專利名稱：噴流懸浮煤粉干餾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種將原煤加工成精制燃料的設(shè)備，確切地說，涉及一種應用當代高新技術(shù)將原煤象加工原油一樣，把原煤這種粗燃料進行精制，加工出氣相和固相兩種精制產(chǎn)品的專用裝置，屬于煤炭加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
自古以來，人們一直習慣于將煤作為直接燃料使用。然而，作為自然界礦產(chǎn)資源的煤，尤其是從煤礦中直接開采出來的原煤中含有多種燃料和化工原料，如將其直接燃燒使用，既污染環(huán)境，又是對其資源的極大浪費，很不合理。正如人們早期也曾經(jīng)將原油直接作為燃料使用一樣，但是人們很早就發(fā)現(xiàn)了將原油煉制成各種精制石油產(chǎn)品后，其使用價值更高，還能大大減少對環(huán)境的污染，由此產(chǎn)生并發(fā)展了煉油和石油化工工業(yè)。煉油是將液相的石油加熱蒸發(fā)成氣相后進行分離其組成成分的，由于原煤是塊狀固體，要象煉油那樣加工處理，采用傳統(tǒng)的方法在技術(shù)上很難實現(xiàn)。隨著地球工業(yè)化發(fā)展，要求保護人類生態(tài)環(huán)境的呼聲日趨強烈，直接將原煤作為燃料使用的行為也將列入環(huán)境治理的議事日程。如在歐洲，已經(jīng)規(guī)定了每個企業(yè)向大氣層中排放有害氣體的限額，如超標排放，要收取環(huán)保費用，在93年，每超標排放1噸有害氣體，要收費699美元，到2000年將上漲到每噸6000美元。
從能源的合理利用角度出發(fā)，以煤作燃料的采用簡單循環(huán)機組的火力電廠能耗高、污染大、發(fā)電效率低，今后大型火力電廠的發(fā)展超勢是采用氣體燃料(如天然氣等)的以燃氣輪機為主的高效電熱聯(lián)合循環(huán)機組?，F(xiàn)在先進的聯(lián)合循環(huán)機組發(fā)電效率達到了52－54％，而目前的火力電廠僅是其一半。美國在安大略湖畔正在興建的一個容量為1000兆瓦(MW)的獨立電廠就是采用燃氣輪機與蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電的電熱聯(lián)合循環(huán)機組，可將有害氣體的排放控制到極小程度每年向大氣排放的氧化氮和一氧化碳的總量不足3000噸。雖然我國是個產(chǎn)油大國，但令人遺憾的是國內(nèi)商品天然氣的產(chǎn)量尚不足以供給國內(nèi)發(fā)展大型聯(lián)合循環(huán)電站。為了控制污染，93年年底美國能源部專家曾建議中國政府通過將煤氣化的方法來獲取燃氣輪機燃料，以此推動使用聯(lián)合循環(huán)機組發(fā)電。
本實用新型的目的是提供一種可以提供煤炭氣相和固相精制燃料的噴流懸浮煤粉干餾加工裝置。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，它有底座、干餾塔、燃燒室、干煤粉噴管，其特征在于；干餾塔是個立式圓筒形金屬容器，通過其底座固定在地基上，該容器底部裝有通過輸入壓縮空氣和氣體燃料進行燃燒，以提供干餾熱能和氣流的燃燒室，在燃燒室噴管的上方的容器壁上等距間隔裝設(shè)有若干個干煤粉噴嘴，該噴嘴外接有可輸入由一定氣壓攜送的煤粉流的匯流管，此干餾塔的上方是煤炭精制后的氣相和固相兩相混合物的出口；在該容器近旁安設(shè)有對燃燒室的壓縮空氣、氣體燃料的壓力、流量供給，煤粉噴嘴里的流速、壓力和塔內(nèi)溫度進行實時控制的工業(yè)過程控制器。其中燃燒室可以是單管燃燒室，也可以是環(huán)形燃燒室。
本實用新型是將原煤象原油那樣進行精制加工的一項關(guān)鍵設(shè)備，在申請人的專利技術(shù)《用于大規(guī)模生產(chǎn)煤粉的動力裝置》(專利號CN92229284.1)基礎(chǔ)上，利用航天技術(shù)先將塊狀原煤以工業(yè)化的方式大批量加工成粒度直徑為φ1－10μ的超細煤粉，并與水混合而成水煤漿后，再在本實用新型裝置里進行噴流，懸浮干餾的精制加工處理，從而獲得支持國內(nèi)發(fā)展燃蒸聯(lián)合循環(huán)電熱冷聯(lián)供電站所需要的氣體燃料來源和原煤的其它精制產(chǎn)品。
本實用新型是應用固體微?？梢詰腋》稚⒃跉怏w中的原理而研制的特殊分餾裝置。它是將煤粉在嚴格控制的狀態(tài)條件下進行干餾，使其碳氫組合物分解成氣體，在本實用新型裝置中完成干餾和兩相分離，再經(jīng)后續(xù)設(shè)備的廢熱回收、降溫、冷卻后分離成氣相燃料——干餾煤氣和固相燃料——精制焦炭粉顆粒。其中氣體燃料可以作為“精細”燃料以供國內(nèi)發(fā)展聯(lián)合循環(huán)電站，既能改善人們生活燃料結(jié)構(gòu)，又能大大改善生態(tài)環(huán)境減少污染。而焦炭則是國際市場上的緊俏商品，每噸焦炭粉的售價，國際市場為120美元，超過石油價格。由于我國是個煤炭資源儲量和開采產(chǎn)量的大國，如何開發(fā)利用和擴大煤炭的深層次應用一直是能源部門不斷探索的課題。本發(fā)明就是將原煤進行“粗糧細作”的一項新型裝置，可以在充分發(fā)揮我國能源資源優(yōu)勢和技術(shù)優(yōu)勢的前提下，解決發(fā)展國內(nèi)能源問題和環(huán)境保護問題所面臨的燃料供應匱乏的矛盾，且其加工的精制品還可出口創(chuàng)匯，獲益巨大。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
參見
圖1，本實用新型是由底座1、干餾塔2、燃燒室3、干煤粉噴嘴4等組成，其中干餾塔2是個立式圓筒形金屬容器，通過其底座1固定在地基上，在干餾塔底部裝有燃燒室3，通過輸入壓縮空氣31和氣體燃料32使之燃燒，以提供干餾過程所需的熱能和氣流，干餾塔內(nèi)的溫度應控制在400－700℃之間，這里的燃燒室3中的空氣過剩系數(shù)α不要太大，應嚴格控制在11.05－11.20的范圍之內(nèi)，絕不可達到燃氣輪機中的空氣過剩系數(shù)的數(shù)值(13.5－15)。在燃燒室噴管的上方容器壁上等距間隔裝設(shè)有若干個干煤粉噴嘴4，噴嘴4外接有其管道內(nèi)充填由一定氣壓攜送煤粉流的匯流管41，此煤粉流通過噴嘴送入塔內(nèi)，其煤粉顆粒應控制在直徑φ1－10μ之間，即超細煤粉。當燃燒室3中的高溫氣體噴入干餾塔2內(nèi)時，就會遇到從燃燒室噴嘴上部的干餾塔內(nèi)向下沉降飄落的干煤粉顆粒，該高溫氣體就會攜帶煤粉顆粒懸浮地向塔頂上升，并在上升過程中完成干餾過程。在干餾塔內(nèi)，氣流的上升速度可控制到略微超過其中最大顆粒的煤粉在干餾塔內(nèi)的沉降速度，以便可以在嚴格控制塔內(nèi)溫度、壓力、流速、氣氛等條件下，對煤粉進行干餾，將其分割成氣體燃料和粉狀的固體顆粒。干餾塔的頂部21是此兩相混合物的出口，輸出的兩相混合物經(jīng)過常規(guī)的分離、余熱回收、冷卻、袋式過濾器過濾后，其中氣相燃料進入輸出管道，再經(jīng)凈化處理、增壓、計量后就可由外輸管道配送給用戶使用。粉狀焦炭則經(jīng)稱重、包裝后可入成品倉庫儲存外銷。由于上述裝置都是常規(guī)標準設(shè)備，也非本實用新型設(shè)備的構(gòu)成，故不再細述。需要特別指出的是，雖然本實用新型設(shè)備的機械結(jié)構(gòu)相當簡單，但其干餾過程的狀態(tài)控制必須是在相當嚴格的工藝操作條件下進行的。所以，在干餾塔2的近旁安設(shè)有工業(yè)過程控制器5，該控制器5通過其接口介面51對燃燒室的壓縮空氣、氣體燃料的壓力、流量，煤粉的流速、壓力和塔內(nèi)溫度、壓力等參數(shù)進行實時采集、控制。上述燃燒室3可以是單管式燃燒室，也可以是環(huán)形燃燒室。
本實用新型還可以把干餾容器2制成如同煙囪般的豎直塔形結(jié)構(gòu)，其中燃燒室3噴嘴仍位于干餾容器的下部，向容器2內(nèi)噴入壓縮空氣和氣體燃料，以提供塔內(nèi)升溫所需燃料和懸浮氣流，煤粉噴嘴4這時應位于干餾塔的上部，使煤粉流在依其顆粒重力而沉降的過程中，遇到上升的熱氣流而產(chǎn)生懸浮干餾作用。因塔身很高，可在煤粉顆粒下降過程中充分干餾氣化，這樣，從干餾塔頂部出來的是本裝置的氣體燃料產(chǎn)品，而固態(tài)燃料產(chǎn)品則從塔底排出。塔身內(nèi)可以裝有金屬隔層，以減少煤粉與氧氣的接觸。
總之，利用本實用新型對煤進行噴流懸浮干餾處理，可以獲得精細燃料、節(jié)能、增加經(jīng)濟效益和治理改善環(huán)境污染等綜合經(jīng)濟效益和社會效益，是一項很有發(fā)展?jié)摿蛻们熬暗闹匾b置。
權(quán)利要求1.一種噴流懸浮煤粉干餾裝置，它有底座、干餾塔、燃燒室、干煤粉噴管，其特征在于；干餾塔是個立式圓筒形金屬容器，通過其燃燒室固定在地基上，該容器底部裝有通過輸入壓縮空氣和氣體燃料進行燃燒，以提供干餾熱能和氣流的燃燒室，在燃燒室噴管的上方的容器壁上等距間隔裝設(shè)有若干個干煤粉干噴嘴，該噴嘴外接有可輸入由一定氣壓攜送的煤粉流的匯流管，此干餾塔的上方是煤炭精制后的氣相和固相兩相混合物的出口；在該容器近旁安設(shè)有對燃燒室的壓縮空氣、氣體燃料的壓力、流量供給，干煤粉噴嘴里的流速，壓力和塔內(nèi)溫度進行實時控制的工業(yè)過程控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的噴流懸浮煤粉干餾裝置，其特征在于其中燃燒室可以是單管燃燒室，也可以是環(huán)形燃燒室。
專利摘要一種噴流懸浮煤粉干餾裝置，是在一個立式圓筒型金屬容器的下部裝有燃燒室，以便通過輸入壓縮空氣和氣體燃料進行燃燒，提供干餾熱能和氣流。在燃燒室噴管上方的容器壁上等距間隔裝有若干個干煤粉噴嘴，藉此噴入由一定氣壓攜送的煤粉流，在塔內(nèi)進行噴流懸浮干餾的加工處理，從中獲取氣相燃料——干餾煤氣和固相燃料——精制焦炭粉顆粒。前者可供國內(nèi)發(fā)展聯(lián)合循環(huán)電站的燃料所需，后者可出口創(chuàng)匯，本裝置具有很好的經(jīng)濟、社會效益。
文檔編號C10B53/04GK2193878SQ9421491
公開日1995年4月5日 申請日期1994年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月14日
發(fā)明者石行, 張大閩 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠