專利名稱：夾套式內(nèi)循環(huán)流化床粉煤氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種粉煤氣化爐，尤其涉及一種夾套式內(nèi)循環(huán)流化床粉煤氣化爐，屬于煤化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤炭氣化技術(shù)的分類可按壓力、氣化劑、氣化過程的熱去除方式等分類。按照氣化爐內(nèi)煤炭與氣化劑的接觸方式區(qū)分，當(dāng)前主要的氣化技術(shù)有固定床氣化。在氣化過程中，煤由氣化爐頂部加入，氣化劑如蒸汽、氧氣或空氣由氣化爐底部加入，原料煤與氣化劑逆流接觸，相對(duì)于氣體的上升速度而言，原料煤下降速度很慢，甚至可視為固定不動(dòng)，因此稱之為固定床氣化。而實(shí)際上，原料煤在氣化過程中是以很慢的速度向下移動(dòng)的，比較準(zhǔn)確的 應(yīng)稱其為移動(dòng)床氣化。固定床氣化爐常見有間歇式氣化UGI和連續(xù)式氣化(魯奇Lurgi)兩種，氣化爐壓力為0. I 4. OMPa。流化床氣化。以粒度為O-IOmm的小顆粒煤為氣化原料，在氣化爐內(nèi)使其懸浮分散在垂直上升的氣流中，煤粒在沸騰狀態(tài)進(jìn)行氣化反應(yīng)，從而使得煤料層內(nèi)溫度均一，易于控制，提高氣化效率。流化床氣化爐目前主要有溫克勒(Winkler)、灰熔聚、U-gas等。氣流床氣化。用氣化劑將粒度為IOOum以下的煤粉帶入氣化爐內(nèi)，也可將煤粉先制成水煤漿，然后用泵輸送到氣化爐內(nèi)。煤料在高于其灰熔點(diǎn)的溫度下與氣化劑發(fā)生燃燒反應(yīng)和氣化反應(yīng)，灰渣以液態(tài)形式排出氣化爐。干粉進(jìn)料的氣化爐主要有K-T爐、Shell爐、GSP爐、HTL爐等，濕法煤漿進(jìn)料的主要有德士古(Texaco)氣化爐、對(duì)置多噴嘴氣化爐、E-GAS兩段氣化爐等?，F(xiàn)有較典型的U-gas氣化爐和灰熔聚氣化爐以及現(xiàn)有其它的氣化爐都只由爐體和保溫耐火里襯構(gòu)成，爐體強(qiáng)度較低，容易過熱造成的鼓包和爐體變形，并且不便于排渣。如中國(guó)實(shí)用新型專利公告號(hào)CN201031220Y，
公開日2008年3月5日的實(shí)用新型專利公開了一種常壓粉煤氣化爐，具有上面為拱形封頭的立式圓筒狀爐身，爐身下面有圓錐形封頭，爐身的下部有一段向下收縮的圓錐臺(tái)，圓錐臺(tái)上口與上部爐身相接，下口與下部圓錐形封頭相接，還采用發(fā)生爐與旋風(fēng)分離器固定連接，噴嘴與爐體成一定角度。但是該裝置不具有余熱回收利用功能，煤氣轉(zhuǎn)化率較低，爐體強(qiáng)度較低，容易過熱造成的鼓包和爐體變形，而且不便于排渣，排渣過程中容易造成氣化爐內(nèi)的壓力損失。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前煤氣氣化爐不具有余熱回收利用功能，煤氣轉(zhuǎn)化率較低，爐體強(qiáng)度較低，排渣不方便的缺陷和不足，提供一種具有余熱回收利用功能，煤氣轉(zhuǎn)化率較高，爐體強(qiáng)度較高，排渣方便的夾套式內(nèi)循環(huán)流化床粉煤氣化爐。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是夾套式內(nèi)循環(huán)流化床粉煤氣化爐，包括爐體和保溫耐火里襯，爐體由爐體外殼和爐體內(nèi)殼構(gòu)成，爐體的側(cè)壁上設(shè)置有煤粉進(jìn)料口、汽化劑入口和返料口，爐體的底部設(shè)置出渣口和出渣管，所述爐體外殼和爐體內(nèi)殼之間設(shè)置有可盛裝液體的水夾套，爐體與保溫耐火里襯之間通過錨固釘固定，爐體的上端開設(shè)有與水夾套相通的低壓蒸汽出口，爐體的上部外側(cè)開設(shè)有煤氣出口，爐體底部的出渣口通過出渣管與星形卸料閥相連通。所述星形卸料閥的下端連接有激冷排渣系統(tǒng)，激冷排渣系統(tǒng)包括激冷渣收集器、渣鎖斗、常壓渣斗以及冷渣器，激冷渣收集器與上方的星形卸料閥相連接，激冷渣收集器通過渣鎖斗閥與渣鎖斗相連接，渣鎖斗通過常壓渣鎖斗閥與常壓渣斗相連接，常壓渣斗依次與冷渣器和卸渣口相連接。所述出渣口與星形卸料閥之間設(shè)置有出渣管，出渣管的上端伸入到爐體內(nèi)，并且在出渣管的上端連接有氣化劑分布板。所述出渣管內(nèi)側(cè)連接有偏心氧管，偏心氧管的外側(cè)端口為富氧氣化劑入口。所述煤氣出口上安裝有氣固分離裝置。本實(shí)用新型的有益效果是I.本實(shí)用新型在現(xiàn)有氣化爐的基礎(chǔ)上設(shè)置有水夾套，既能夠回收利用了熱能，又可有效避免爐體過熱造成的鼓包和爐體變形，提高了安全性能，同時(shí)又減少了爐體測(cè)溫電纜投資成本，并且能夠使氣化爐承受更大壓力，同時(shí)在煤氣出口上安裝有氣固分離裝置，與傳統(tǒng)的循環(huán)流化爐相比，大部分煤粉能夠?qū)崿F(xiàn)爐內(nèi)循環(huán)，可減少熱損失、提高碳的轉(zhuǎn)化率，碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)96%。2.本實(shí)用新型激冷排渣系統(tǒng)有利于快速順暢的排渣，并能提高氣化爐內(nèi)的氣壓壓力，并且實(shí)現(xiàn)了固態(tài)排渣，特別適用于我國(guó)分布較廣的高灰熔點(diǎn)、高硫煤的氣化，大大放寬了對(duì)原料煤的要求。3.本實(shí)用新型強(qiáng)度高，除塵效果好，管線布置簡(jiǎn)潔，操作方便、易于進(jìn)行自動(dòng)化控制，其產(chǎn)品煤氣中不含焦油，洗滌廢水含酚量低，污水處理流程簡(jiǎn)單，易于達(dá)到環(huán)保要求，能夠大規(guī)模使用。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型氣化爐2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中煤倉(cāng)1，氣化爐2，第一旋風(fēng)分離器3，第二旋風(fēng)分離器4，換熱器5，陶瓷過濾器6，給料閥7，煤鎖斗8，煤鎖斗閥9，給料斗10，給料機(jī)11，星形卸料閥12，激冷渣收集器13，渣鎖斗閥14，渣鎖斗15，常壓渣鎖斗閥16，常壓渣斗17，冷渣器18，卸渣口 19，爐體20，爐體外殼21，水夾套22，爐體內(nèi)殼23，保溫耐火里襯24，煤粉進(jìn)料口 25，氣化劑入口 26，氣化劑分布板27，偏心氧管28，富氧氣化劑入口 29，出渣管30，返料口 31，煤氣出口 32，低壓蒸汽出口 33。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖I、圖2，本實(shí)用新型的夾套式內(nèi)循環(huán)流化床粉煤氣化爐，包括爐體20和保溫耐火里襯24，爐體20由爐體外殼21和爐體內(nèi)殼23構(gòu)成，爐體20的側(cè)壁上設(shè)置有煤粉進(jìn)料口 25、汽化劑入口 26和返料口 31，爐體20的底部設(shè)置出渣口和出渣管，所述爐體外殼21和爐體內(nèi)殼23之間設(shè)置有可盛裝液體的水夾套22，爐體20與保溫耐火里襯24之間通過錨固釘固定，爐體20的上端開設(shè)有與水夾套22相通的低壓蒸汽出口 33，爐體20的上部外側(cè)開設(shè)有煤氣出口 32，爐體20底部的出渣口通過出渣管30與星形卸料閥12相連通。所述星形卸料閥12的下端連接有激冷排渣系統(tǒng)，激冷排渣系統(tǒng)包括激冷渣收集器13、渣鎖斗15、常壓渣斗17以及冷渣器18，激冷渣收集器13與上方的星形卸料閥12相連接，激冷渣收集器13通過渣鎖斗閥14與渣鎖斗15相連接，渣鎖斗15通過常壓渣鎖斗閥16與常壓渣斗17相連接，常壓渣斗17依次與冷渣器18和卸渣口 19相連接。所述出渣口與星形卸料閥12之間設(shè)置有出渣管30，出渣管30的上端伸入到爐體20內(nèi)，并且在出渣管30的上端連接有氣化劑分布板27。所述出渣管30內(nèi)側(cè)連接有偏心氧管28，偏心氧管28的外側(cè)端口為富氧氣化劑入
n 29?！0024]所述煤氣出口 32上安裝有氣固分離裝置。氣化爐的壓力容器由爐體20和保溫耐火里襯24構(gòu)成，爐體20的側(cè)壁上設(shè)置有煤粉進(jìn)料口、汽化劑入口和返料口 31，爐體20的底部設(shè)置出渣口和出渣管。爐體外殼21和爐體內(nèi)殼23之間設(shè)置有可盛裝液體的水夾套22，爐體20與保溫耐火里襯24之間通過錨固釘固定，爐體20的上端開設(shè)有與水夾套22相通的低壓蒸汽出口 33，爐體20的上部外側(cè)開設(shè)有煤氣出口 32，爐體20底部的出渣口通過出渣管30與星形卸料閥12相連通。爐體20采用鋼板焊制而成，爐體20的內(nèi)側(cè)為保溫耐火里襯24，爐體20的外殼22和內(nèi)殼24之間設(shè)置有可盛裝液體的水夾套22，爐體20與保溫耐火里襯24之間通過錨固釘或支架固定。水夾套22內(nèi)充滿有脫鹽水，脫鹽水作為介質(zhì)用于回收熱量產(chǎn)生低壓蒸汽，爐體20的上端開設(shè)有與水夾套22相通的低壓蒸汽出口 33。水夾套22內(nèi)利用回收的熱量加熱水后產(chǎn)生的低壓蒸汽由低壓蒸汽出口 33輸出。爐體20的上部外側(cè)開設(shè)有煤氣出口 32，氣化爐內(nèi)產(chǎn)生的煤氣由煤氣出口 32排出后進(jìn)入到第一旋風(fēng)分離器3內(nèi)，第一旋風(fēng)分離器3與第二旋風(fēng)分離器4相連接，第二旋風(fēng)分離器4與換熱器5相連。換熱器5與陶瓷過濾器6相連接，陶瓷過濾器6的底部設(shè)置有煤灰出口。第一旋風(fēng)分離器3與第二旋風(fēng)分離器4分離出的粉塵通過返料口 31返回到氣化爐內(nèi)。由于煤氣出口 32處設(shè)計(jì)有氣固分離裝置，與傳統(tǒng)的循環(huán)流化爐相比，大部分煤粉能夠?qū)崿F(xiàn)爐內(nèi)循環(huán)，可減少熱損失、提高碳的轉(zhuǎn)化率，碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)96%。在氣化爐2的中部設(shè)置有煤粉進(jìn)料口，可以采用螺旋加煤機(jī)通過進(jìn)料口自動(dòng)給煤。為防止?fàn)t內(nèi)煤氣倒流及進(jìn)煤順暢，在螺旋給料機(jī)的煤粉管上引入高壓C02或者N2作為煤粉的輸送氣體。給料機(jī)11的上方設(shè)置有煤倉(cāng)1，煤倉(cāng)I的下端通過給料閥7與煤鎖斗8相連，煤鎖斗8的底部安裝有煤鎖斗閥9，煤鎖斗閥9與給料斗10相連接。在進(jìn)行給煤操作時(shí)，將經(jīng)過破碎篩分符合要求的煤粉通過皮帶傳送至煤倉(cāng)1，煤粉經(jīng)兩個(gè)并列運(yùn)行的煤鎖斗8進(jìn)入給料斗10，正常情況下雙系列運(yùn)行，單系列給煤保證氣化爐2在70%負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行。爐體20底部的出渣口與星形卸料閥12相連通，星形卸料閥12能夠控制氣化爐床層的高度，星形卸料閥12的下端連接有激冷排渣系統(tǒng)。激冷排渣系統(tǒng)包括激冷渣收集器13、渣鎖斗15、常壓渣斗17以及冷渣器18。激冷渣收集器13與上方的星形卸料閥12相連接，激冷渣收集器13通過渣鎖斗閥14與渣鎖斗15相連接，渣鎖斗15通過常壓渣鎖斗閥16與常壓渣斗17相連接，常壓渣斗17依次與冷渣器18和卸渣口 19相連接。采用該激冷排渣系統(tǒng)進(jìn)行排渣有利于快速順暢的排渣，并能提高氣化爐2內(nèi)的氣壓壓力。并且實(shí)現(xiàn)了固態(tài)排渣，特別適用于我國(guó)分布較廣的高灰熔點(diǎn)、高硫、高灰煤的氣化，大大放寬了對(duì)原料煤的要求，如生物質(zhì)、褐煤、煙煤、無煙煤以及石油焦都可以作為本實(shí)用新型氣化爐2的原料。氣化爐出渣口與星形卸料閥12之間安裝有出渣管30，出渣管30的上端伸入到爐體20內(nèi)，并且出渣管30的上端連接到氣化劑分布板27，氣化劑分布板27為帶有較多氣孔的圓錐形。偏心氧管28的外側(cè)端口為氣化劑入口 29。偏心氧管28既減少了管線的磨損，延長(zhǎng)其了使用壽命，又便于排出較大的渣塊，減少因堵渣造成的停爐次數(shù)。本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
如下選擇一個(gè)煤化工生產(chǎn)企業(yè)建設(shè)一套工業(yè)示范裝置，對(duì)不同的煤種進(jìn)行試燒。在對(duì)工業(yè)示范裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)的基礎(chǔ)上，完善氣化爐的設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)。完善工業(yè)示范裝置的工藝包和基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)包，對(duì)氣化爐體和附屬設(shè)備進(jìn)行規(guī)范化和定型化設(shè)計(jì)，以利于本實(shí)用新型技術(shù)方案的推廣使用。 給煤將經(jīng)過破碎篩分符合要求的煤通過皮帶傳送至煤倉(cāng)1，煤倉(cāng)I的倉(cāng)儲(chǔ)量為6小時(shí)的耗煤量。煤經(jīng)兩個(gè)并列運(yùn)行的煤鎖斗8進(jìn)入給料斗10，煤鎖斗按30分鐘加一次煤考慮，給料斗按60分鐘耗煤量考慮，正常情況下雙系列運(yùn)行，單系列給煤保證氣化爐2在70%負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行。為防止?fàn)t內(nèi)煤氣倒流及進(jìn)煤順暢，可以在給料機(jī)11的煤粉管上引入高壓C02或者N2作為煤的輸送氣。氣化煤的氣化發(fā)生在氣化爐2中，下部為密相段，上部擴(kuò)大端為稀相段。原料煤粉加入到密相段，富氧氣化劑經(jīng)過偏心氧管28直接進(jìn)入爐體，其它氣化劑通過入口 26經(jīng)過氣化劑分布板27后進(jìn)入煤層下部，在高溫下煤中揮發(fā)分和焦油發(fā)生裂解、煤焦的氧化還原反應(yīng)，爐體內(nèi)產(chǎn)生的煤氣經(jīng)第一旋風(fēng)分離器3和第二旋風(fēng)分離器4兩級(jí)旋風(fēng)除塵器分離掉其中的煤粉后，再與換熱器5換熱，最后由陶瓷過濾器6除凈細(xì)粉塵后送往下一道工序。除渣氣化爐2下部的渣先經(jīng)過星形卸料閥12進(jìn)入到激冷渣收集器13內(nèi)，在此約800度的渣經(jīng)噴水冷卻至450度以下，然后依次通過渣鎖斗閥14、渣鎖斗15、常壓渣鎖斗閥16、常壓渣斗17，最后進(jìn)入到冷渣器18內(nèi)，并由卸渣口 19排出。從投資和安全方面考慮，下渣設(shè)備均采用設(shè)備外部帶水夾套設(shè)計(jì)，以降低投資并能回收余熱。余熱回收從第一旋風(fēng)分離器3和第二旋風(fēng)分離器4兩級(jí)旋風(fēng)除塵器輸出的煤氣溫度約800-900度，經(jīng)過余熱鍋爐降溫至300度左右在陶瓷過濾器6除掉細(xì)灰，在此過程中還能產(chǎn)生4. OMPa的過熱蒸汽、0. 5MPa的低壓蒸汽。煤氣在陶瓷過濾器6內(nèi)處理后約30g/Nm3的灰分降至IOmg/ Nm3，并在后續(xù)煤氣洗滌過程中繼續(xù)除掉煤氣中的灰分并將煤氣增濕后送至下游工序。本實(shí)用新型與現(xiàn)有另外兩種氣化爐的技術(shù)指標(biāo)比較如下表
權(quán)利要求1.夾套式內(nèi)循環(huán)流化床粉煤氣化爐，包括爐體(20)和保溫耐火里襯(24)，爐體(20)由爐體外殼(21)和爐體內(nèi)殼(23)構(gòu)成，爐體(20)的側(cè)壁上設(shè)置有煤粉進(jìn)料口(25)、汽化劑入口(26)和返料口(31)，爐體(20)的底部設(shè)置出渣口和出渣管，其特征在于所述爐體外殼(21)和爐體內(nèi)殼(23)之間設(shè)置有可盛裝液體的水夾套(22)，爐體(20)與保溫耐火里襯(24)之間通過錨固釘固定，爐體(20)的上端開設(shè)有與水夾套(22)相通的低壓蒸汽出口(33)，爐體(20)的上部外側(cè)開設(shè)有煤氣出口( 32)，爐體(20)底部的出渣口通過出渣管(30)與星形卸料閥(12)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夾套式內(nèi)循環(huán)流化床粉煤氣化爐，其特征在于所述星形卸料閥(12)的下端連接有激冷排渣系統(tǒng)，激冷排渣系統(tǒng)包括激冷渣收集器(13)、渣鎖斗(15)、常壓渣斗(17)以及冷渣器(18)，激冷渣收集器(13)與上方的星形卸料閥(12)相連接，激冷渣收集器(13)通過渣鎖斗閥(14)與渣鎖斗(15)相連接，渣鎖斗(15)通過常壓渣鎖斗閥(16)與常壓渣斗(17)相連接，常壓渣斗(17)依次與冷渣器(18)和卸渣口(19)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夾套式內(nèi)循環(huán)流化床粉煤氣化爐，其特征在于所述出渣口與星形卸料閥(12)之間設(shè)置有出渣管(30)，出渣管(30)的上端伸入到爐體(20)內(nèi)，并且在出渣管(30)的上端連接有氣化劑分布板(27)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的夾套式內(nèi)循環(huán)流化床粉煤氣化爐，其特征在于所述出渣管(30)內(nèi)側(cè)連接有偏心氧管(28)，偏心氧管(28)的外側(cè)端口為富氧氣化劑入口(29)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的夾套式內(nèi)循環(huán)流化床粉煤氣化爐，其特征在于所述煤氣出口(32)上安裝有氣固分離裝置。
專利摘要夾套式內(nèi)循環(huán)流化床粉煤氣化爐，包括爐體(20)和保溫耐火里襯(24)，爐體(20)的底部設(shè)置出渣口和出渣管，所述爐體外殼(21)和爐體內(nèi)殼(23)之間設(shè)置有可盛裝液體的水夾套(22)，爐體(20)與保溫耐火里襯(24)之間通過錨固釘固定，爐體(20)的上端開設(shè)有與水夾套(22)相通的低壓蒸汽出口(33)，爐體(20)的上部外側(cè)開設(shè)有煤氣出口(32)，爐體(20)底部的出渣口通過出渣管(30)與星形卸料閥(12)相連通，本實(shí)用新型具有余熱回收利用功能，煤氣轉(zhuǎn)化率較高，爐體強(qiáng)度較高，排渣方便，易于進(jìn)行自動(dòng)化控制，其產(chǎn)品煤氣中不含焦油，洗滌廢水含酚量低，污水處理流程簡(jiǎn)單，易于達(dá)到環(huán)保要求，能夠大規(guī)模使用。
文檔編號(hào)C10J3/72GK202558825SQ20122021949
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者趙合莊, 張國(guó)杰 申請(qǐng)人:趙合莊, 張國(guó)杰