[其他]常压固定床高效能煤气发生炉

说明书

本发明涉及一种新型煤气发生炉，特别是一种低成本、高效能、工艺简单、便于配套的煤气发生炉。

国内外已有的常压固定床煤气发生炉均采用炉内等直径几何体结构（如1984年美国专利U、S、P4453949和U、S、P4453950），在这种结构的炉体内燃料呈等直径几何体。煤气炉的气化强度指标一般在130－350公斤／米²·小时（如1981年第5期“城市煤气”上介绍的“国内常压煤气炉的现状与发展”；日本煤气协会编的“城市煤气制造”上册），炉体的钢材耗量是4.5公斤钢材／公斤煤。这种煤气炉通常体形庞大，成本较高，气化强度指标和燃料的化学转化率低，使其在各行业上广泛应用受到了限制。

近二十年来，国内外在提高煤气炉的气化强度指标和燃料的化学转化率上作了大量工作，研制了一些新型煤气炉，如鲁奇压力炉等，然而炉体内仍采用等直径结构。压力炉使气化强度指标和化学转化率提高了，但需要有一套使气化剂压力升高到30公斤力／厘米²的辅助设备，造成系统庞大，技术复杂，成本巨增，这就限制了压力炉的推广和应用。

针对国内外煤气炉的上述缺陷，本发明提出了如附图所示的炉体内下为大截面几何体④上为小截面几何体⑤的新结构煤气发生炉，其结构可根据要求设计成圆形、方形或多角形等几何体形。

本发明的技术解决方案如下所述：

新型煤气发生炉如附图所示的“L”型结构，炉内采用下部为大截面低空间几何体形④、上部为小截面高空间几何体形⑤。在下部大截面低空间④的氧化段，燃料被大面积摊开成薄层，气流的穿透力提高；反应物之间的接触界面增大，这种接触方式提高了原子（或分子）间的适当取向碰撞几率，从而加快了燃料的氧化反应的进行，且使燃料燃烧得完全。在还原段由于上部的小截面高空间结构⑤使燃料呈瘦高形状，反应物之间有充分的接触时间；因截面的突然缩小，提高了上升热流体的流速，增加了单位面积上流过的热负荷，加剧了反应物之间的对流传热，使还原段燃料层的温度升高；截面的缩小，又使还原段中二氧化碳量能很快得到补充，上述诸因素，必然使还原反应速度加快，并且使还原反应进行的充分。

这种“L”型结构的煤气炉，其炉子整体一般是铅直的设置，需要时还可以倾斜的或者根据要求灵活的设置。炉体内上部的小截面几何体⑤和下部的大截面几何体④是互成倾斜角度向一边延伸布置，根据要求还可以采用别的配套形式来布置。

为了使煤气炉能够适应煤种、煤质的改变，本发明还设计有附图所示的活动炉排③下部的炉排高度调节装置（15），活动炉排一般应是往复推动倾斜布置或水平的布置；根据要求还可以采用其它活动炉排设备。炉排速度采用自动控制。小型化炉的炉排活动靠手动来实现。

本发明的整体结构参照附图叙述如下：

1、气化剂进口；2、炉排架；3、活动炉排；4、大截面低空间氧化段几何体；5、小截面高空间还原段几何体；6、“L”型水套；7、煤气出口；8、钟罩加煤机；9、可密封煤仓；10、加煤机动力装置；11、耐火体及外壳；12、蒸汽出口；13、门孔；14、活动炉排动力装置；15、炉排高度调节装置。

应用本发明设计一种“L”型结构的煤气发生炉，其主要技术指标为：

①、气化强度指标：1300公斤／米²·小时。

②、煤气产量：2000－3900标准米³／小时。

③、还原段直径：1.1米。

④、炉体总高度：2.2米。

从上述参数可见，“L”型煤气炉比已有常压煤气炉的产量提高了2－4倍，与鲁奇压力炉的煤气产量基本相同，但工艺简单，操作方便。而且本炉子的钢材耗量比现有常压炉下降46％。

所以，推广和应用本发明有很大的效益。