碳
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分子气化回用二氧化碳造气炉
技术领域
1.本实用新型，涉及一种碳
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分子气化技术回用二氧化碳造气炉，特别是一种能够高效益回用不提纯二氧化碳气增碳的造气炉。


背景技术：

2.环境科学证明，二氧化碳的增加，是气候变暖的主要根源，由此造成冰川融化、干旱、洪水和疫情频发。因此，全世界防止气候变化的焦点，都汇集在尾气减排二氧化碳上。基于传统认知，目前全世界都是采用把二氧化碳通过捕集、利用和封存来减排碳排放。从元素层面考量现有这种方法，其技术路径都存在工艺复杂、投资大(几千万/tco2)、能耗高(几百倍/tco2)等问题，目标与结果大相径庭，由于能耗大幅增加(几百倍)，相应也增加了几百倍的二氧化碳排放。因此，采用正确科学技术减排二氧化碳，是全世界的迫切需求和重大任务。


技术实现要素：

3.本实用新型针对上述需求，提供了一种碳
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分子气化技术回用二氧化碳增碳造气炉，其特征是工艺简单、投资小、能耗低，能回用不提纯二氧化碳增碳造气+燃烧循环，全系统可以大幅度减排二氧化碳。所述的工艺系统由碳
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分子气化炉和工业反应炉组成。所述的碳
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分子气化炉设计配套了改进的炉箅，气化剂由二氧化碳气和空气/氧气+蒸汽混合组成，气化剂在炉内与煤炭逆向流动，采用分子水平设计的：“大界面薄料层完全氧化反应耦合小截面厚料层正向还原反应”机理缺氧固硫造气；所述的气化炉下部设置内外两个炉箅(小规格气化炉不设置外炉箅)，所述的内炉箅分上下两个区，二氧化碳从上区进炉；空气/氧气+蒸汽组成的气化剂从内炉箅下区和外炉箅气室进炉；为了确保炉内反应温度满足气化工艺要求，碳
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分子气化炉在上部还原区环形布置了数个测温点，相应在下部氧化区也布置了同数量的环形蒸汽喷孔+阀门，根据气化温度要求，可及时调控蒸汽喷孔设置的阀门增减蒸汽量，从而确保炉内气化反应稳定进行；所述的二氧化碳尾气增碳气化炉，是一种连续气化工艺，煤从炉顶料仓加进气化炉，靠重力向下从还原段到氧化段移动，炉渣从炉底排出，煤气从炉顶排出供反应炉、锅炉、窑炉等使用，再将二氧化碳尾气回用。这就实现了回用二氧化碳气增碳造气+高效燃烧的科学循环。
4.碳
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分子气化回用二氧化碳造气炉的效益是：可采用不提纯二氧化碳气合成气化剂增碳造气，这就大幅度简化了系统工艺、减少了投资(约是国内外现有技术的一半)、降低了能耗(仅是国内外捕集和封存技术百分之几)，而且运行成本也极低(约是国内外捕集和封存的百分之几)，从而科学实现增碳造气+高效燃烧循环，并使全系统近零排碳，环保和经济效益巨大。
附图说明
5.图1是一种典型的碳
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分子气化炉回用二氧化碳造气+工业炉燃烧工艺系统。本系
统由1碳
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分子气化炉；1
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1环形蒸汽喷孔；1
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2环形测温孔；1
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3可密封料仓；1
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4煤气出口；1
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5小截面高空间结构形成的厚料层还原反应区；1
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6大斜面低空间结构形成的大界面薄料层氧化反应区；1
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7内炉箅进二氧化碳气上区；1
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8内炉箅进气化剂下区；1
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9外炉篦；1
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10外炉箅气室组成；炉渣从炉底排出；2是工业反应炉；2
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1是原料；2
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2是烟气排放小烟囱；2
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3是二氧化碳尾气回用管；2
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4可增加设置的净化器，2
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5燃烧室。
具体实施方式
6.下面结合附图详细叙述：原煤经过筛分出块煤，10mm以下的粉煤加钙(ca/s接近1配比组份)制成煤球，设计烟气废热烘干，用输煤机把块煤和干煤球送入密封煤仓1
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3，再用加煤机送入碳
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分子气化炉1；空气+蒸汽的气化剂从内炉箅下区1
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8和外炉箅1
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9送进，内炉箅上区1
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7设计为进二氧化碳气，根据要求可在二氧化碳回用系统可增设净化器(2
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4)清洁气体，混合的气化剂在炉内与煤炭逆向流动造气，炽热煤气从出口1
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4进工业反应炉燃烧室2
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5高效燃烧，高温气体与原料2
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1在工业炉2反应，并科学配套设置二氧化碳尾气循环管路2
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3和少量废气排放的小烟囱2
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2。少量废气从小烟囱排放，二氧化碳气从回用管路去气化炉增碳造气。如此形成一个完整的科学循环系统，实现高效利用碳资源减碳的目标。所述的碳
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分子气化回用二氧化碳造气炉，设计大斜面低空间结构形成的1
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6大界面薄料层进行氧化反应c+o2＝co2耦合回用的二氧化碳一起进小截面高空间结构形成的1
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5小截面厚料层进行增碳还原反应
+
co2+c＝2co。为了确保炉内反应温度均衡满足工艺要求，所述的碳
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分子气化炉在上部还原区环形设置了测温点1
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2，对称下面的氧化区设置了同数量的1
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1蒸汽喷孔+阀门，当测点1
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2的温度超过了工艺规定值和环形测点温差超过一定数量(根据煤质定)时，可手动/自动控制喷管上的蒸汽阀门调控(这种区域调控准确、及时、有效)，这就必然确保高质量制造煤气。由于碳
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分子气化炉是在缺氧条件下用钙固硫气化，故可设计ca/s接近1的配比组份，资源消耗大幅降低，含钙炉渣从炉底排出再利用；高温煤气从气化炉引出进工业反应炉高效燃烧，二氧化碳气再回用气化炉循环。
7.碳
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分子气化回用二氧化碳造气炉，具有工艺简单，且不需要二氧化碳提纯，故应用面极大，可广泛配套在应用化工、煤电、建材、冶金等各种工业反应炉、锅炉、窑炉等尾气需要减碳上。
8.碳
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分子气化回用二氧化碳造气炉，由于具有上述先进的综合技术性能和经济优势，全球市场极大，几乎产煤国都有市场，需要减碳的都能用上。这样，就可以促进和引领全球正确减碳，科学进行碳中和，防控气候变化。


技术特征：
1.一种碳
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分子气化回用二氧化碳造气炉，其特征在于：造气炉设计大斜面低空间结构形成大界面薄料层(1
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6)进行氧化反应c+o2＝co2；设计小截面高空间结构形成厚料层(1
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5)进行加二氧化碳还原反应co2+c＝2co；所述的造气炉上部还原区设置有环形测温孔(1
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2)，对称下面的氧化区也设置同数量的(1
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1)蒸汽喷孔+阀门，根据气化温度要求，可及时调控蒸汽喷孔设置的阀门增减蒸汽量，从而确保炉内气化反应稳定进行；所述的造气炉设计内炉箅下区(1
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8)和外炉箅气室(1
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10)进气化剂；设计内炉箅上区(1
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7)进二氧化碳气，根据要求可在二氧化碳回用系统增设净化器(2
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4)清洁气体；小型炉不设置外炉箅。2.根据权利要求1所述的一种碳
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分子气化回用二氧化碳造气炉，其应用特征在于：与工业反应炉、锅炉、窑炉配套使用时，都配套设置有二氧化碳尾气循环管路(2
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3)和少量废气排放的(2
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2)烟囱。

技术总结
一种碳


技术研发人员：陈科正 陈涛 陈俊丽 陈诚 陈泽龙 张建
受保护的技术使用者：陈涛
技术研发日：2020.12.29
技术公布日：2021/12/28