一種微負(fù)壓組裝式煤氣化爐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微負(fù)壓組裝式煤氣化爐。為了解決煤直接燃燒過程和現(xiàn)有煤氣化爐存在的氣化質(zhì)量差、易漏氣、氣化能力不可調(diào)等問題，所述煤氣化爐包括爐本體以及裝在爐本體頂部的爐拱和煤氣出口，還包括可拆卸地固定在爐本體內(nèi)的多個(gè)爐壁水套模塊；多個(gè)爐壁水套模塊之間通過管道連通，且每個(gè)爐壁水套模塊上裝有燒嘴安裝口、與水套連通的水入口和出汽口；所述煤氣出口處裝有使?fàn)t本體內(nèi)保持微負(fù)壓狀態(tài)的引風(fēng)機(jī)。本發(fā)明具有微負(fù)壓操作、結(jié)構(gòu)簡單、氣化能力可調(diào)、氣化率高、無煤氣泄漏、清灰方便等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種微負(fù)壓組裝式煤氣化爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及煤化工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種微負(fù)壓組裝式水套結(jié)構(gòu)煤氣化爐。

【背景技術(shù)】
[0002]煤在我國能源結(jié)構(gòu)中占有最重要的比重，是一種常用的燃料，然而在煤的直接燃燒過程中卻存在污染嚴(yán)重、燃燒設(shè)備要求高等諸多缺點(diǎn)，且在我國一些一線城市，是明令禁止工業(yè)燒煤的。針對(duì)煤直接燃燒過程的種種弊端，國家發(fā)改委發(fā)文鼓勵(lì)“煤改氣”項(xiàng)目，即支持原來燒煤的工藝改成天然氣燃燒方式，但是此過程中仍然存在天然氣氣源有限和成本急劇增加等問題。煤氣化技術(shù)是清潔利用煤炭資源的重要途徑和手段。
[0003]煤炭氣化是指煤在特定的設(shè)備內(nèi)，在一定溫度及壓力下使煤中有機(jī)質(zhì)與氣化劑(如蒸汽/空氣或氧氣等)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)化為含有co、h2、ch4等可燃?xì)怏w和0)2、隊(duì)等非可燃?xì)怏w的過程。氣化爐、氣化劑、供給熱量是煤氣化的三個(gè)必備條件。煤炭氣化工藝可按壓力、氣化劑、氣化過程供熱方式等分類，常用的是按氣化爐內(nèi)煤料與氣化劑的接觸方式區(qū)分，主要有:固定床氣化、流化床氣化、氣流床氣化和熔浴床氣化等方式。上述各類氣化方式均比較成熟，但是也均在不同程度上存在一些不足，例如:典型的固定床氣化爐魯奇爐，其氣化壓力較高，為0.1—4.0 MPa ;典型的氣流床氣化爐U—gas氣化爐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。
[0004]因此，開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行壓力低、爐窯壽命長、清灰方便的煤氣化爐非常有必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述煤直接燃燒過程和現(xiàn)有煤氣化爐存在氣化質(zhì)量差、易漏氣、氣化能力不可調(diào)等不足，本發(fā)明旨在提供一種微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，該煤氣化爐采用氧氣和水蒸氣作為氣化劑，具有微負(fù)壓操作、結(jié)構(gòu)簡單、氣化能力可調(diào)、氣化率高、無煤氣泄漏、清灰方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，包括爐本體以及裝在爐本體頂部的爐拱和煤氣出口，其特征在于，還包括可拆卸地固定在爐本體內(nèi)的多個(gè)爐壁水套模塊；多個(gè)爐壁水套模塊之間通過管道連通，且每個(gè)爐壁水套模塊上裝有燒嘴安裝口、與水套連通的水入口和出汽口 ；多個(gè)燒嘴安裝口中，位于下側(cè)的燒嘴安裝口上裝有用于通入粉煤、氧氣和水蒸氣的三層套管燒嘴，位于上側(cè)的燒嘴安裝口上裝有用于通入粉煤和水蒸氣的二層套管燒嘴；所述煤氣出口處裝有使?fàn)t本體內(nèi)保持微負(fù)壓狀態(tài)的引風(fēng)機(jī)。
[0007]由此，所述煤氣化爐爐壁由組裝水套式爐壁組成，所述煤氣化爐使用粉煤進(jìn)行煤氣化，其氣化能力可以通過增加或減少水套模塊提高或降低；所述煤氣化爐內(nèi)為微負(fù)壓操作工況，有利于煤氣化反應(yīng)的進(jìn)行和防止煤氣泄漏。
[0008]以下為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案: 進(jìn)一步地，多個(gè)爐壁水套模塊分上下兩層布置，其中位于上層的爐壁水套模塊上裝有所述三層套管燒嘴，位于下層的爐壁水套模塊上裝有所述二層套管燒嘴；所述三層套管燒嘴包括中心管，套裝在中心管外的中間管，以及套裝在中間管外的外層管；其中，中心管內(nèi)的中心通道為粉煤通道，位于中間管與中心管之間的次外層通道為氧氣通道，位于中間管與外層管之間的外層通道為水蒸氣通道；所述二層套管燒嘴包括中心管，套裝在中心管外的外層管；其中，中心管內(nèi)的中心通道為粉煤通道，位于中間管與外層管之間的外層通道為水蒸氣通道。
[0009]為了提高水蒸氣的質(zhì)量，所述爐壁水套模塊的出汽口通過氣液分離裝置與通入水蒸氣的通道連通，經(jīng)過氣液分離后產(chǎn)生水蒸氣作為煤氣化爐氣化劑使用。
[0010]所述爐本體、爐拱和煤氣出口形成只有煤氣出口一個(gè)出口的密閉腔體。
[0011 ] 所述水入口設(shè)置在爐壁水套模塊底部，所述燒嘴安裝口設(shè)置在爐壁水套模塊側(cè)壁的中心位置處。
[0012]所述爐拱呈倒置的漏斗形。
[0013]所述爐本體底部裝有灰斗；所述爐本體、爐拱、煤氣出口和灰斗形成只有煤氣出口一個(gè)出口的密閉腔體。所述灰斗優(yōu)選由耐火磚砌筑而成，可以采用人工周期性清灰和鏈條式連續(xù)排渣等多種排渣方式。
[0014]所述爐壁水套模塊為矩形模塊，由此，可自由拼接成矩形結(jié)構(gòu)。
[0015]所述多個(gè)爐壁水套模塊之間通過管道串聯(lián)連通。
[0016]本發(fā)明所述的微負(fù)壓狀態(tài)是指爐本體內(nèi)壓力為(T200pa。
[0017]藉由上述結(jié)構(gòu)，所述煤氣化爐本體為矩形結(jié)構(gòu)，可由鋼水套自由組合而成，頂部為漏斗錐形爐拱，底部為矩形灰斗；
所述爐壁水套模塊為鋼水套模塊，上下模塊之間通過管道互相連通，鋼水套模塊之間通過螺栓連接，可自由拼裝。
[0018]所述的矩形結(jié)構(gòu)氣化爐，可通過在長、寬兩個(gè)方向同時(shí)或僅在其中一個(gè)方向增加或減少矩形水套模塊改變爐體大小，調(diào)節(jié)氣化能力。
[0019]所述水套模塊上布置有水入口和燒嘴安裝口，當(dāng)煤氣化爐氣化能力進(jìn)行調(diào)整時(shí)，僅需調(diào)整入口水流量和燒嘴開啟個(gè)數(shù)，無需再打孔補(bǔ)充水入口和燒嘴安裝口。
[0020]所述水套模塊上的水入口布置在水套的下部區(qū)域，燒嘴安裝口布置在水套的中心區(qū)域。
[0021 ] 所述的煤氣化爐漏斗錐形爐拱為鋼水套，頂部爐拱上設(shè)置有煤氣出口。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用氧氣和水蒸氣作為氣化劑，具有微負(fù)壓操作、結(jié)構(gòu)簡單、氣化能力可調(diào)、氣化率高、無煤氣泄漏、清灰方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0023]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2是圖1的側(cè)視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]一種微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，如圖1和2所示，其包括:爐本體8、煤氣出口 1、爐拱2、鋼水套模塊3、上層粉煤、水蒸氣燒嘴4、鋼水套水入口 5、下層粉煤、氧氣和水蒸氣燒嘴6、灰斗7。
[0026]生產(chǎn)運(yùn)行過程中，爐膛內(nèi)保持微負(fù)壓狀態(tài)，有利于煤氣化反應(yīng)的進(jìn)行和防止煤氣泄漏；粉煤和水蒸氣分上下兩層燒嘴噴入爐膛，氧氣由下層噴嘴噴入爐膛，其中水蒸氣燒嘴4、鋼水套水入口 5與下層粉煤、氧氣和水蒸氣燒嘴6均為多層套管型燒嘴，其中粉煤通入中心通道，氧氣通入次外層通道，水蒸氣通入最外層通道；爐壁由鋼水套模塊3拼接而成，且可以根據(jù)目標(biāo)氣化量的需求自由組裝爐膛空間大??；各鋼水套模塊3之間相互連通，鋼水套模塊3與氣液分離裝置連接，實(shí)現(xiàn)氣液分離，產(chǎn)生水蒸氣；產(chǎn)生的水蒸氣直接作為氣化劑噴入爐膛；粉煤、氧氣、水蒸氣在爐膛內(nèi)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生煤氣，經(jīng)過煤氣出口 I實(shí)現(xiàn)煙灰與煤氣之間的分離，分離所得煙灰直接返料進(jìn)入爐膛繼續(xù)參加煤氣化反應(yīng)；煤氣化反應(yīng)產(chǎn)生的灰渣由底部灰斗7的清灰門9排除，可采用人工周期性清灰和鏈條式連續(xù)排渣等多種排渣方式。
[0027]所述微負(fù)壓組裝式水套結(jié)構(gòu)煤氣化爐本體為矩形結(jié)構(gòu)，其氣化能力可通過增加或減少水套模塊進(jìn)行調(diào)整。鋼水套模塊為矩形，上下模塊之間通過管道互相連通，鋼水套模塊之間通過螺栓連接，可自由拼接成各種尺寸大小的矩形。對(duì)于矩形形狀的氣化爐，可通過在長、寬兩個(gè)方向同時(shí)或僅在其中一個(gè)方向增加或減少矩形水套模塊改變爐體大小，調(diào)節(jié)氣化能力。當(dāng)氣化爐氣化能力進(jìn)行調(diào)整時(shí)，可通過調(diào)整水套模塊上的入口水流量和燒嘴開啟個(gè)數(shù)，來保證煤氣化爐的正常運(yùn)行。
[0028]所述微負(fù)壓組裝式水套結(jié)構(gòu)煤氣化爐，采用氧氣和水蒸氣作為氣化劑，具有微負(fù)壓操作、結(jié)構(gòu)簡單、氣化能力可調(diào)、氣化率高、無煤氣泄漏、清灰方便等優(yōu)點(diǎn)。
[0029]上述實(shí)施例闡明的內(nèi)容應(yīng)當(dāng)理解為這些實(shí)施例僅用于更清楚地說明本發(fā)明，而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，包括爐本體(8)以及裝在爐本體(8)頂部的爐拱(2)和煤氣出口(1)，其特征在于，還包括可拆卸地固定在爐本體(8)內(nèi)的多個(gè)爐壁水套模塊(3)；多個(gè)爐壁水套模塊(3 )之間通過管道連通，且每個(gè)爐壁水套模塊(3 )上裝有燒嘴安裝口、與水套連通的水入口( 5)和出汽口 ；多個(gè)燒嘴安裝口中，位于下側(cè)的燒嘴安裝口上裝有用于通入粉煤、氧氣和水蒸氣的三層套管燒嘴(4 )，位于上側(cè)的燒嘴安裝口上裝有用于通入粉煤和水蒸氣的二層套管燒嘴(6);所述煤氣出口(I)處裝有使?fàn)t本體(8)內(nèi)保持微負(fù)壓狀態(tài)的引風(fēng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，其特征在于， 多個(gè)爐壁水套模塊(3)分上下兩層布置，其中位于上層的爐壁水套模塊上裝有所述三層套管燒嘴(4)，位于下層的爐壁水套模塊上裝有所述二層套管燒嘴(4); 所述三層套管燒嘴(4)包括中心管，套裝在中心管外的中間管，以及套裝在中間管外的外層管；其中，中心管內(nèi)的中心通道為粉煤通道，位于中間管與中心管之間的次外層通道為氧氣通道，位于中間管與外層管之間的外層通道為水蒸氣通道； 所述二層套管燒嘴(4)包括中心管，套裝在中心管外的外層管；其中，中心管內(nèi)的中心通道為粉煤通道，位于中間管與外層管之間的外層通道為水蒸氣通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，其特征在于，所述爐壁水套模塊(3)的出汽口通過氣液分離裝置與通入水蒸氣的通道連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，其特征在于，所述爐本體(8)、爐拱(2)和煤氣出口( I)形成只有煤氣出口( I) 一個(gè)出口的密閉腔體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，其特征在于，所述水入口(5)設(shè)置在爐壁水套模塊(3)底部，所述燒嘴安裝口設(shè)置在爐壁水套模塊(3)側(cè)壁的中心位置處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，其特征在于，所述爐拱(2)呈倒置的漏斗形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，其特征在于，所述爐本體(8)底部裝有灰斗(7 );所述爐本體(8 )、爐拱(2 )、煤氣出口( I)和灰斗(7 )形成只有煤氣出口( I) 一個(gè)出口的密閉腔體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，其特征在于，所述爐壁水套模塊(3)為矩形模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，其特征在于，所述多個(gè)爐壁水套模塊(3 )之間通過管道串聯(lián)連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微負(fù)壓組裝式煤氣化爐，其特征在于，所述微負(fù)壓狀態(tài)是指爐本體(8)內(nèi)壓力為(T200pa。
【文檔編號(hào)】C10J3/76GK104293395SQ201410526792
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】劉維, 劉方侃, 楊誠笑, 楚紅偉, 曾鐵平, 何華 申請(qǐng)人:長沙恒威熱能科技有限公司