本發(fā)明涉及化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燃燒、激冷分體式的水煤漿氣化爐。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)激冷流程的水煤漿氣化爐氣化燃燒室和激冷室為一體化設(shè)置，激冷室與氣化燃燒室高度比例通常大于1：1，因此氣化裝置主體廠房較高，一般大于35米，設(shè)備和土建費用較高，造成水煤漿氣化投資較大，給投資者帶來較大的資金壓力，影響項目的經(jīng)濟(jì)性。此外傳統(tǒng)激冷室設(shè)置的激冷環(huán)材質(zhì)要求高、加工難度大且需要定期更換，更換的工程量較大，消耗加大的人力和物力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種燃燒、激冷分體式的水煤漿氣化爐，能將氣化燃燒室與激冷室實現(xiàn)分體，同時大幅縮短激冷室的高度，采用激冷后的裂化氣與激冷水一起帶出至后系統(tǒng)分離，滿足水煤漿氣化工藝的裂化氣冷卻和灰渣順利排除的要求，氣化爐主體裝置高度大幅降低，工程投資有較大的縮減，而且檢維修便捷，具有極高的工程應(yīng)用和項目經(jīng)濟(jì)運行價值。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種燃燒、激冷分體式的水煤漿氣化爐，它括氣化爐爐膛、燒嘴、激冷室；

所述的氣化爐爐膛包括殼體、爐膛進(jìn)口、爐膛出口和燃燒室，所述的爐膛進(jìn)口與燒嘴相連，所述的爐膛出口與激冷室進(jìn)口大法蘭相連；

所述的燒嘴包括中心管、煤漿通道、阻燃劑外環(huán)、水夾套、水夾套進(jìn)水口、水夾套出水口、燒嘴大法蘭、燃?xì)夤?，所述的燒嘴大法蘭與爐膛進(jìn)口相連；

燒嘴采用三流道設(shè)計，噴嘴三流道由內(nèi)到外依次為中心管、煤漿通道、阻燃劑外環(huán)。

所述的激冷室包括激冷反應(yīng)室、氣相管、激冷水箱、激冷水環(huán)腔、激冷水擋板、激冷水入口、水煤氣出口、激冷室進(jìn)口大法蘭、激冷室出口大法蘭、水冷保護(hù)壁，所述的激冷室出口大法蘭與出渣的鎖斗相連，水煤氣出口與后系統(tǒng)的氣液分離器相連。

進(jìn)一步的，中心管在燒嘴最內(nèi)部，與煤漿通道采用法蘭連接；

煤漿通道在燒嘴的中部，與阻燃劑外環(huán)管采用法蘭相連；

阻燃劑外環(huán)在燒嘴的外部，與燒嘴大法蘭采用上下焊接，水夾套在燒嘴大法蘭下部最外側(cè)，與燒嘴大法蘭采用焊接方式連接，同時水夾套進(jìn)口管與水夾套出口管在燒嘴大法蘭上部開孔并采用焊接方式連接，水夾套進(jìn)口管深入到水夾套底部，確保燒嘴冷卻水有效流動，保護(hù)燒嘴。

進(jìn)一步的，

激冷水箱位于激冷室上部，采用焊接方式將激冷水擋板與激冷室外殼、氣相管相連，形成激冷水箱，激冷水環(huán)腔是激冷室進(jìn)口大法蘭與氣相管形成的一個環(huán)狀腔體，激冷水入口位于激冷水擋板上部，激冷水從激冷水入口進(jìn)入激冷水箱，再通過激冷水環(huán)腔出沿氣相管內(nèi)壁溢流至激冷反應(yīng)室，水煤氣出口位于激冷水擋板下部，氣化爐來裂化氣通過激冷室進(jìn)口大法蘭進(jìn)入激冷室與激冷水環(huán)腔出來的激冷水相遇冷卻，在激冷反應(yīng)室進(jìn)一步冷卻形成水煤氣，并分離出爐渣從激冷室出口大法蘭排至鎖斗，水煤氣與激冷水從水煤氣出口送至后續(xù)工序分離、洗滌。水冷保護(hù)壁與氣化爐水冷壁盤管相連，深入至激冷室上部的激冷水環(huán)腔外側(cè)，用以保護(hù)激冷水環(huán)腔。

進(jìn)一步的，燃燒室與激冷室為分體式結(jié)構(gòu)，兩者可拆卸分離。

進(jìn)一步的，所述的爐殼內(nèi)部設(shè)置環(huán)形盤管膜式水冷壁，水冷壁內(nèi)采用除鹽水強(qiáng)制循環(huán)冷卻保護(hù)爐殼，同時配以汽包副產(chǎn)低壓蒸汽。

進(jìn)一步的，激冷水環(huán)腔和出水口至于水冷保護(hù)壁的后方，所述激冷水環(huán)腔和出水口鄰近所述激冷室的上沿。

進(jìn)一步的，氣化爐爐殼采用鋼材制成，設(shè)計耐壓為1.3——4.0MPa。

激冷室結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計小巧、造價低廉，同時短小的激冷室設(shè)計使整個氣化爐高度大幅下降，工程投資費用大幅縮減，項目建設(shè)周期縮短，項目經(jīng)濟(jì)效益客觀。

氣化產(chǎn)生的裂化氣經(jīng)過激冷降溫后與激冷水一起由激冷室水煤氣出口一起進(jìn)入后系統(tǒng)進(jìn)行氣液分離，激冷室中部不出水。

激冷室不設(shè)置渣水循環(huán)泵，利用渣的重力作用自行進(jìn)入鎖斗。

所述的燒嘴采用三流道結(jié)構(gòu)，包括中心管、煤漿環(huán)管、助燃劑環(huán)管和燒嘴大法蘭，中心管實現(xiàn)燃?xì)夂椭紕┕灿迷O(shè)計，實行升溫和投料開車一體化，中間不更換燒嘴，冷卻采用創(chuàng)新式的水夾套設(shè)計，且外壁加厚，其目的在于可以耐沖刷腐蝕；耐高溫輻射強(qiáng)，冷卻效果好。

本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

1)本發(fā)明將氣化燃燒室與激冷室分體設(shè)計，并實現(xiàn)兩者有效的

組合。助燃劑通過中心管、助燃劑環(huán)管與進(jìn)入煤漿通道的水煤漿充分混合霧化，并噴入氣化爐爐膛；氣化燃燒室采用水冷壁設(shè)計，利用水冷壁的低溫將灰渣迅速凝結(jié)，在水冷壁上形成較厚的掛渣，防止?fàn)t渣對水冷壁的沖刷和侵蝕；燃燒后產(chǎn)生裂化氣出氣化爐爐膛進(jìn)入激冷室，與激冷水直接接觸并瞬間冷卻降溫，激冷后的灰渣進(jìn)入鎖斗排放至自動撈渣機(jī)，激冷降溫后的水煤氣與激冷水一起進(jìn)入后系統(tǒng)進(jìn)行氣液分離；激冷水腔采用環(huán)隙式直流法，水量大，中心管水膜效果好，更換方便，且由于激冷室體積小，激冷室不排水，氣液接觸時間長，降溫和沉渣效果更好，不需要采用傳統(tǒng)的鎖斗循環(huán)泵，降低了能耗，能轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬η鍧嵉乃簹?，具有極高的實際應(yīng)用價值。

2)本發(fā)明設(shè)計的激冷室短小實用，其高度與氣化爐氣化室的比

例為1：2，直徑與氣化爐爐殼的比例為1：2，這樣氣化主體高度大幅降低，設(shè)備和土建費用有效縮減；而且激冷室中心管的長度設(shè)計合理，氣流的作用力加速灰渣的沉降，利于集渣排渣，因而可取消鎖斗循環(huán)泵，縮短流程，降低投資和運行費用。

3)本發(fā)明在燒嘴設(shè)計上采用三流道結(jié)構(gòu)，中心管采用燃?xì)夂椭?/p>

燃劑共用的設(shè)計，初始升溫中心管走燃?xì)?，助燃劑環(huán)管走助燃?xì)膺M(jìn)行爐內(nèi)升溫，升溫結(jié)束投料后中心管燃?xì)馇袚Q成助燃劑，實現(xiàn)升溫開成一體化，中間不需更換燒嘴。燒嘴外部設(shè)置水夾套，水夾套上設(shè)有水夾套進(jìn)水口和水夾套出水口，水夾套的外壁加厚，可以耐沖刷、腐蝕，而且冷卻水從水夾套進(jìn)水口排入，并從水夾套出水口排出，能吸收噴嘴產(chǎn)生的熱量，具有冷卻效果好，耐高溫輻射強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種燃燒、激冷分體式的水煤漿氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中激冷室的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式：

下面參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述：

如圖1 所示，根據(jù)本發(fā)明實施的一種氣化、激冷分體式的氣化爐，它括氣化爐爐膛10、燒嘴11、激冷室12；

所述的氣化爐爐膛10包括殼體13、爐膛進(jìn)口14、爐膛出口15和燃燒室16，所述的爐膛進(jìn)口14與燒嘴11相連，所述的爐膛出口15與激冷室進(jìn)口大法蘭38相連；

助燃劑與煤漿通過噴嘴11混合霧化進(jìn)入氣化爐爐膛10充分燃燒氣化產(chǎn)生水煤氣，水煤氣出氣化爐爐膛10進(jìn)入激冷室12，與激冷水直接混合冷卻水煤氣，同時沉降分離出灰渣進(jìn)入鎖斗，降溫后的水煤氣與激冷水一起進(jìn)入洗滌分離系統(tǒng)進(jìn)行氣液分離及除塵。激冷室12采用獨創(chuàng)的外掛可卸式激冷室，由于激冷室的法蘭連接結(jié)構(gòu)，激冷室內(nèi)部中心管、激冷室環(huán)套等易損件易拆卸檢修其檢修更安全。

2、如圖2 所示，燒嘴采用三流道設(shè)計，根據(jù)氣化爐爐膛10內(nèi)氣化室高度合理設(shè)計火焰噴射角度。所述的燒嘴11包括中心管21、煤漿通道22、阻燃劑外環(huán)23、水夾套24、水夾套進(jìn)水口25、水夾套出水口26、燒嘴大法蘭27、燃?xì)夤?8，所述的燒嘴大法蘭27與爐膛進(jìn)口相連；

燒嘴采用三流道設(shè)計，噴嘴三流道由內(nèi)到外依次為中心管21、煤漿通道22、阻燃劑外環(huán)23。

氧氣通過中心管21，阻燃劑外環(huán)23與進(jìn)入煤漿通道22的水煤漿充分混合霧化噴入氣化爐爐膛10。噴嘴冷卻采用水夾套24設(shè)計，且外壁加厚，其目的在于可以耐沖刷腐蝕；耐高溫輻射強(qiáng)，冷卻效果好。燃?xì)夤?8在爐內(nèi)進(jìn)行升溫時使用，升溫結(jié)束投料后中心管燃?xì)馇袚Q成助燃劑，實現(xiàn)升溫開成一體化，中間不需更換燒嘴。

3、如圖3所示，所述的激冷室包括激冷反應(yīng)室31、氣相管32、激冷水箱33、激冷水環(huán)腔34、激冷水擋板35、激冷水入口36、水煤氣出口37、激冷室進(jìn)口大法蘭38、激冷室出口大法蘭39、水冷保護(hù)壁40，所述的激冷室出口大法蘭39與出渣的鎖斗相連，水煤氣出口與后系統(tǒng)的氣液分離器相連。

激冷水箱33位于激冷室上部，采用焊接方式將激冷水擋板35與激冷室外殼、氣相管32相連，形成激冷水箱33，激冷水環(huán)腔34是激冷室進(jìn)口大法蘭38與氣相管32形成的一個環(huán)狀腔體，激冷水入口36位于激冷水擋板35上部；激冷水從激冷水入口36進(jìn)入激冷水箱33，再通過激冷水環(huán)腔34出沿氣相管32內(nèi)壁溢流至激冷反應(yīng)室31，水煤氣出口37位于激冷水擋板35下部，氣化爐來裂化氣通過激冷室進(jìn)口大法蘭38進(jìn)入激冷室與激冷水環(huán)腔34出來的激冷水相遇冷卻，在激冷反應(yīng)室31進(jìn)一步冷卻形成水煤氣，并分離出爐渣從激冷室出口大法蘭39排至鎖斗，水煤氣與激冷水從水煤氣出口37送至后續(xù)工序分離、洗滌。水冷保護(hù)壁40與氣化爐水冷壁盤管相連，深入至激冷室上部的激冷水環(huán)腔34外側(cè)，用以保護(hù)激冷水環(huán)腔34。

激冷水通過激冷水入口36進(jìn)入激冷水箱33，溢流入激冷水環(huán)腔34環(huán)隙，由于激冷水環(huán)腔34環(huán)隙小，水量大，激冷水在氣相管32上形成了均勻的水膜，有效的保護(hù)了氣相管32與高溫水煤氣接觸超溫變形以及燒穿，激冷水沿著氣相管32進(jìn)入激冷反應(yīng)室31。水煤氣通關(guān)氣相管32進(jìn)入激冷反應(yīng)室31與激冷水充分接觸洗滌換熱，洗滌下來的灰渣進(jìn)入排渣系統(tǒng)的鎖斗，經(jīng)過冷卻洗滌的水煤氣與激冷水一起通過水煤氣出口37送入到后系統(tǒng)。激冷室不排水，氣液接觸時間長，洗滌和換熱效果更好。該激冷室體積小，不需要采用傳統(tǒng)的鎖斗水循環(huán)泵，降低了能耗。激冷水環(huán)腔34位于水冷保護(hù)壁40的后上部，阻隔高溫裂化氣的輻射，使用壽命可達(dá)7000小時以上，比傳統(tǒng)激冷環(huán)壽命延長一倍，具有較高的穩(wěn)定性。

以上僅為本發(fā)明的具體實施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本發(fā)明為基礎(chǔ)，為解決基本相同的技術(shù)問題，實現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果，所作出的簡單變化、等同替換或者修飾等，皆涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。