[发明专利]一种密闭、连续化高纯度水煤气发生炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种水煤气的生产设备，特别是一种密闭的、连续化高纯度水煤气发生炉。

背景技术

水煤气是水蒸气通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是一氧化碳 ，氢气 。燃烧速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，据国外研究和专利的报导压缩比可达12.5。工业上用作燃料，又是化工原料。水煤气中的除CO和H2外的其他气体的存在影响后续使用环节的效率和效果，如在冶炼领域，水煤气常被用作还原剂，其纯度直接影响产品的质量和冶炼效率。

　工业上大多用蒸气和空气轮流吹风的间歇法。 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，水煤气发生装置，一般都采用传统的五步法生产工艺设备，根据中国专利CN200620130339.4中记载了一种两步法工艺所用设备，无论是五步法传统工艺，还是两步法工艺，它们所用设备都存在一个共同点：都有空气进入口。使用时先送空气入炉，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，如此循环都需要向反应炉内鼓入空气，使其中的煤炭燃烧升高到一定温度，再输入水蒸汽，这就导致如下缺陷：燃料、蒸汽消耗高且生产的水煤气中除CO和H2外还有O2、N2、CO2等其他气体即水煤气纯度低，特别是其中的氧气、氮气、二氧化碳都是因向炉内鼓入空气所造的。

现有技术中水煤气发生炉炉腔内的反应温度无法长时间控制在反应所需求范围，水煤气的产出的连续性也给后续的环节造成较大影响。

 

发明内容

为了克服现有水煤气生产设备在生产过程中因鼓入空气而导致的上述缺陷，提供一种密闭的、连续化高纯度水煤气发生炉，即不向水煤气发生炉（又称为还原气体发生炉或简称发生炉）内鼓入空气靠氧气与煤碳等炭素原料发生氧化反应提供能量，而是用电向水煤气发生炉提供反应所需能量，从而提高生产的水煤气的纯度，降低对碳和蒸汽的消耗。

技术方案：一种密闭的、连续化高纯度水煤气发生炉包括炉壁和壁腔、进料口、蒸汽管、排气管、排渣口、发热电阻带等结构，进料口、蒸汽管、排渣口和排气管与炉腔连通，电阻带穿过炉壁与炉壁外的电源接头相连接，炉桥位于炉腔下部、蒸汽进口上方。

排渣口与炉腔底连通。

排渣管口有控制排渣管启闭的阀门，蒸汽管上有控制蒸汽进入及其流量的阀门，进料通道口有控制其启闭的阀门，排气管上有控制该管道启闭及其流量的阀门;

电阻发热带（113，313）表层为高温绝缘涂层；

气体发生炉内壁采用310S不锈钢，中间的保温层采用耐高温陶瓷纤维板，外壳采用普通钢板；

有益效果：用本发明所述设备没有鼓入空气口，用此设备生产水煤气时不需要吹入空气，生产的气体中CO和H2的纯度高，不含有氧气、氮气、二氧化碳等气体。

本发明采用电阻发热带从炉腔内加热，通过对流入蒸汽量和输入电能的控制就能将炉腔内的温度控制在反应需求范围，从而保证还原气体生成的连续性，正因为还原气体产生的连续性，新生成的高温还原气体（即水煤气）就可直接输入还原反应场所。

附图说明：图1是发生炉纵截面示意图： 101-炉壁、102-炉腔、103-进料口、104-进料口阀门、105-排气管、106-排气口阀门107-,蒸汽管、108-电源接头、109-炉桥、110-排渣口、111-排渣口阀门、112-蒸汽输送管阀门、113—发热电阻带。

图2是发生炉炉壁截面结构示意图：231-内壁，221-保温层，211-外壳

图3是发生炉横截面示意图：331-内壁，321-保温层，311-外壳，313-电阻带，308-电源接头

实施例1： 发生炉是采用电阻带（313，113）加热，电阻带（313，113）表面有耐高温绝源材料涂层。

实施例2：电阻带（313，113）为1——N（N为自然数）组，与炉底垂直分布。

实施例3：打开阀门（104）从上端进料口（103）加入碳，关闭进料口阀门（104）和排渣口阀门（111），打开排气口阀门（106），然后启动电源，升温至950℃以上，打开蒸汽输送管阀门（112）输入蒸汽，调节蒸汽流量和/或调节输入电量使反应温度维持在950℃ ~ 1050℃之间，蒸汽与碳反应生成氢气和一氧化碳经排气口（105）输出。