本技術(shù)屬于冶金燃料行業(yè)，尤其涉及一種菱鎂礦石輕燒豎窯用煤氣發(fā)生系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、煤氣化爐是將原料煤，通過煤氣化技術(shù)以空氣與過熱蒸汽為氣化劑生產(chǎn)的煤氣，采用的機(jī)理為懸浮氣流床+循環(huán)流化床的氣化技術(shù)，整套過程實(shí)現(xiàn)智能dcs數(shù)字化遠(yuǎn)程控制。運(yùn)轉(zhuǎn)安全穩(wěn)定可靠、環(huán)保性能良好，無(wú)廢氣廢渣排出。制氣的成分可以滿足多種需求所用的燃料。我國(guó)煤能源占世界的46％左右，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在未來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)不會(huì)改變，尤其對(duì)煤能源的綜合利用方面，更多是針產(chǎn)業(yè)擴(kuò)展得到更加科學(xué)合理的利用，形成現(xiàn)代環(huán)保清潔的科技核心，做到煤的高附加值化的主要方向。煤氣化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化的一種重要方式，煤氣化爐是進(jìn)行煤氣化的主要設(shè)備。現(xiàn)有的煤氣化爐包括爐體，爐體內(nèi)腔形成為氣化區(qū)，煤粉和氣化劑進(jìn)入至氣化區(qū)內(nèi)，在氣化區(qū)內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的粗煤氣從爐體上的氣體出口排出，灰渣從爐體底部的排渣口排出。

2、煤氣化爐也叫煤氣發(fā)生器，根據(jù)煤的性質(zhì)和對(duì)煤氣產(chǎn)品的要求有多種氣化爐型式，分為固定床(移動(dòng)床)、沸騰床和氣流床等形式。固定床(移動(dòng)床)氣化爐的特點(diǎn)是煤料在氣化過程中保持固定或以較小的速度向下移動(dòng)，適用于塊煤或較大顆粒的煤。流化床氣化爐的特點(diǎn)是煤顆粒在向上流動(dòng)的氣流中懸浮和分散，類似于沸騰狀態(tài)，適用于細(xì)小的煤顆粒。氣流床氣化爐的特點(diǎn)是煤粉或水煤漿在高溫下被送入氣化爐，進(jìn)行氣化反應(yīng)，適用于高溫度、快速氣化的場(chǎng)合。

3、申請(qǐng)?zhí)枮?01710500836.1的中國(guó)實(shí)用新型公開了一種氣流床與循環(huán)流化床組合循環(huán)氣化系統(tǒng)及其兩段式氣化方法，包括互相連通的氣流床和循環(huán)流化床，氣流床氣化采用整個(gè)系統(tǒng)的飛灰作為原料，循環(huán)流化床氣化采用氣流床產(chǎn)的一定溫度壓力的煙氣作為一次風(fēng)和氣化劑，煙氣的再利用使循環(huán)流化床無(wú)需持續(xù)的補(bǔ)充一次風(fēng)和氣化劑，通過調(diào)節(jié)氣流床的壓力、氧氣與飛灰含碳的質(zhì)量比，使循環(huán)流化床產(chǎn)生的可燃性氣體產(chǎn)物壓力、熱值可調(diào)。該方案使循環(huán)流化床、氣流床和換熱除塵系統(tǒng)形成一個(gè)閉路的循環(huán)，飛灰循環(huán)利用，循環(huán)流化床氣化采用氣流床產(chǎn)的一定溫度和壓力的煙氣作為一次風(fēng)和氣化劑，煙氣能夠再利用，循環(huán)流化床無(wú)需持續(xù)的補(bǔ)充一次風(fēng)和氣化劑。該方案的不足之處是氣流床和循環(huán)流化床為兩個(gè)單獨(dú)設(shè)備串聯(lián)而成，設(shè)備投入大，物料之間的流動(dòng)能耗也導(dǎo)致運(yùn)行成本偏高，另外氣流床的氣化劑進(jìn)入前沒有預(yù)先升溫過程，勢(shì)必造成氣流床內(nèi)溫度偏低，影響氣化效率。

4、專利公告號(hào)為cn1095494c中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種沸騰床粉煤氣化裝置及使用該裝置生產(chǎn)煤氣的方法，特點(diǎn)是采用了具有上下兩層氣化劑噴嘴和無(wú)爐箅的沸騰床粉煤氣發(fā)生爐，使?fàn)t膛內(nèi)的煤粉形成渦流，氣化效果好，其缺點(diǎn)是采用的冷氣化劑，氣化效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的是提供一種菱鎂礦石輕燒豎窯用煤氣發(fā)生系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用廉價(jià)的沫煤為原料，在單體氣化爐內(nèi)形成懸浮氣流床+循環(huán)流化床的氣化結(jié)構(gòu)，爐內(nèi)底部形成懸浮氣化區(qū)，頂部形成循環(huán)流化區(qū)，使大顆粒、中顆粒、小顆粒的煤粉在爐內(nèi)分別以不同的氣化形式在氣化爐內(nèi)的不同區(qū)域完全氣化，提高氣化強(qiáng)度；氣化劑進(jìn)入前經(jīng)過爐體的空氣風(fēng)道換熱升溫，且能形成一定氣阻來降低煤氣中粉塵帶出、提高氣化反應(yīng)溫度。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種菱鎂礦石輕燒豎窯用煤氣發(fā)生系統(tǒng)，包括原料煤槽、中間緩沖槽、加煤裝置、氣化爐、出渣裝置和氣固分離器，所述氣化爐為立式結(jié)構(gòu)，包括圓柱爐體以及圓柱爐體底部的錐形爐體，原料煤依次由原料煤槽、中間緩沖槽、加煤裝置進(jìn)入錐形爐體的中段的進(jìn)煤口，分別在進(jìn)煤口的上方和下方設(shè)有氣化劑進(jìn)口，氣固分離器的底部經(jīng)飛灰返回管路連接氣化爐的循環(huán)進(jìn)口，其特征在于，所述圓柱爐體的爐墻內(nèi)設(shè)有空氣風(fēng)道，空氣風(fēng)道的頂部設(shè)有氣化劑換熱進(jìn)口，空氣風(fēng)道的底部設(shè)有氣化劑換熱出口，氣化劑換熱出口通過管路與氣化劑進(jìn)口相連通。

4、所述氣化劑進(jìn)口處的結(jié)構(gòu)為環(huán)形風(fēng)道，包括外磚和內(nèi)磚，外磚和內(nèi)磚之間設(shè)有循環(huán)風(fēng)道，所述外磚沿圓周方向均勻徑向設(shè)有6-8個(gè)進(jìn)氣管，進(jìn)氣管與循環(huán)風(fēng)道相連通，所述內(nèi)磚上繞圓周方向徑向均勻設(shè)有8-12個(gè)進(jìn)風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口將內(nèi)磚的外側(cè)的循環(huán)風(fēng)道與內(nèi)側(cè)的圓形孔道相連通。

5、所述氣固分離器為多管式旋風(fēng)分離器、離心式氣固分離器、旋流式氣固分離器、clp型旋風(fēng)分離器、過濾式氣固分離器、擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器中的任一種。

6、所述氣化爐用的氣化劑為空氣與水蒸氣的混合物，空氣和水蒸氣通過混合器混合后通過管路連接所述氣化爐的一次進(jìn)口。

7、所述氣化爐的上煤和出渣過程均為全封閉結(jié)構(gòu)，無(wú)廢渣排放。

8、所述飛灰返回管路具有飛灰自流角度。

9、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

10、1)本實(shí)用新型系統(tǒng)是以廉價(jià)的沫煤為原料，以空氣與過熱蒸汽為氣化劑生產(chǎn)煤氣的循環(huán)流化床+懸浮氣流床氣化技術(shù)，與固定床氣化爐使用的塊煤相比，原料粉煤成本大大降低，制氣的成分可以滿足多種需求。

11、2)氣化強(qiáng)度大，將原煤粒度以及配比合適的氣化劑經(jīng)氣風(fēng)道噴入與沫煤并流氣化，嚴(yán)格控制爐內(nèi)物料反應(yīng)流速，使氣流床+循環(huán)流化床內(nèi)，先懸浮分散再形成密相段區(qū)域與稀相段區(qū)域，主要使物料充分裂解，強(qiáng)化了傳質(zhì)傳熱過程，使氣化反應(yīng)趨于平衡、穩(wěn)定、連續(xù)，氣化爐上部的噴嘴可加大氣化反應(yīng)空間，在此形成一定氣阻來降低煤氣中粉塵帶出、提高氣化反應(yīng)溫度，強(qiáng)化爐內(nèi)氣化反應(yīng)條件，故而提高氣化強(qiáng)度及產(chǎn)能，碳轉(zhuǎn)化率高和煤中揮發(fā)份裂解完全。

12、3)氣化中焦油物質(zhì)二次裂解、無(wú)焦油類物質(zhì)生成也無(wú)酚類物質(zhì)產(chǎn)生。通過噴嘴噴入氣化劑提高氣化溫度，并形成氣模，將未燃燒的細(xì)小顆粒粉煤和多管分離器出來的粉塵，在此進(jìn)行二次氣化加劇使二氧化碳還原成一氧化碳，提高粉煤在氣化爐內(nèi)揮發(fā)份產(chǎn)率和碳轉(zhuǎn)化率，得到高品質(zhì)氣體組分并且降低煤耗。

13、4)熱能源回收節(jié)能利用.氣化爐產(chǎn)生的熱煤氣直接送至燃燒系統(tǒng)，燃燒系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫廢氣與氣化爐冷空氣換熱回收的部分熱量，氣化劑采用燃燒系統(tǒng)的自產(chǎn)蒸汽降低了氣化裝置整體系統(tǒng)的熱量消耗。

14、5)氣化爐整套系統(tǒng)采取密閉方式運(yùn)行采用先進(jìn)、可靠、自動(dòng)化水平高控制系統(tǒng)，達(dá)到了環(huán)保排放要求并保證控制設(shè)備均是先進(jìn)的、可靠的，可以保證工藝裝置的長(zhǎng)期、安全生產(chǎn)和操作；上煤輸送系統(tǒng)、煤氣輸送系統(tǒng)、干法排灰系統(tǒng)、本體沫煤氣化爐均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，集中控制于中控室，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)操作人員。整套工藝裝置全封閉狀態(tài)，遠(yuǎn)程dcs智能數(shù)字化控制方式。

技術(shù)特征：

1.一種菱鎂礦石輕燒豎窯用煤氣發(fā)生系統(tǒng)，包括原料煤槽、中間緩沖槽、加煤裝置、氣化爐、出渣裝置和氣固分離器，所述氣化爐為立式結(jié)構(gòu)，包括圓柱爐體以及圓柱爐體底部的錐形爐體，原料煤依次由原料煤槽、中間緩沖槽、加煤裝置進(jìn)入錐形爐體的中段的進(jìn)煤口，分別在進(jìn)煤口的上方和下方設(shè)有氣化劑進(jìn)口，氣固分離器的底部經(jīng)飛灰返回管路連接氣化爐的循環(huán)進(jìn)口，其特征在于，所述圓柱爐體的爐墻內(nèi)設(shè)有空氣風(fēng)道，空氣風(fēng)道的頂部設(shè)有氣化劑換熱進(jìn)口，空氣風(fēng)道的底部設(shè)有氣化劑換熱出口，氣化劑換熱出口通過管路與氣化劑進(jìn)口相連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菱鎂礦石輕燒豎窯用煤氣發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化劑進(jìn)口處的結(jié)構(gòu)為環(huán)形風(fēng)道，包括外磚和內(nèi)磚，外磚和內(nèi)磚之間設(shè)有循環(huán)風(fēng)道，所述外磚沿圓周方向均勻徑向設(shè)有6-8個(gè)進(jìn)氣管，進(jìn)氣管與循環(huán)風(fēng)道相連通，所述內(nèi)磚上繞圓周方向徑向均勻設(shè)有8-12個(gè)進(jìn)風(fēng)口，所述進(jìn)風(fēng)口將內(nèi)磚的外側(cè)的循環(huán)風(fēng)道與內(nèi)側(cè)的圓形孔道相連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菱鎂礦石輕燒豎窯用煤氣發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述氣固分離器為多管式旋風(fēng)分離器、離心式氣固分離器、旋流式氣固分離器、clp型旋風(fēng)分離器、過濾式氣固分離器、擴(kuò)散式旋風(fēng)分離器中的任一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菱鎂礦石輕燒豎窯用煤氣發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化爐用的氣化劑為空氣與水蒸氣的混合物，空氣和水蒸氣通過混合器混合后通過管路連接所述氣化爐的一次進(jìn)口。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菱鎂礦石輕燒豎窯用煤氣發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述氣化爐的上煤和出渣過程均為全封閉結(jié)構(gòu)，無(wú)廢渣排放。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菱鎂礦石輕燒豎窯用煤氣發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，所述飛灰返回管路具有飛灰自流角度。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)屬于冶金燃料行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種菱鎂礦石輕燒豎窯用煤氣發(fā)生系統(tǒng)，包括原料煤槽、中間緩沖槽、加煤裝置、氣化爐、出渣裝置和氣固分離器，所述氣化爐為立式結(jié)構(gòu)，包括圓柱爐體以及圓柱爐體底部的錐形爐體，原料煤依次由原料煤槽、中間緩沖槽、加煤裝置進(jìn)入錐形爐體的中段的進(jìn)煤口，分別在進(jìn)煤口的上方和下方設(shè)有氣化劑進(jìn)口，其特征在于，所述圓柱爐體的爐墻內(nèi)設(shè)有空氣風(fēng)道，空氣風(fēng)道的頂部設(shè)有氣化劑換熱進(jìn)口，空氣風(fēng)道的底部設(shè)有氣化劑換熱出口，氣化劑換熱出口通過管路與氣化劑進(jìn)口相連通。本技術(shù)的有益效果是：使物料充分裂解，強(qiáng)化了傳質(zhì)傳熱過程，提高氣化反應(yīng)溫度，強(qiáng)化爐內(nèi)氣化反應(yīng)條件，故而提高氣化強(qiáng)度及產(chǎn)能。

技術(shù)研發(fā)人員：項(xiàng)純隆,高廣鵬,夏芳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：遼寧化安工程技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240628
技術(shù)公布日：2025/5/8