一种利用含碳固体物料制备燃料气的装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113234485A(43)申请公布日2021.08.10(21)申请号202110593367.9C10J3/84(2006.01)(22)申请日2021.05.28(71)申请人中国科学院山西煤炭化学研究所地址030001山西省太原市桃园南路27号(72)发明人郭金霞张永奇李庆峰胡震陈寒石张林仙(74)专利代理机构太原申立德知识产权代理事务所(特殊普通合伙)14115代理人程园园(51)Int.Cl.C10J3/20(2006.01)C10J3/34(2006.01)C10J3/72(2006.01)C10J3/74(2006.01)C10J3/76(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种利用含碳固体物料制备燃料气的装置及方法(57)摘要本发明提供的一种利用含碳固体物料制备燃料气的装置及方法，其自下而上依次连接有出渣口短节、椭圆封头、气化炉腔、变径段及提升段，渣口短节底部设置熔渣出口，渣口短节侧壁上设置环管进气口和渣口喷嘴，椭圆封头的下部设置气化剂进口，提升段的下部设置气化剂喷嘴；本发明提供的方法易于操作，同时方法涉及的装置结构简单；另外该装置设置了提升段，并在提升段设置了气化剂喷嘴，使燃料气中的可燃组分在提升段内充分燃烧，有效提升了物料的碳转化率；另外该装置设置了出渣口短节，并在出渣口短节的侧壁上设置渣口喷嘴，从渣口喷嘴中通入气化剂，使灰渣再次燃烧后形成熔融态，再通过常规激冷装置可得到玻璃体，从而实现灰渣的无害化处理。CN113234485ACN113234485A权利要求书1/2页1.一种利用含碳固体物料制备燃料气的装置，其特征在于：包括自下而上依次连接的出渣口短节(12)、椭圆封头(4)、气化炉腔体(6)、变径段(5)及提升段(2)，所述出渣口短节(12)底部设置有熔渣出口(11)，所述熔渣出口(11)与激冷装置相连接，所述出渣口短节(12)的外部设置有水夹套(15)，所述出渣口短节(12)侧壁自上而下依次设置有环管进气口(9)及若干排渣口喷嘴(10)，每排所述渣口喷嘴(10)沿出渣口短节(12)的圆周方向均匀布置4‑8个，所述椭圆封头(4)内腔中套设有分布板(7)，所述椭圆封头(4)的下部设置有气化剂进口(8)，所述气化炉腔体(6)的侧壁设置有物料进口(13)若干，所述提升段(2)的侧壁设置有若干排气化剂喷嘴(3)，每排所述气化剂喷嘴(3)沿提升段(2)的圆周方向均匀布置4‑8个，所述提升段(2)的顶部设置有气体出口(1)，所述气体出口(1)与除尘系统连接。2.根据权利要求1所述的一种利用含碳固体物料制备燃料气的装置，其特征在于：所述提升段(2)、气化炉腔体(6)及出渣口短节(12)的内壁上均涂覆有隔热层和耐火层，所述耐火层位于隔热层的外侧，隔热层材料为轻质莫来石料，耐火层材料为白刚玉耐磨料和高强高铝耐磨料，所述出渣口短节(12)外部设置有水夹套(15)，所述水夹套(15)内部设置有空腔，所述水夹套(15)上设置有进水口(14)、出水口(16)，所述空腔、进水口(14)及出水口(16)连通，以实现冷却水的进出。3.根据权利要求1所述的一种利用含碳固体物料制备燃料气的装置，其特征在于：所述气化剂喷嘴(3)、渣口喷嘴(10)的内层为通气管道，所述通气管道外部套设有外壳，所述外壳与通气管道之间形成冷却通道。4.根据权利要求1所述的一种利用含碳固体物料制备燃料气的装置，其特征在于：所述分布板(7)为倒锥形，所述分布板(7)的倾斜度为30°‑60°，所述分布板(7)上开有出气孔，所述出气孔的孔径为1‑6mm，数量为200‑2000个，以实现椭圆封头(4)与气化炉腔体(6)中的气体连通，所述分布板(7)的外表面涂覆有耐火层。5.根据权利要求1所述的一种利用含碳固体物料制备燃料气的装置，其特征在于：所述提升段(2)与气化炉腔体(6)的内径比为1:3～3:4。6.根据权利要求1所述的一种利用含碳固体物料制备燃料气的装置，其特征在于：所述物料进口(13)的数量为1‑3个。7.一种利用含碳固体物料制备燃料气的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，进料：含碳固体物料从物料进口(13)进入气化炉腔体(6)内部；步骤2，气化剂供气：气化剂通过气化剂进口(8)通入椭圆封头(4)内，再通过分布板(7)均匀进入气化炉腔体(6)内部；步骤3，第一次气化反应：气化剂与含碳固体物料在气化炉腔体(6)内进行第一次气化反应，生成气体与灰渣；步骤4，第二次气化反应：第一次气化反应产生的气体进入提升段(2)中，通过气化剂喷嘴(3)向提升段(2)中通入气化剂，第一次气化反应产生的气体与气化剂混合燃烧，以对气体中的含碳颗粒、各种有机物进行第二次气化反应，提