專利名稱：兩段式干煤粉氣化爐的制作方法
本

發(fā)明內容
屬于煤氣化設備領域，涉及一種干煤粉氣化爐。
現(xiàn)有技術中，荷蘭Shell和德國Prenflo氣化爐均為以干煤粉形式進料的氣化裝置，但它們只有一級氣化反應，為了讓高溫煤氣中的熔融態(tài)灰渣凝固以免使煤氣冷卻器堵塞，不得不采用后續(xù)工藝中大量的冷煤氣對高溫煤氣進行急冷，方可使高溫煤氣由1400℃冷卻到900℃，其熱量損失很大，氣化爐的碳轉化率、冷煤氣效率和總熱效率等指標均比較低。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種結構合理、使用壽命長并具有較高碳轉化率、冷煤氣效率及總熱效率的兩段式干煤粉氣化爐。
為實現(xiàn)上述發(fā)明目的而采用的技術解決方案是這樣的所提供的兩段式干煤粉氣化爐具有一個上端帶煤氣出口的上爐膛和一個與上爐膛連通且下端帶渣口的下爐膛，在下爐膛側壁上對稱開有四個粉煤、水和氧氣進口，在上爐膛的側壁上對稱開有兩個二次粉煤和水進口，在爐體底部設有熔渣冷卻池和排渣系統(tǒng)。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的創(chuàng)新點是將氣化爐膛分為兩段，在下爐膛段(第一反應區(qū))，約80％的干煤粉與氧氣和蒸汽發(fā)生氣化反應，在上爐膛段(第二反應區(qū))，噴入約20％的干煤粉和蒸汽，與下爐膛段生成的高溫煤氣進行熱解和氣化反應，使煤氣的可燃成分增加，熱值提高，同時使高溫煤氣得到冷卻，以便煤氣中的熔融態(tài)灰渣凝固并進而從煤氣中分離出來。該氣化爐的碳轉化率、冷煤氣效率及總熱效率均比現(xiàn)有的各類氣化爐高，煤種的適用范圍廣，其產品可適用于煤氣化發(fā)電、化工合成等系統(tǒng)。
以下將結合附圖對本發(fā)明內容做進一步說明。


圖1為發(fā)明一個具體實施例的結構示意圖。
圖2為采用本發(fā)明所述裝置實施煤氣化工藝的流程圖。
參見附圖，該氣化爐的外殼為一直立圓筒，爐膛分為上爐膛I和下爐膛II兩段，下爐膛II是第一反應區(qū)，為一個兩端窄中間寬的腔體，氣體在膛內平均停留5秒，四個對稱的用于輸入粉煤、水和氧氣的進口2設在下爐膛的兩側壁上，渣口11設在下爐膛底部高溫段，采用液態(tài)排渣，在下爐膛II內壁面上繞設有用于回收部分熱量的盤管式水冷壁12；上爐膛I為第二反應區(qū)，其內徑較下爐膛II的內徑小，高度較長，在上爐膛I的側壁上開有兩個對稱的二次粉煤和水進口5，同時在上爐膛I內壁面上也設有用于回收熱量的水冷壁9。工作時，由氣化爐下段噴入干煤粉、氧氣(純氧或富氧)以及蒸汽，所噴入的煤粉量占總煤量的80～85％，在上爐膛進口5處噴入過熱蒸汽夾帶的粉煤，所噴入量占總煤量的15～20％。該裝置中上段爐的作用主要有二其一是代替循環(huán)合成氣使溫度高達1400℃的煤氣急冷至約900℃，其二則是利用下段爐煤氣顯熱進行熱裂解和部分氣化，提高總的冷煤氣效率和熱效率。圖1中序號1為冷卻水進口；3為冷卻水出口；4為鍋爐水進口；6為煤氣出口；7為水汽去汽包；8為上聯(lián)箱；10為下聯(lián)箱。
根據(jù)本發(fā)明而實施的氣化工藝流程如圖2所示首先干煤粉進入常壓的煤粉旋風器13，使煤粉與氮氣分離，煤粉進入常壓粉倉14中；帶有少量煤粉的氮氣通過煤粉過濾器12把煤粉分離后繼續(xù)使用，而氮氣則被排空；此后煤粉經粉煤計量斗15后落入變壓罐16中，然后向變壓罐16輸入高壓的氮氣，將煤粉壓入加壓罐17中，再通過螺旋輸送機(絞龍)18按嚴格的計量關系把煤粉送到高壓氮氣輸送管中，利用高壓氮氣將煤粉送到氣化爐中去；在絞龍的出口處，煤粉噴入氣化爐下段的爐膛II中與同時噴入的氧氣和水進行氣化反應，該反應區(qū)噴入的煤粉的量約占總量的80～85％；在爐體的上段反應區(qū)I，經過與上述類似的干法煤粉供應系統(tǒng)，噴入剩余的15～20％煤粉和一部分過熱水蒸氣，借用來自第一反應區(qū)II的高溫顯熱進行熱裂和氣化反應；在氣化爐爐膛中，大部分灰在熔化后流入氣化爐底部的儲渣罐23，在罐中凝聚成顆粒狀，最后通過撈渣機撈出。圖2中序號19為常壓粉倉；20為變壓罐；21為加壓罐；22為螺旋輸送機。
權利要求
1.一種兩段式干煤粉氣化爐，其特征是具有一個上端帶煤氣出口(6)的上爐膛(I)和一個與上爐膛(I)連通且下端帶渣口(11)的下爐膛(II)，在下爐膛(II)側壁上對稱開有四個粉煤、水和氧氣進口(2)，在上爐膛(I)的側壁上對稱開有兩個二次粉煤和水進口(5)，在爐體底部設有熔渣冷卻池和排渣系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的兩段式干煤粉氣化爐，其特征是在下爐膛(II)內壁面上繞設有盤管式水冷壁(12)，在上爐膛(I)內壁面上設有水冷壁(9)。
3.如權利要求1所述的兩段式干煤粉氣化爐，其特征是上爐膛(I)的內徑小于下爐膛(II)的內徑。
全文摘要
該氣化爐具有上下兩段爐膛，在下爐膛段約80％的干煤粉與氧氣和蒸汽發(fā)生氣化反應，在上爐膛段噴入約20％的干燥粉和蒸汽，其與下爐膛段生成的高溫煤氣進行熱解和氣化反應后，可使煤氣的可燃成分增加，熱值提高，并使高溫煤氣得到冷卻，有助于煤氣中的熔融態(tài)灰渣凝固并從煤氣中分離出來。本發(fā)明的碳轉化率、冷煤氣效率及總熱效率均比現(xiàn)有的氣化爐高，其產品適用于煤氣化發(fā)電、化工合成等系統(tǒng)。
文檔編號C10J3/48GK1417289SQ01131780
公開日2003年5月14日 申請日期2001年11月8日 優(yōu)先權日2001年11月8日
發(fā)明者許世森, 任永強, 危師讓, 張東亮, 夏軍倉 申請人:國家電力公司熱工研究院