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申请/专利权人：中国石油大学(华东)

摘要：本发明提供一种分级热解气化燃烧一体化燃煤炉。燃煤炉顶部设有加热口，靠近炉口的炉壁侧面设烟气出口，炉膛中心设有煤炭热解气化筒，下部设有活动式炉篦，底部设置活动式灰斗；固定床热解气化筒的顶部高度低于烟气出口，并加有活动式盖板，中部设有气化空气进气管；煤炭热解气化筒外壁与炉膛形成环形燃气燃烧室，煤炭热解气化筒底部与活动式炉篦形成热解气化残渣煅烧段；炉篦下部设有煅烧空气入口，环形燃气燃烧室的中上部设有燃烧空气入口，烟气出口设置有热水换热器，烟气通过加高烟筒排入大气。

主权项：1.分级热解气化燃烧一体化燃煤炉，其特征在于，燃煤炉顶部设有加热口，靠近炉口的炉壁侧面设烟气出口，炉膛中心设有煤炭热解气化筒，下部设有活动式炉篦，底部设置活动式灰斗；煤炭热解气化筒体的顶部高度低于烟气出口，并加有带提耳的活动盖板，筒体向上13-23高度处设有气化空气进气管；煤炭热解气化筒底部与活动式炉篦形成热解气化残渣煅烧段，热解气化残渣煅烧段为煤炭热解气化筒体高度的13-23；煤炭热解气化筒外壁与炉膛形成环形燃气燃烧室，环形截面积为炉膛截面积的25%-75%；炉篦下部设有煅烧空气入口，环形燃气燃烧室向上12-34高度处设有燃烧空气进气管，烟气出口设置有热水换热器，烟气通过外置加高烟筒排入大气。

全文数据：分级热解气化燃烧一体化燃煤炉1.技术领域本发明提供分级热解气化燃烧一体化燃煤炉，属于煤炭清洁利用技术领域。2.背景技术煤炭在能源结构中的重要地位是由资源条件决定的。在世界范围内，煤炭资源相对于其它化石资源要丰富得多，在未来五十年，将继续是世界的主要能源之一。中国“富煤少油贫气”的能源禀赋决定了中国能源结构在未来相当长的时期内是以煤为主。煤炭HC远低于石油和天然气HC，其单位热值价格最便宜，不到油和气的14，最适合作为燃料或生产特种化学品。但由于煤的组成十分复杂，含有大量灰分和其他有害物质，储运与使用不便，作为一次能源直接燃用热效低，加之我国煤炭利用技术比较落后，对环境污染严重，是目前直燃污染排放最高的化石能源，成为国家能源体系构建的两难选择。煤炭并不一定是“肮脏的能源”，能源“洁净”与否，必须和使用能源的技术联系在一起，煤气化是洁净煤技术的重要方面。利用煤先气化后作为燃料或发电是世界各国正在开发和应用的洁净煤技术的趋势。由于我国地缘辽阔，地理环境差异大，经济发展不平衡，当地生物质、天然气、煤炭、电、地热、太阳能等能源种类繁多，应立足本地资源禀赋、经济实力、基础设施等条件及大气污染防治要求，结合区域特点和居民消费能力，因地制宜，做到“资源用得好、财政补得起、设施跟得上、居民可承受”，用合理经济代价获取最大的整体污染物减排效果。采用煤炭气化后燃烧的一体化燃煤炉，既可实现煤炭高效清洁利用，又可解决农村和城郊低成本安全燃烧取暖和天然气管网不足的难题。但目前上吸式气化燃烧一体化燃煤炉存在燃气中焦油含量高，烟气中NOx和颗粒物超标，返烟现象严重，原料中的水分没有起到气化剂的作用；下吸式气化燃烧一体化燃煤炉尽管原料中的水分起到气化剂的作用，降低了燃气中焦油的含量，但干燥热解段过长、氧化还原段过短造成煤气化率低、灰渣中含碳过高等。因此，亟需开发能够气化效率高、煤炭利用效率高、烟气NOx和颗粒物排放量低的气化燃烧一体化燃煤炉，解决边远农村和城乡结合部的散煤燃烧污染难题。3.发明内容为了克服现有气化燃烧一体化燃煤炉技术存在的不足，本发明的目的是开发一种分级热解气化燃烧一体化燃煤炉，该装置能够有效缩短干燥热解段，充分利用原料中水分的气化剂作用，提高煤炭气化效率，大幅度降低煤气中焦油含量和灰渣中碳含量以及烟气的NOx和颗粒物排放量。本发明所采用的气化燃烧一体化燃煤炉，利用煤炭内筒下吸式气化和灰渣上吸式气化煅烧以及环形空间上行燃烧加热干燥相结合，有效缩短干燥热解段，充分利用原料中水分的气化剂作用，提高煤炭气化效率，大幅度降低煤气中焦油含量和灰渣中碳含量；通过分段进空气和分段燃烧大幅度降低了烟气的NOx、CO、有机挥发物和颗粒物排放量，从而实现了散煤燃烧的清洁高效化，做到“资源用得好、财政补得起、设施跟得上、居民可承受”，用合理经济代价获取最大的整体污染物减排效果，解决边远农村和城乡结合部的散煤取暖做饭的生活难题。本发明的分级热解气化燃烧一体化燃煤炉特征是：燃煤炉顶部设有加热口，靠近炉口的炉壁侧面设烟气出口，炉膛中心设有煤炭热解气化筒，下部设有活动式炉篦，底部设置活动式灰斗；煤炭热解气化筒体的顶部高度低于烟气出口，并加有带提耳的活动盖板，筒体向上13-23高度处设有气化空气进气管；煤炭热解气化筒底部与活动式炉篦形成，热解气化残渣煅烧段为煤炭热解气化筒体高度的13-23；煤炭热解气化筒外壁与炉膛形成环形燃气燃烧室，环形截面积为炉膛截面积的25％-75％；炉篦下部设有煅烧空气入口，环形燃气燃烧室向上12-34高度处设有燃烧空气进气管，烟气出口设置有热水换热器，烟气通过外置加高烟筒排入大气。在本发明中，气化空气进气管截面积：煅烧空气入口面积：燃烧空气进气管截面积为100：20-80:200-500。在本发明中，气化空气进气管向下倾斜伸入到煤炭热解气化筒内部，与煤炭热解气化筒壁的夹角为10°-90°，伸入到煤炭热解气化筒内部的气化空气进气管侧下方设置成对的进气孔，气化空气进气管的出口端也设有进气口，进气孔的面积总和为气化空气进气管截面积的20％-90％。在本发明中，燃烧空气进气管伸入到环形燃气燃烧室，伸入到环形燃气燃烧室的燃烧空气进气管上方和出口端均设置进气孔，进气孔的面积总和为燃烧空气进气管截面积的20％-90％。在本发明中，气化空气进气管和燃烧空气进气管可以设置为二级，靠近烟气出口的二级燃烧空气进气管的进气孔面积为靠近气化空气进气管的一级燃烧空气进气管的进气孔面积的100％-300％。在本发明中，活动式炉篦向上部分的燃煤炉炉壁带有隔热耐磨浇注衬里或隔热炉瓦。4.附图说明图1为本发明的燃煤炉示意图。附图标记说明1.炉体，2.煤炭热解气化筒，3.活动式炉篦，4.活动式灰斗，5.活动盖板，6.气化空气进气管，7.煅烧空气入口，8.燃烧空气进气管，9.热水换热器，10.加热口，11.烟筒。下面结合图1和实施例来详述本发明的设备特点。5.具体实施方式以下实施例均按照图1所示的分级热解气化燃烧一体化燃煤炉。图1所述设备具体包括：在燃煤炉顶部设有加热口10的盖板、水壶或生活炊具，靠近炉膛加热口10的炉壁侧面设烟气出口，炉膛中心设有煤炭热解气化筒2，下部设有活动式炉篦3，底部设置活动式灰斗4；煤炭热解气化筒2体的顶部高度低于烟气出口，并加有带提耳的活动盖板5，筒体向上13-23高度处设有气化空气进气管6；煤炭热解气化筒2底部与活动式炉篦3形成，热解气化残渣煅烧段为煤炭热解气化筒体2高度的13-23；煤炭热解气化筒2外壁与炉膛形成环形燃气燃烧室，环形截面积为炉膛截面积的25％-75％；炉篦下部设有煅烧空气入口7，环形燃气燃烧室向上12-34高度处设有燃烧空气进气管8，烟气出口设置有热水换热器9，烟气通过外置加高烟筒11排入大气。所述的气化空气进气管6截面积：煅烧空气入口7面积：燃烧空气进气管8截面积为100：20-80:200-500。所述的气化空气进气管6向下倾斜伸入到煤炭热解气化筒2内部，与煤炭热解气化筒2壁的夹角为10°-90°，伸入到煤炭热解气化筒2内部的气化空气进气管6侧下方设置成对的进气孔，气化空气进气管6的出口端也设有进气口，进气孔的面积总和为气化空气进气管6截面积的20％-90％。所述的燃烧空气进气管8伸入到环形燃气燃烧室，伸入到环形燃气燃烧室的燃烧空气进气管8上方和出口端均设置进气孔，进气孔的面积总和为燃烧空气进气管8截面积的20％-90％。所述的气化空气进气管6和燃烧空气进气管8可以设置为二级，靠近烟气出口的二级燃烧空气进气管8的进气孔面积为靠近气化空气进气管6的一级燃烧空气进气管的进气孔面积的100％-300％。所述的活动式炉篦3向上部分的燃煤炉炉壁带有隔热耐磨浇注衬里或隔热炉瓦。实施例1本实施例气化空气进气管6和燃烧空气进气管8均为二级：流程如下：在燃煤炉顶部设有加热口10的盖板、水壶或生活炊具，靠近炉膛加热口10的炉壁侧面设烟气出口，炉膛中心设有煤炭热解气化筒2，下部设有活动式炉篦3，底部设置活动式灰斗4；煤炭热解气化筒2体的顶部高度低于烟气出口，并加有带提耳的活动盖板5；筒体向上13和12高度处分别设有两级气化空气进气管6，13高度处气化空气进气管截面积是12高度处气化空气进气管截面积的150％；煤炭热解气化筒2底部与活动式炉篦3形成，热解气化残渣煅烧段为煤炭热解气化筒体2高度的12；煤炭热解气化筒2外壁与炉膛形成环形燃气燃烧室，环形截面积为炉膛截面积的25％；炉篦下部设有煅烧空气入口7，环形燃气燃烧室向上12和34高度处分别设有燃烧空气进气管8，12高度处燃烧空气进气管截面积为34高度处燃烧空气进气管截面积的200％；烟气出口设置有热水换热器9，烟气通过外置加高烟筒11排入大气。结果显示，实施例1的燃煤炉中燃气焦油含量小于25mgNm3,灰渣中残碳小于2％，烟气中NOx含量小于30PPm，CO、有机挥发物和颗粒物排放量均达到国家超低排放标准。实施例2本实施例气化空气进气管6为一级，燃烧空气进气管8为二级：流程如下：在燃煤炉顶部设有加热口10的盖板、水壶或生活炊具，靠近炉膛加热口10的炉壁侧面设烟气出口，炉膛中心设有煤炭热解气化筒2，下部设有活动式炉篦3，底部设置活动式灰斗4；煤炭热解气化筒2体的顶部高度低于烟气出口，并加有带提耳的活动盖板5；筒体向上12高度处分别设有气化空气进气管6；煤炭热解气化筒2底部与活动式炉篦3形成热解气化残渣煅烧段，热解气化残渣煅烧段为煤炭热解气化筒体2高度的12；煤炭热解气化筒2外壁与炉膛形成环形燃气燃烧室，环形截面积为炉膛截面积的25％；炉篦下部设有煅烧空气入口7，环形燃气燃烧室向上12和34高度处分别设有燃烧空气进气管8，12高度处燃烧空气进气管截面积为34高度处燃烧空气进气管截面积的250％；烟气出口设置有热水换热器9，烟气通过外置加高烟筒11排入大气。结果显示，实施例1的燃煤炉中燃气焦油含量小于35mgNm3,灰渣中残碳小于2％，烟气中NOx含量小于15PPm，CO、有机挥发物和颗粒物排放量均达到国家超低排放标准。

权利要求：1.分级热解气化燃烧一体化燃煤炉，其特征在于，燃煤炉顶部设有加热口，靠近炉口的炉壁侧面设烟气出口，炉膛中心设有煤炭热解气化筒，下部设有活动式炉篦，底部设置活动式灰斗；煤炭热解气化筒体的顶部高度低于烟气出口，并加有带提耳的活动盖板，筒体向上13-23高度处设有气化空气进气管；煤炭热解气化筒底部与活动式炉篦形成热解气化残渣煅烧段，热解气化残渣煅烧段为煤炭热解气化筒体高度的13-23；煤炭热解气化筒外壁与炉膛形成环形燃气燃烧室，环形截面积为炉膛截面积的25％-75％；炉篦下部设有煅烧空气入口，环形燃气燃烧室向上12-34高度处设有燃烧空气进气管，烟气出口设置有热水换热器，烟气通过外置加高烟筒排入大气。2.根据权利要求1所述的分级热解气化燃烧一体化燃煤炉，其特征在于，气化空气进气管截面积：煅烧空气入口面积：燃烧空气进气管截面积为100：20-80:200-500。3.根据权利要求1所述的分级热解气化燃烧一体化燃煤炉，其特征在于，气化空气进气管向下倾斜伸入到煤炭热解气化筒内部，与煤炭热解气化筒壁的夹角为10°-90°，伸入到煤炭热解气化筒内部的气化空气进气管侧下方设置成对的进气孔，气化空气进气管的出口端也设有进气口，进气孔的面积总和为气化空气进气管截面积的20％-90％。4.根据权利要求1所述的分级热解气化燃烧一体化燃煤炉，其特征在于，燃烧空气进气管伸入到环形燃气燃烧室，伸入到环形燃气燃烧室的燃烧空气进气管上方和出口端均设置进气孔，进气孔的面积总和为燃烧空气进气管截面积的20％-90％。5.根据权利要求1所述的分级热解气化燃烧一体化燃煤炉，其特征在于，气化空气进气管和燃烧空气进气管可以设置为二级，靠近烟气出口的二级燃烧空气进气管的进气孔面积为靠近气化空气进气管的一级燃烧空气进气管的进气孔面积的100％-300％。6.根据权利要求1所述的分级热解气化燃烧一体化燃煤炉，其特征在于，活动式炉篦向上部分的燃煤炉炉壁带有隔热耐磨浇注衬里或隔热炉瓦。

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