,最好為3 4:1;圓柱形燃燒氣化室(8)與圓柱形氣化室(4)的高度比可為L5 4:l，最 好為2 3:1。圓錐形氣化室(3)內的水蒸氣噴管(11)可為直管，或彎管，最好為圓形， 且圓心在圓錐形氣化室(3)的軸線附近，該裝置有利於水蒸氣霧狀噴入，快速 提高水蒸氣溫度；圓面形水蒸氣噴管(11)與圓柱形氣化室(3)的直徑比可為 1:0.3 1.5,最好為1:0.8 1;水蒸氣噴口 (10)可為圓形、方形、弧形，最好為 圓形，水蒸氣噴口(10)的直徑可為0.2 2毫米，最好為0.5 1毫米。爐灰可由螺旋出灰器(2)輸送至出灰口(1)，螺旋出灰器(2)有可變速電機 (13)控制。本技術方案的實現，不僅改善現有流化床的不足，而且延長了燃料在氣化 爐內的反應時間，從而產品氣中COa含量減少1 3%以上，CO含量增加1%以上、 H2含量增加3%以上。由於氣化爐內氣化室的溫度較高，故爐內的還原和水蒸 汽重整反應比較徹底，爐灰量由過去總灰分量的30 40%減少到15 30%左右。 由於氣化爐外殼表面積明顯減小，熱損失顯著降低；由於氣化爐高度降低使建 築物高度降低3 5m左右，節省設備組裝費和建築施工費。
權利要求
1.一種旋風氣化爐，其特徵在於爐體分上下兩部分，上部為圓柱形，下部為圓錐形。爐體上部設置圓柱形燃燒氣化室(8)、圓柱形氣化室(4)；爐體下部設置圓錐形氣化室(3)。圓柱形氣化室(4)內上部設置擋灰板(9)，頂部設置煙氣出口(7)；圓柱形燃燒氣化室(8)上部設置燃料入口(5)且與其切線布置，燃料入口(5)內設置電阻絲點火器(6)；圓錐形氣化室(3)中部設置水蒸氣入口(12)，底部設置出灰口(1)；圓柱形汽化室(4)在圓柱形燃燒氣化室(8)內，且都與圓錐形氣化室(3)同軸布置。
2. 根據權利要求1所述的旋風氣化爐，其特徵在於擋灰板(9)的形狀可 為平面，或彎曲形、且向下傾斜，擋灰板(9)與7jC平面的夾角為0° 60° 。
3. 根據權利要求2所述的旋風氣化爐，其特徵在於擋灰板(9)與水平面的 夾角為30° 45° 。
4. 根據權利要求1所述的旋風氣化爐，其特徵在於圓錐形氣化室(3)的錐 面與水平面的夾角為20。 70° 。
5. 根據權利要求4所述的旋風氣化爐，其特徵在於圓錐形氣化室(3)的 錐面與水平面的夾角為30° 45° 。
6. 根據權利要求1所述的旋風氣化爐，其特徵在於圓柱形燃燒氣化室(8) 的高度為其直徑的3 10倍。
7. 根據權利要求6所述的旋風氣化爐，其特徵在於圓柱形燃燒氣化室(8) 的高度為其直徑的4 6倍。
8. 根據權利要求1、 6和7所述的旋風氣化爐，其特徵在於圓柱形燃燒氣 化室(8)與圓柱形氣化室(4)的直徑比為2 6:1。
9. 根據權利要求8所述的旋風氣化爐，其特徵在於圓柱形燃燒氣化室(8) 與圓柱形氣化室(4)的直徑比為3 4:1。
10. 根據權利要求I、 7和9所述的旋風氣化爐，其特徵在於圓柱形燃燒 氣化室(8)與圓柱形氣化室(4)的高度比為L5 4:l。
11. 根據權利要求10所述的旋風氣化爐，其特徵在於圓柱形燃燒氣化室 (8)與圓柱形氣化室(4)的高度比為2 3:1。
全文摘要
本發明公開了一種旋風氣化爐，爐體分上下兩部分，上部為圓柱形，下部為圓錐形。爐體上部設置圓柱形燃燒氣化室和圓柱形氣化室；爐體下部設置圓錐形氣化室。圓柱形氣化室內上部設置擋灰板，頂部設置煙氣出口；圓柱形燃燒氣化室上部設置燃料入口且與爐壁切線布置，燃料入口內設置電阻絲點火器；圓錐形氣化室中部設置水蒸氣入口，底部設置出灰口；圓柱形氣化室在圓柱形燃燒氣化室內，且都與圓錐形氣化室同軸布置。本發明集燃燒室和氣化室於一體，結構緊湊，工藝簡單，製造成本較低，其產品氣質量較高。
文檔編號C10B53/00GK101255341SQ20081001567
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月14日 優先權日2008年4月14日
發明者張曉龍, 波 王, 羅思義, 羅新正, 波 肖, 郭獻軍 申請人:煙臺大學