分級(jí)給氧氣化爐及其氣化方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種分級(jí)給氧氣化爐及其氣化方法，該分級(jí)給氧氣化爐包括上殼體和耐火襯里，筒體段上設(shè)有二次給氧燒嘴室；各二次給氧燒嘴室軸線到下錐段頂面上的距離為簡(jiǎn)體段直徑的0.5-0.8倍，二次給氧燒嘴軸線在水平面上與二次給氧燒嘴室軸線之間的夾角為3°～5°，二次給氧燒嘴軸線在豎直面上與二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為5°～10°。該氣化方法包括以下步驟：S1、將氧化劑、蒸汽和含碳物質(zhì)通入工藝燒嘴中；S2、同時(shí)在所述氣化反應(yīng)過程中對(duì)二次給氧燒嘴通入氧化劑；S3、粗煤氣及液態(tài)渣并流向下最后排出。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)高效氣化以及液態(tài)排渣，降低氧化劑消耗，降低了氣化爐壁面熱損失，提高氣化爐內(nèi)產(chǎn)生的冷煤氣效率。
【專利說明】分級(jí)給氧氣化爐及其氣化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于以碳物質(zhì)為原料的氣化爐，特別涉及一種分級(jí)給氧氣化爐及其氣化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣化技術(shù)是將煤炭等固態(tài)一次能源轉(zhuǎn)化為氣態(tài)清潔二次能源的主要途徑，該技術(shù)主要運(yùn)用于合成氨、合成甲醇、煉廠制氫、高爐還原煉鐵化工冶金行業(yè)、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置以及工業(yè)和民用燃?xì)忸I(lǐng)域中。
[0003]現(xiàn)有的已經(jīng)工程實(shí)施的煤氣化技術(shù)中主要有以水煤漿為原料的Texaco (現(xiàn)為GE公司)氣化爐、多燒嘴對(duì)置式水煤漿氣化爐；以粉煤為原料的Shell氣化爐、GSP氣化爐和多燒嘴對(duì)置式粉煤氣化爐；具有分級(jí)給料的清華爐和兩段爐(西安熱工院)。中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN101613623A、中國(guó)發(fā)明專利CN100404652C和中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN102453550A所公開的氣化爐，通過將氧氣分級(jí)加入，降低氣化爐上部(頂部)空間的溫度，提高耐火襯里的使用壽命。其中，中國(guó)發(fā)明專利CN101613623A公開的氣化爐中二次給氧燒嘴距離氣化爐下錐部的直段距離為1.5~2.4D (其中，一般直段高度為3D，且上述直段距離為直段高度的53 %~81 %，)，即處于氣化爐中上部；中國(guó)發(fā)明專利CN100404652C所公開的氣化爐二次噴嘴處于回流區(qū)頂部下沿，即處于氣化爐上部；中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)CN102453550A公開的氣化爐中二次給氧燒嘴距離氣化爐下錐 部的直段距離為ID~5D，即二次給氧燒嘴處于氣化爐的中下部，D為氣化室的直徑。
[0004]然而，對(duì)于以劣質(zhì)煤為原料的氣流床氣化爐，考慮到煤的高灰熔點(diǎn)、高灰分、高水分等特點(diǎn)，一般都采用以粉煤形態(tài)進(jìn)料，及以水冷壁為耐火襯里的氣化工藝，因此，氣化溫度不是影響氣化爐長(zhǎng)周期運(yùn)行的限制條件，而是影響氣化爐性能的關(guān)鍵參數(shù)。在煤種一定的條件下，隨著氣化爐溫度的提高，一方面水冷壁兩側(cè)的溫差增大，壁面熱損失增大，另一方面液態(tài)熔渣粘度減小，熔渣厚度減小，壁面熱阻減小，熱損失增大。通過工業(yè)氣化爐運(yùn)行分析和計(jì)算得出，以神府煤為例，氣化溫度提高100°c，壁面熱損失增加5倍。因此，對(duì)于高灰熔點(diǎn)煤，采用現(xiàn)有氣化技術(shù)進(jìn)行氣化，為了保證液態(tài)排渣，需要維持很高的氧煤比，以融化灰渣，確保渣口暢通。這樣使得氣化爐壁面熱損失過大，壁面耐火襯里熱負(fù)荷過高，氧耗高，氣化冷煤氣效率很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有的氣化爐壁面熱損失過大、氧氣消耗過高、氣化冷煤氣效率低和氣化爐性能較低的缺陷，提供一種以劣質(zhì)煤為原料的高效液態(tài)排渣的分級(jí)給氧氣化爐及其氣化方法。
[0006]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的:
[0007]一種分級(jí)給氧氣化爐，包括上殼體，該上殼體包括一上封頭、一豎直筒段殼體和一下封頭，該豎直筒段殼體的兩端分別與該上封頭和該下封頭相連接，該上封頭的頂部設(shè)有工藝燒嘴室，該下封頭的底部設(shè)有出渣口，該豎直筒段殼體的底部沿豎直方向向下設(shè)有一形成有一冷凝室的下殼體，該下殼體的底部設(shè)有排渣口，該下殼體的上部側(cè)壁上設(shè)有粗煤氣出口，其特點(diǎn)在于，該分級(jí)給氧氣化爐還包括一設(shè)置在該上殼體內(nèi)的耐火襯里，該耐火襯里內(nèi)形成有一氣化室，該氣化室的頂部與該工藝燒嘴室相連通，該氣化室的底部通過該出渣口與該冷凝室相連通，該耐火襯里為膜式水冷壁；
[0008]該耐火襯里包括一設(shè)置于該工藝燒嘴室底部的上錐段、一簡(jiǎn)體段和一設(shè)置于該出渣口底部的下錐段，該筒體段的側(cè)壁上設(shè)有至少一固定于該豎直筒段殼體側(cè)壁上的二次給氧燒嘴室，工藝燒嘴和二次給氧燒嘴分別安裝在該工藝燒嘴室和該二次給氧燒嘴室內(nèi)；
[0009]該工藝燒嘴室的軸線與該氣化室的軸線重合，該工藝燒嘴的軸線與該工藝燒嘴室的軸線重合，且該工藝燒嘴用于將氧化劑、蒸汽和含碳物質(zhì)送入氣化室內(nèi)產(chǎn)生氣化反應(yīng)；
[0010]各該二次給氧燒嘴室的軸線到該下錐段的頂面上的距離為該耐火襯里的筒體段的直徑的0.5-0.8倍，該二次給氧燒嘴室的軸線與該氣化室的軸線垂直相交，該二次給氧燒嘴的軸線在水平面 上與該二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為3°~5°，該二次給氧燒嘴的軸線在豎直面上與該二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為5°~10°，且各該二次給氧燒嘴用于通入氧化劑。
[0011]在本方案中，采用上述結(jié)構(gòu)形式，能夠?qū)崿F(xiàn)氧化劑的分級(jí)加入，使靠近上錐段的氣化室保持低氧碳比氣化，使靠近下錐段的氣化室保持高氧灰比熔渣，實(shí)現(xiàn)高效氣化以及液態(tài)排渣，降低氧化劑消耗，降低了氣化爐壁面熱損失，提高氣化爐內(nèi)產(chǎn)生的冷煤氣效率和氣化爐在線率；另外，二次給氧燒嘴的軸線在水平面上與二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為3°~5°，二次給氧燒嘴的軸線在豎直面上與二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為5°~10°，從而使得從二次給氧燒嘴通入的氧化劑形成旋流，并且該氧化劑最終是否向出渣口方向運(yùn)動(dòng)，即以形成旋流并向渣口運(yùn)動(dòng)的流場(chǎng)；此外，冷凝室用于對(duì)氣化產(chǎn)生的合成氣和熔渣進(jìn)行冷卻及分離。
[0012]較佳地，各該二次給氧燒嘴室的軸線到該下錐段的頂面上的距離為該耐火村里的筒體段的直徑的0.6倍，該二次給氧燒嘴的軸線在水平面上與該二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為4°，該二次給氧燒嘴的軸線在豎直面上與該二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為8°。
[0013]較佳地，該二次給氧燒嘴室和二次給氧燒嘴的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)該二次給氧燒嘴室位于同一水平面上且沿該筒體段的周向均勻分布。
[0014]較佳地，該下錐段的底部固設(shè)有一冷卻器和一與該冷卻器相連接的導(dǎo)氣管，該導(dǎo)氣管的一端通過該出渣口與該氣化室相連通，另一端與該冷凝室相連通。
[0015]本發(fā)明還提供了一種如上所述的分級(jí)給氧氣化爐的氣化方法，其特點(diǎn)在于，其具體包括以下步驟:
[0016]S1、將氧化劑、蒸汽和含碳物質(zhì)通入該工藝燒嘴中，使其進(jìn)入該氣化室內(nèi)講行氣化反應(yīng):
[0017]S2、同時(shí)在所述氣化反應(yīng)過程中對(duì)二次給氧燒嘴通入氧化劑，促進(jìn)進(jìn)一步的氣化反應(yīng);
[0018]S3、在該氣化室內(nèi)通過氣化反應(yīng)生成的粗煤氣及液態(tài)渣并流向下，液態(tài)渣經(jīng)導(dǎo)氣管流向激冷室，并經(jīng)激冷換熱后粉碎成為固態(tài)熔渣，并將該固態(tài)熔渣排出，粗煤氣從粗煤氣出口排出。
[0019]在本方案中，將氧化劑分級(jí)加入，同時(shí)保證氣化爐高碳轉(zhuǎn)化率、低壁面熱量損失和渣口液態(tài)排渣，其中一級(jí)氧化劑與含碳物質(zhì)從位于上殼體頂部的工藝燒嘴加入，實(shí)現(xiàn)了含碳物質(zhì)相彌散和含碳物質(zhì)顆粒的氣化反應(yīng)，在該區(qū)域內(nèi)，相對(duì)于含碳物質(zhì)熔點(diǎn)，含碳物質(zhì)氣化溫度相對(duì)較低，存在大部分含碳物質(zhì)顆?；蛞园虢梗蛉墼ぐ虢沟男螒B(tài)存在。二級(jí)氧化劑從二次給氧燒嘴加入，一方面用于提高下錐段和出渣口附近的溫度，確保氣化爐出渣口的液態(tài)排渣；另一方面對(duì)以半焦，或熔渣膜包裹半焦的形態(tài)顆粒進(jìn)一步氣化。
[0020]較佳地，所述氧化劑為含氧氣量體積比21% -100%的氣體。
[0021]較佳地,通入該工藝燒嘴的氧化劑體積占操作氧化劑體積的85% -95%,通入二次給氧燒嘴的氧化劑體積占操作氧化劑體積的5% -15%，從工藝燒嘴內(nèi)噴出的蒸汽或氧化劑的速度為50m/s~70m/s。
[0022]在本方案中，從工藝燒嘴內(nèi)噴出的蒸汽或氧化劑的速度為50m/s~70m/s,實(shí)現(xiàn)了良好的含碳物質(zhì)顆粒的彌散，同時(shí)延長(zhǎng)了顆粒的最短停留時(shí)間。
[0023]較佳地，通入該工藝燒嘴的氧氣與含碳物質(zhì)的質(zhì)量比為0.5~0.8，通入該工藝燒嘴的蒸汽與含碳物質(zhì)的質(zhì)量比為0.05~0.2，該氣化室內(nèi)靠近該工藝燒嘴處的溫度為1300 V，該氣化室內(nèi)靠近下錐段處的溫度比灰渣流動(dòng)溫度高100°C以上。
[0024]較佳地，所述含碳物質(zhì)為漿態(tài)含碳物質(zhì)或粉狀含碳物質(zhì)。
[0025]較佳地，所述含碳物質(zhì)為煤、石油焦、渣油、浙青、生物質(zhì)或污泥。
[0026]在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。
[0027]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:
[0028]本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)氧化劑的分級(jí)加入，使靠近上錐段的氣化室保持低氧碳比氣化，使靠近下錐段的氣化室保持高氧灰比熔渣，實(shí)現(xiàn)高效氣化以及液態(tài)排渣，降低氧化劑消耗，降低了氣化爐壁面熱損失，提高氣化爐內(nèi)產(chǎn)生的冷煤氣效率和氣化爐在線率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的分級(jí)給氧氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖2為圖1中二次給氧燒嘴在豎直面上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3為圖1中二次給氧燒嘴在水平面上的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]附圖標(biāo)記說明
[0033]上殼體:I
[0034]上封頭:11豎直筒段殼體:12下封頭:13
[0035]工藝燒嘴室:14 工藝燒嘴:15次給氧燒嘴室:16
[0036]二次給氧燒嘴:17 出渣口: 18
[0037]下殼體:2
[0038]冷凝室:21排渣口:22 粗煤氣出口:23
[0039]耐火襯里:3
[0040]氣化室:31上錐段:32 筒體段:33
[0041] 下錐段:34冷卻器:35 導(dǎo)氣管:36[0042]二次給氧燒嘴室軸線:L1
[0043]二次給氧燒嘴軸線:L2
[0044]二次給氧燒嘴軸線在水平面上與二次給氧燒嘴室軸線之間夾角:α
[0045]二次給氧燒嘴軸線在豎直面上與二次給氧燒嘴室軸線之間夾角:β
【具體實(shí)施方式】
[0046]下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0047]如圖1所示，本發(fā)明分級(jí)給氧氣化爐包括上殼體I。上殼體I包括上封頭11、豎直筒段殼體12和下封頭13。豎直筒段殼體12的兩端分別與上封頭11和下封頭13相連接，且下封頭13向豎直筒段殼體12內(nèi)部延伸。
[0048]其中，上封頭11的頂部設(shè)有工藝燒嘴室14，工藝燒嘴室14內(nèi)安裝有工藝燒嘴15。工藝燒嘴室的軸線與氣化室的軸線重合，工藝燒嘴的軸線與工藝燒嘴室的軸線重合，且該工藝燒嘴用于將氧化劑、蒸汽和含碳物質(zhì)送入氣化室內(nèi)產(chǎn)生氣化反應(yīng)。
[0049]另外，該下封頭13的底部設(shè)有出渣口 18，該豎直筒段殼體12的底部沿豎直方向向下設(shè)有一下殼體2，下殼體2內(nèi)形成有一冷凝室21。冷凝室21能夠用于對(duì)氣化產(chǎn)生的合成氣和熔渣進(jìn)行冷卻及分離。當(dāng)然，該下殼體的底部設(shè)有排渣口 22，下殼體的上部側(cè)壁上設(shè)有粗煤氣出口 23。
[0050]請(qǐng)根據(jù)圖1予以理解，該分級(jí)給氧氣化爐還包括一設(shè)置在該上殼體I內(nèi)的耐火襯里3。該耐火襯里3內(nèi)形成有氣化室31，氣化室31的頂部與工藝燒嘴室相連通，該氣化室的底部通過出渣口與冷凝室相連通。同時(shí)，在本發(fā)明中，該耐火襯里為膜式水冷壁。
[0051]其中，該耐火襯里包括設(shè)置在工藝燒嘴室底部的上錐段32、筒體段33和設(shè)置在出渣口底部的下錐段34。下錐段的底部固設(shè)有冷卻器35和一與冷卻器35相連接的導(dǎo)氣管36，該導(dǎo)氣管36的一端通過出渣口與該氣化室相連通，另一端與冷凝室相連通。從圖1可知，筒體段的側(cè)壁上設(shè)有至少一固定于該豎直筒段殼體12側(cè)壁上的二次給氧燒嘴室16, 二次給氧燒嘴室16內(nèi)安裝有二次給氧燒嘴17。
[0052]優(yōu)選的，在本發(fā)明中，該二次給氧燒嘴室和二次給氧燒嘴的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)該二次給氧燒嘴室位于同一水平面上且沿該簡(jiǎn)體段的周向均勻分布。
[0053]請(qǐng)根據(jù)圖2-3予以理解，各二次給氧燒嘴室軸線LI到下錐段的頂面上的距離為耐火襯里的簡(jiǎn)體段的直徑的0.5-0.8倍。二次給氧燒嘴室軸線LI與氣化室軸線垂直相交。同時(shí)，二次給氧燒嘴軸線L2在水平面上與二次給氧燒嘴室軸線LI之間夾角為3°~5°，二次給氧燒嘴軸線L2在豎直面上與二次給氧燒嘴室軸線LI之間夾角為5°~10°，以形成旋流并向渣口運(yùn)動(dòng)的流場(chǎng)，且各二次給氧燒嘴用于通入氧化劑。
[0054]在本發(fā)明中，采用工藝燒嘴和二次給氧燒嘴的結(jié)構(gòu)形式，能夠?qū)崿F(xiàn)氧化劑的分級(jí)加入，使靠近上錐段的氣化室保持低氧碳比氣化，使靠近下錐段的氣化室保持高氧灰比熔渣，實(shí)現(xiàn)高效氣化以及液態(tài)排渣，降低氧化劑消耗，降低了氣化爐壁面熱損失，提高氣化爐內(nèi)產(chǎn)生的冷煤氣效率和氣化爐在線率。其中，在線率是一年內(nèi)氣化爐運(yùn)行時(shí)間/一年總時(shí)間。
[0055]進(jìn)一步的，各該二次給氧燒 嘴室軸線LI到該下錐段的頂面上的距離為該耐火襯里的筒體段的直徑的0.6倍，二次給氧燒嘴軸線L2在水平面上與該二次給氧燒嘴室軸線LI之間夾角為4°，該二次給氧燒嘴軸線L2在豎直面上與二次給氧燒嘴室軸線LI之間夾角為
8° ο
[0056]本發(fā)明還提供了一種如上所述的分級(jí)給氧氣化爐的氣化方法，其具體包括以下步驟:
[0057]步驟100，將氧化劑、蒸汽和含碳物質(zhì)通入該工藝燒嘴中，使其進(jìn)入該氣化室內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng)。
[0058]步驟101，同時(shí)在所述氣化反應(yīng)過程中對(duì)二次給氧燒嘴通入氧化劑，促進(jìn)進(jìn)一步的
氣化反應(yīng)。
[0059]步驟102，在該氣化室內(nèi)通過氣化反應(yīng)生成的粗煤氣及液態(tài)渣并流向下，液態(tài)渣經(jīng)導(dǎo)氣管流向激冷室，并經(jīng)激冷換熱后粉碎成為固態(tài)熔渣，并將該固態(tài)熔渣排出，粗煤氣從粗煤氣出口排出。
[0060]在本發(fā)明中，將氧化劑分級(jí)加入，同時(shí)保證氣化爐高碳轉(zhuǎn)化率、低壁面熱量損失和渣口液態(tài)排渣，其中一級(jí)氧化劑與含碳物質(zhì)從位于上殼體I頂部的工藝燒嘴加入，實(shí)現(xiàn)了含碳物質(zhì)相彌散和含碳物質(zhì)顆粒的氣化反應(yīng)，在該區(qū)域內(nèi)，相對(duì)于含碳物質(zhì)熔點(diǎn)，含碳物質(zhì)氣化溫度相對(duì)較低，存在大部分含碳物質(zhì)顆?；蛞园虢梗蛉墼ぐ虢沟男螒B(tài)存在。二級(jí)氧化劑從二次給氧燒嘴加入，一方面用于提高下錐段和出渣口附近的溫度，確保氣化爐出渣口的液態(tài)排渣；另一方 面對(duì)以半焦，或熔渣膜包裹半焦的形態(tài)顆粒進(jìn)一步氣化。
[0061]其中，步驟100和步驟101中的該氧化劑為含氧氣量體積比21% -100%的氣體。當(dāng)然，本發(fā)明中的含碳物質(zhì)可以為漿態(tài)含碳物質(zhì)或粉狀含碳物質(zhì)。在實(shí)際的應(yīng)用中，含碳物質(zhì)還可以為煤、石油焦、渣油、浙青、生物質(zhì)或污泥。
[0062]另外,步驟100中通入該工藝燒嘴的氧化劑體積占操作氧化劑體積的85% -95%,步驟101中通入二次給氧燒嘴的氧氣體積占操作氧氣體積的5% -15%。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)良好的含碳物質(zhì)顆粒的彌散，并且延長(zhǎng)顆粒的最短停留時(shí)間，從工藝燒嘴內(nèi)噴出的蒸汽或氧化劑的速度為50m/s~70m/s。
[0063]此外，通入該工藝燒嘴的氧氣與含碳物質(zhì)(當(dāng)量煤)的質(zhì)量比為0.5~0.8，通入該工藝燒嘴的蒸汽與含碳物質(zhì)的質(zhì)量比為0.05~0.2。該氣化室內(nèi)靠近工藝燒嘴處的溫度為1300°C，氣化室內(nèi)靠近下錐段處的溫度比灰渣流動(dòng)溫度高100°C以上。
[0064]以下為采用本發(fā)明分級(jí)給氧氣流床氣化爐進(jìn)行氣化試驗(yàn)和計(jì)算得到的結(jié)果:
[0065]效果實(shí)施例1
[0066]一個(gè)日處理1500噸煤的分級(jí)給氧氣化爐，以粉煤為原料進(jìn)行氣化；氣化壓力
4.0MPa,耐火襯里為膜式水冷壁。氣化爐用煤量t為1500噸/天，沉積率為80%，氣化室直徑D為2400mm，氣化室高度H為6000mm，水冷壁內(nèi)水溫Tw為493K。表1給出了現(xiàn)有的氣化爐數(shù)據(jù)，表2給出本實(shí)施例氣化爐數(shù)據(jù)。
[0067]表1、現(xiàn)有氣化爐數(shù)據(jù)
[0068]
【權(quán)利要求】
1.一種分級(jí)給氧氣化爐，包括上殼體，該上殼體包括一上封頭、一豎直筒段殼體和一下封頭，該豎直筒段殼體的兩端分別與該上封頭和該下封頭相連接，該上封頭的頂部設(shè)有工藝燒嘴室，該下封頭的底部設(shè)有出渣口，該豎直筒段殼體的底部沿豎直方向向下設(shè)有一形成有一冷凝室的下殼體，該下殼體的底部設(shè)有排渣口，該下殼體的上部側(cè)壁上設(shè)有粗煤氣出口，其特征在于，該分級(jí)給氧氣化爐還包括一設(shè)置在該上殼體內(nèi)的耐火襯里，該耐火襯里內(nèi)形成有一氣化室，該氣化室的頂部與該工藝燒嘴室相連通，該氣化室的底部通過該出渣口與該冷凝室相連通，該耐火襯里為膜式水冷壁； 該耐火襯里包括一設(shè)置于該工藝燒嘴室底部的上錐段、一簡(jiǎn)體段和一設(shè)置于該出渣口底部的下錐段，該簡(jiǎn)體段的側(cè)壁上設(shè)有至少一固定于該豎直簡(jiǎn)段殼體側(cè)壁上的二次給氧燒嘴室，該分級(jí)給氧氣化爐的工藝燒嘴和二次給氧燒嘴分別安裝在該工藝燒嘴室和該二次給氧燒嘴室內(nèi)； 該工藝燒嘴室的軸線與該氣化室的軸線重合，該工藝燒嘴的軸線與該工藝燒嘴室的軸線重合，且該工藝燒嘴用于將氧化劑、蒸汽和含碳物質(zhì)送入氣化室內(nèi)產(chǎn)生氣化反應(yīng)； 各該二次給氧燒嘴室的軸線到該下錐段的頂面上的距離為該耐火襯里的簡(jiǎn)體段的直徑的0.5-0.8倍，該二次給氧燒嘴室的軸線與該氣化室的軸線垂直相交，該二次給氧燒嘴的軸線在水平面上與該二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為3° -5°，該二次給氧燒嘴的軸線在豎直面上與該二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為5° -10°，且各該二次給氧燒嘴用于通入氧化劑。
2.如權(quán)利要求1所述的分級(jí)給氧氣化爐，其特征在于，各該二次給氧燒嘴室的軸線到該下錐段的頂面上的距離為該耐火襯里的簡(jiǎn)體段的直徑的0.6倍，該二次給氧燒嘴的軸線在水平面上與該二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為4°，該二次給氧燒嘴的軸線在豎直面上與該二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為8°。
3.如權(quán)利要求1所述的分級(jí)給氧氣化爐，其特征在于，該二次給氧燒嘴室和二次給氧燒嘴的數(shù)量為兩個(gè)，兩個(gè)該二次給氧燒嘴室位于同一水平面上且沿該簡(jiǎn)體段的周向均勻分布。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的分級(jí)給氧氣化爐，其特征在于，該下錐段的底部固設(shè)有一冷卻器和一與該冷卻器相連接的導(dǎo)氣管，該導(dǎo)氣管的一端通過該出渣口與該氣化室相連通，另一端與該冷凝室相連通。
5.一種如權(quán)利要求1所述的分級(jí)給氧氣化爐的氣化方法，其特征在于，其具體包括以下步驟: 51、將氧化劑、蒸汽和含碳物質(zhì)通入該工藝燒嘴中，使其進(jìn)入該氣化室內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng)； 52、同時(shí)在所述氣化反應(yīng)過程中對(duì)二次給氧燒嘴通入氧化劑，促進(jìn)進(jìn)一步的氣化反應(yīng)； 53、在該氣化室內(nèi)通過氣化反應(yīng)生成的粗煤氣及液態(tài)渣并流向下，液態(tài)渣經(jīng)導(dǎo)氣管流向激冷室，并經(jīng)激冷換熱后粉碎成為固態(tài)熔渣，并將該固態(tài)熔渣排出，粗煤氣從粗煤氣出口排出。
6.如權(quán)利要求5所述的氣化方法，其特征在于，所述氧化劑為含氧氣量體積比21% -100%的氣體。
7.如權(quán)利要求6所述的氣化方法，其特征在于，通入該工藝燒嘴的氧化劑體積占操作氧化劑體積的85 % -95 %，通入二次給氧燒嘴的氧化劑體積占操作氧化劑體積的5% _15%，從工藝燒嘴內(nèi)噴出的蒸汽或氧化劑的速度為50m/s~70m/s。
8.如權(quán)利要求6所述的氣化方法，其特征在于，通入該工藝燒嘴的氧氣與含碳物質(zhì)的質(zhì)量比為0.5~0.8，通入該工藝燒嘴的蒸汽與含碳物質(zhì)的質(zhì)量比為0.05~0.2，該氣化室內(nèi)靠近該工藝燒嘴處的溫度為1300°C，該氣化室內(nèi)靠近下錐段處的溫度比灰渣流動(dòng)溫度高100°C以上。
9.如權(quán)利要求5-8中任意一項(xiàng)所述的氣化方法，其特征在于，所述含碳物質(zhì)為漿態(tài)含碳物質(zhì)或粉狀含碳物質(zhì)。
10.如權(quán)利要求5-8中任意一項(xiàng)所述的氣化方法，其特征在于，所述含碳物質(zhì)為煤、石油焦、渣油、 浙青、生物質(zhì)或污泥。
【文檔編號(hào)】C10J3/46GK104004549SQ201410258178
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】許建良, 趙輝, 劉海峰, 李偉鋒, 龔欣, 王輔臣, 于廣鎖, 王亦飛, 梁欽鋒, 周志杰, 代正華, 陳雪莉, 郭曉鐳, 王興軍, 郭慶華, 劉霞, 陸海峰, 李超, 龔巖, 王立 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué), 上海熠能燃?xì)饪萍加邢薰?br>