專利名稱：一種固定床熔渣氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熔渣氣化爐，特別是涉及一種處理含碳物質(zhì)的固定床熔渣氣化 爐。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，固定床熔渣氣化爐通常用于處理含碳物質(zhì)，含碳物質(zhì)包括固體原料 和液體原料。固體原料可以指含水量小于45%的固體含碳物質(zhì)，如各種優(yōu)質(zhì)煤、低質(zhì)煤、劣 質(zhì)煤、泥煤、固體垃圾和固體含碳生物質(zhì)等；液體原料可以指多元料漿、焦油、渣油、煤漿和 含碳生物質(zhì)料漿等。
目前大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的主流煤氣化技術(shù)中使用的氣化爐包括，有固定床的固態(tài) 排渣的加壓氣化爐、液態(tài)排渣的氣流床煤漿加壓氣化爐，以及液態(tài)排渣的粉煤氣流床加壓 氣化爐等。這些公知的氣化爐各有優(yōu)點(diǎn)，但也不可避免地各自存在一定的技術(shù)局限性與缺 陷。
現(xiàn)有技術(shù)中的熔渣氣化爐一般采用高耐火度的耐火磚如剛玉磚、高鉻磚、氧化鋯 磚加搗打料或澆注料結(jié)構(gòu)，即內(nèi)表面砌筑耐火磚，耐火磚與夾套之間采用搗打料或澆注料， 沒(méi)有冷卻壁及氣流阻斷結(jié)構(gòu)。在高溫區(qū)域中沒(méi)有強(qiáng)化冷卻及氣流阻斷結(jié)構(gòu)，耐火磚、夾套燒 損嚴(yán)重，磚的抗渣侵蝕能力差使用壽命極短。同時(shí)，熔渣氣化爐的高溫氣化段噴嘴采用異型 砌磚結(jié)構(gòu)固定于爐體上，串氣、脫落問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，噴嘴在爐體上的布局不合理，使得氣化 效果不佳。發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的氣化爐爐襯結(jié)構(gòu)不合理、安全性能差、氣化效果不佳 等技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種安全性高、氣化效果好的固定床熔渣氣化爐。
實(shí)施本發(fā)明上述目的而采用的技術(shù)措施如下所述
—種固定床熔渣氣化爐，爐體4內(nèi)壁設(shè)有復(fù)合爐襯10，所述爐體4內(nèi)分為下部區(qū)域 及渣池區(qū)域11、中上部區(qū)域12、以及頂部區(qū)域13，所述下部區(qū)域及渣池區(qū)域11安裝有噴嘴 49，所述頂部區(qū)域13內(nèi)的復(fù)合爐襯10為二層結(jié)構(gòu)，中上部區(qū)域12的復(fù)合爐襯10為三層結(jié) 構(gòu)，下部區(qū)域及渣池區(qū)域11的復(fù)合爐襯10為四層結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，頂部區(qū)域13內(nèi)的復(fù)合爐襯10靠近爐體4的外層是夾套41，內(nèi)層為碳化硅 澆注料42澆注而成的一體成型結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選地，中上部區(qū)域12內(nèi)的復(fù)合爐襯10的外層為夾套41，中間層為搗打料層44， 內(nèi)層為耐火磚層43。
優(yōu)選地，搗打料層44采用的是熱導(dǎo)率IOw/(m · k)以上的耐火可塑料。
優(yōu)選地，下部區(qū)域及渣池區(qū)域11的復(fù)合爐襯10的外層為夾套41，向內(nèi)依次為搗打 料層45，水冷壁46，耐火磚層43，所述搗打料層45所采用的材料為具有絕熱性能的不定型 耐火材料。3
優(yōu)選地，噴嘴49與復(fù)合爐襯10之間采用澆注料48澆注成型，所述澆注料48為含 有氧化物的澆注料。
優(yōu)選地，噴嘴49為雙層布置，上下兩層的噴嘴49分別相對(duì)成對(duì)布置，每層的噴嘴 均勻分布在一個(gè)平面內(nèi)。
優(yōu)選地，所述噴嘴49與爐體4軸線之間的夾角α介于60° 90°之間。
優(yōu)選地，噴嘴49的前端出口 491方向與噴嘴49軸線之間的夾角β介于_45° 45°之間。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以取得以下的技術(shù)效果
1、本發(fā)明的爐襯是在工況最惡劣的區(qū)域使用水冷壁、在不同區(qū)域采用不同的耐火 材料及結(jié)構(gòu)、局部區(qū)域帶有氣流阻斷結(jié)構(gòu)的新型爐襯。本發(fā)明有效避免爐體高溫環(huán)境下的 燒損問(wèn)題，減少了氣化爐的維修次數(shù)與維修成本，延長(zhǎng)了氣化爐的使用壽命。
2、復(fù)合爐襯頂部區(qū)域采用耐火澆注料整體澆注結(jié)構(gòu)，有效解決了原來(lái)砌磚結(jié)構(gòu)存 在運(yùn)行中被吹翻、傾倒、剝落的問(wèn)題，增加了氣化爐的安全性與可靠性。
3、復(fù)合爐襯中上部區(qū)域采用夾套、耐火磚層結(jié)合耐火材料層的復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過(guò)夾 套的冷卻降溫將耐火磚內(nèi)表面溫度保持在允許溫度范圍之內(nèi)，提高氣化爐運(yùn)行安全性，保 證了氣化爐使用壽命。
4、復(fù)合爐襯下部區(qū)域及渣池區(qū)域采用夾套、耐火磚層、水冷壁層與耐火材料層相 結(jié)合的復(fù)合結(jié)構(gòu)，通過(guò)水冷壁吸收耐火磚熱量，保證壁前耐火磚溫度在允許使用的范圍之 內(nèi)，提高氣化爐運(yùn)行的安全性，延長(zhǎng)使用壽命。
5、噴嘴根部采用耐高溫的澆注結(jié)構(gòu)，解決了采用異型砌磚結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的串氣和脫落 問(wèn)題，確保氣化爐平穩(wěn)運(yùn)行。
6、本發(fā)明避免了公知的固定床熔渣氣化爐爐襯耐火磚局部燒損，爐子夾套燒穿， 甚至爐體燒穿的較大事故，大大提高了氣化爐運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。


1.圖1是本發(fā)明的固定床熔渣氣化爐的結(jié)構(gòu)示意2.圖2是本發(fā)明復(fù)合爐襯的剖面結(jié)構(gòu)示意3.圖3是本發(fā)明噴嘴的布置示意4.圖4是圖3的A-A向視5.圖5是圖3的B-B向視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明的固定床熔渣氣化爐用于處理含碳物質(zhì)，其由原料鎖斗2、原 料緩沖倉(cāng)3、爐體4、控制短節(jié)6和熔渣激冷室7、渣鎖8等部分構(gòu)成。在爐體4內(nèi)設(shè)有復(fù)合 爐襯10，爐體4的下部裝有噴嘴49，復(fù)合爐襯10的上端設(shè)置集氣裝置9，爐體4下方安裝排 渣器11。
在現(xiàn)有技術(shù)中，通常根據(jù)床層的溫度將爐體內(nèi)劃分為三個(gè)區(qū)域，如圖2所示，下部 區(qū)域及渣池區(qū)域11，氣化爐處理物料時(shí)，該區(qū)域內(nèi)的爐內(nèi)物料溫度較高，由于含碳物質(zhì)與氣 化劑氧激烈的放熱反應(yīng)，溫度在1400°c至2000°C左右；中上部區(qū)域12，該區(qū)域內(nèi)的床層溫度較低；頂部區(qū)域13，該區(qū)域靠近進(jìn)料爐體上部的集氣裝置9。
本發(fā)明的固定床熔渣氣化爐的復(fù)合爐襯10安裝在爐體4內(nèi)，復(fù)合爐襯10在上述 的不同區(qū)域內(nèi)采用不同的材料及結(jié)構(gòu)。
復(fù)合爐襯10靠近爐體4的外層是夾套41，該夾套41采用現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)，傳熱 方式也為傳統(tǒng)方式。頂部區(qū)域13采用本技術(shù)領(lǐng)域常用的碳化硅澆注料42作為材料，采用 整體澆注成型的方式形成復(fù)合爐襯10的上部，使得頂部區(qū)域13內(nèi)的復(fù)合爐襯10為一體結(jié) 構(gòu)，具有較好的穩(wěn)定性，可抵御集氣裝置附近所產(chǎn)生氣流的吹動(dòng)，避免爐襯部分因氣流吹動(dòng) 而造成脫落的問(wèn)題。
中上部區(qū)域12內(nèi)的復(fù)合爐襯10為三層結(jié)構(gòu)，外層為夾套41，中間層為搗打料層 44，內(nèi)層為耐火磚層43。其中，耐火磚層43所采用的耐火磚可以使用現(xiàn)有技術(shù)中的普通的 耐火磚，例如剛玉磚、高鉻磚、氧化鋯磚等，優(yōu)選導(dǎo)熱率在18w/(m.k)以上，導(dǎo)熱性能良好的 耐火磚。搗打料層44采用的是熱導(dǎo)率IOw/(m.k)以上的耐火可塑料。
中上部區(qū)域12內(nèi)無(wú)水冷壁46，此區(qū)域采用搗打料層44結(jié)合耐火磚層43結(jié)構(gòu)，耐 火磚層44將爐體內(nèi)接受的部分熱量傳遞給搗打料層44，再由搗打料層44傳遞給夾套41， 通過(guò)夾套41中的冷卻水的冷卻，可以保證耐火磚層43的溫度不至過(guò)高，延長(zhǎng)耐火磚層43 的使用壽命。
下部區(qū)域及渣池區(qū)域11的復(fù)合爐襯10為四層結(jié)構(gòu)，外層為夾套41，向內(nèi)依次為搗 打料層45，水冷壁46，耐火磚層43。其中，搗打料層45所采用的材料為具有絕熱性能的不 定型耐火材料，例如剛玉質(zhì)耐火材料。
在下部區(qū)域及渣池區(qū)域11內(nèi)設(shè)置水冷壁46來(lái)降低耐火磚43的溫度，減少或避免 耐火磚層43的燒蝕。一旦耐火磚層43燒損后，水冷壁46便起了冷卻掛渣的作用，可保證 氣化爐的安全運(yùn)行。
水冷壁46外側(cè)為具有絕熱性能的搗打料層45。正常工作時(shí)，水冷壁46的冷卻溫 度低于夾套41的冷卻水溫度，減少了夾套41帶給水冷壁46的熱量，降低了水冷壁46的熱 負(fù)荷，有利于提高水冷壁46對(duì)前面耐火磚層43的冷卻效果。
在下部區(qū)域及渣池區(qū)域11內(nèi)安裝有噴嘴49，噴嘴49與復(fù)合爐襯10之間采用澆注 料48澆注成型，噴嘴49周圍氧氛濃，氧化物具有特別好的抗氧化性能，因此澆注料48優(yōu)選 含氧化物的澆注料，目前常見(jiàn)的氧化物為AL2O3或Cr203、ZiO2等。夾套41與噴嘴49之間由 筋條47作為隔墊，避免二者之間進(jìn)行過(guò)多的熱交換。
如圖3、4、5所示，噴嘴49可以根據(jù)爐體的大小不同，安裝有2_6對(duì)噴嘴49，噴嘴 49均勻分布，每對(duì)噴嘴49相對(duì)設(shè)置。
噴嘴49與爐體軸線之間的夾角α介于60° 90°之間，噴嘴49的前端出口 491 方向與噴嘴軸線之間的夾角β介于-45° 45°之間。
根據(jù)需要，也可以在過(guò)渡層的高溫區(qū)域內(nèi)分層布置噴嘴49，如圖5所示，在該位置 處布置了 6個(gè)噴嘴，如圖4所示，在該位置上布置了 4個(gè)噴嘴，上述的組合式噴嘴可以是單 獨(dú)的氣化劑噴嘴，也可以是氣化劑與液體漿狀或固體粉狀原料的混合噴嘴。
權(quán)利要求
1.一種固定床熔渣氣化爐，爐體內(nèi)壁設(shè)有復(fù)合爐襯(10)，所述爐體內(nèi)分為下 部區(qū)域及渣池區(qū)域(11)、中上部區(qū)域(12)、以及頂部區(qū)域(13)，所述下部區(qū)域及渣池區(qū)域 (11)安裝有噴嘴(49)，其特征是，所述頂部區(qū)域(13)內(nèi)的復(fù)合爐襯(10)為二層結(jié)構(gòu)，中上 部區(qū)域(12)的復(fù)合爐襯(10)為三層結(jié)構(gòu)，下部區(qū)域及渣池區(qū)域(11)的復(fù)合爐襯(10)為 四層結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床熔渣氣化爐，其特征是，所述頂部區(qū)域(1 內(nèi)的 復(fù)合爐襯(10)靠近爐體的外層是夾套(41)，內(nèi)層為碳化硅澆注料02)澆注而成的一 體成型結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床熔渣氣化爐，其特征是，所述中上部區(qū)域(12)內(nèi) 的復(fù)合爐襯(10)的外層為夾套01)，中間層為搗打料層G4)，內(nèi)層為耐火磚層03)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種固定床熔渣氣化爐，其特征是，所述搗打料層04)采用 的是熱導(dǎo)率10 /(πι·10以上的耐火可塑料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床熔渣氣化爐，其特征是，所述下部區(qū)域及渣池區(qū) 域(11)的復(fù)合爐襯(10)的外層為夾套Gl)，向內(nèi)依次為搗打料層(45)，水冷壁(46)，耐火 磚層(43)，所述搗打料層0 所采用的材料為具有絕熱性能的不定型耐火材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種固定床熔渣氣化爐，其特征是，所述噴嘴G9)與復(fù)合爐 襯(10)之間采用澆注料08)澆注成型，所述澆注料G8)為含有氧化物的澆注料。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種固定床熔渣氣化爐，其特征是，所述噴嘴09)為雙層布 置，上下兩層的噴嘴G9)分別相對(duì)成對(duì)布置，每層的噴嘴均勻分布在一個(gè)平面內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種固定床熔渣氣化爐，其特征是，所述噴嘴09)與爐體 (4)軸線之間的夾角(α)介于60° 90°之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種固定床熔渣氣化爐，其特征是，噴嘴09)的前端出 (491)方向與噴嘴09)軸線之間的夾角(β)介于-45° 45°之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固定床熔渣氣化爐，爐體(4)內(nèi)壁設(shè)有復(fù)合爐襯(10)，爐體(4)內(nèi)分為下部區(qū)域及渣池區(qū)域(11)、中上部區(qū)域(12)、以及頂部區(qū)域(13)，下部區(qū)域及渣池區(qū)域(11)安裝有噴嘴(49)，頂部區(qū)域(13)內(nèi)的復(fù)合爐襯(10)為二層結(jié)構(gòu)，中上部區(qū)域(12)的復(fù)合爐襯(10)為三層結(jié)構(gòu)，下部區(qū)域及渣池區(qū)域(11)的復(fù)合爐襯(10)為四層結(jié)構(gòu)。本發(fā)明設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，安全性能好，氣化效果佳，能夠有效解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的爐襯燒損嚴(yán)重，氣化爐使用壽命短，氣化效果不佳等問(wèn)題。
文檔編號(hào)C10J3/72GK102041098SQ20101061322
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者向軍, 張慶庚, 張玉書, 彭輔元, 徐煜, 段虹, 王友林, 王磊, 馬志偉, 黃順泰 申請(qǐng)人:云南煤化工集團(tuán)有限公司, 賽鼎工程有限公司