本發(fā)明涉及煤氣化技術領域，具體而言涉及一種恒定液位激冷式氣化爐。

背景技術：

本發(fā)明的氣化爐是指煤氣化爐，又稱煤氣發(fā)生爐(gasproducer)，是將煤作為氣化燃料進行可燃氣體制造的爐子。其中激冷式氣化爐帶有激冷室，氣化爐產(chǎn)生的熱粗煤氣和熔融渣進入激冷室的激冷水中進行直接接觸激冷，激冷的目的是將高溫氣體直接冷卻到該壓力下的飽和蒸汽溫度，將熔融渣冷卻后沉積，實現(xiàn)氣渣分離。

相關技術中的以膜式水冷壁作為殼體保護裝置的氣化爐，已經(jīng)在煤氣化領域廣泛應用。其可以燒高灰熔點廉價煤的特性使得很多用戶廠家得到了豐厚效益，但是為滿足液態(tài)排渣的要求，就需要把爐溫提高到煤灰熔點以上，而煤的灰熔點一般在1200℃～1650℃，氣化室產(chǎn)生的粗煤氣的溫度也就更高。傳統(tǒng)的激冷室結構，氣化室的高溫煤氣和液態(tài)渣通過耐熱通道直接進入激冷室，為了保護耐熱通道不被燒壞，在耐熱通道上部必須加入大量的激冷水，高溫煤氣、液態(tài)爐渣和激冷水在耐熱通道完成初步換熱，然后進入激冷室水浴進行進一步的換熱。為了保證激冷室液位的穩(wěn)定，往往需要增加激冷水量和加大排水量來保持激冷室的液位，以便帶走氣化室高溫煤氣帶入激冷室的大量熱量。這種激冷室結構，一方面使激冷室外排水量過大，造成能量的浪費；另一方面，由于高溫煤氣和激冷水在激冷室的換熱過于激烈，造成激冷室液位難以控制，存有一定的安全隱患。

申請公布號為cn104232171a的中國專利文獻公開了一種氣化爐激冷室液位防堵塞裝置，該技術方案所要解決的技術問題是保證氣化爐激冷室液位測量儀表運行的可靠性，減少臟堵對于測量氣化爐激冷室液位的法蘭式壓力變送器的測量膜盒和管路的影響。通過將高壓沖洗水導向靠近激冷室一側，可防止臟污介質沉降，可延長液位計使用壽命，提高氣化爐運行的安全性能。

授權公告號為cn204007783u的中國專利文獻公開了一種液位監(jiān)測裝置及氣化系統(tǒng)，所述液位監(jiān)測裝置包括取壓管、差壓變送器以及兩個隔膜法蘭，所述的兩個隔膜法蘭的一側分別通過充滿流體的毛細管連接至所述差壓變送器兩端，所述的兩個隔膜法蘭的另一側分別通過取壓管連接至待取壓點，其中，所述取壓管上均設有沖洗裝置，用于向所述取壓管內(nèi)引入沖洗所述取壓管的沖洗液體，避免了由于堵塞引起氣化爐液位測量值忽高忽低、甚至導致氣化爐跳車的問題，給氣化爐穩(wěn)定運行提供了保障。

可以看出，上述技術方案所針對的目標均是液位監(jiān)測裝置，實質上是對現(xiàn)有液位監(jiān)測裝置的改進，這樣不能從根本上保證氣化爐液位安全，并使得氣化爐結構復雜化，增加成本，且仍然需要人工操作。因此，本領域中需要結構簡單、安裝維護方便，不需人工操作且能從根本上保證氣化爐液位安全的氣化爐產(chǎn)品。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種恒定液位激冷式氣化爐，該氣化爐可以將高灰熔點的煤用于生產(chǎn)粗煤氣，并保證氣化爐激冷室在外排激冷水時不再控制液位，通過氣化爐結構使氣化爐設備保持液位基本恒定，不需人工干預，從而能夠降低成本，提高設備的本質安全。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種恒定液位激冷式氣化爐，所述氣化爐包括：外殼和內(nèi)部組件；外殼內(nèi)有橫置的隔板，在隔板的中央開有孔，孔可以是圓形、多邊形或者其他規(guī)則或不規(guī)則的形狀；隔板將外殼內(nèi)部空間分隔為上下兩部分，上部定義為氣化段，下部定義為激冷段。

氣化段包括燒嘴、膜式水冷壁和耐熱通道。其中，膜式水冷壁所限定的內(nèi)部區(qū)域為氣化室；

激冷段包括激冷水入口、激冷水膜發(fā)生器、水膜通道、粗煤氣出口和渣出口。其中，激冷段所限定的區(qū)域為激冷室。

進一步地，燒嘴在外殼的頂部，燒嘴穿過外殼和膜式水冷壁進入氣化室內(nèi)部。氣化室的底部有耐熱通道。

進一步地，耐熱通道穿過隔板的孔進入水膜通道。在一個實施方案中，耐熱通道的橫截面形狀與隔板的孔的形狀相匹配，以至少部分阻擋氣化室和激冷室之間的熱量和物質交換。

進一步地，在激冷室的頂部有激冷水膜發(fā)生器，激冷水入口與激冷水膜發(fā)生器連接，激冷水膜發(fā)生器與水膜通道頂端連接，粗煤氣出口設在激冷段外殼上。水膜通道向下伸入至激冷室液位以下。

進一步地，在外殼軸向高度上，水膜通道的底端低于粗煤氣出口的下緣，使得洗滌后的灰水通過溢流的方式溢流至粗煤氣出口，與洗滌后的粗煤氣一起被送至后工段。

在一個實施方案中，在外殼軸向高度上，水膜通道的底端低于粗煤氣出口的下緣50-200cm，優(yōu)選50-100cm，更優(yōu)選80-100cm。

在一個實施方案中，隔板中央的孔是圓形的；在另一個實施方案中，隔板中央的孔是六邊形或十二邊形的。

本發(fā)明技術方案的特點包括：

本設備結構合理，安裝維護方便，通過氣化爐結構設計使氣化爐設備能夠保持液位基本恒定，不需人工干預，從而從根本上保證了氣化爐運行的安全。膜式水冷壁作為氣化段殼體保護裝置可以保證氣化段殼體溫度穩(wěn)定不超溫，不受氣化室內(nèi)部反應溫度的影響，完全可以接受高灰熔點煤的考驗。激冷室可以不設置灰水出口，不控制激冷室液位，以溢流的方式和激冷后的粗煤氣一起排出氣化爐，激冷室液位高度保持恒定。從源頭斷絕了激冷段殼體超溫的危險，該結構形式可以使氣化爐設備本身從真正意義上做到安全可靠。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的恒定液位激冷式氣化爐的剖面示意圖；

圖2是圖1中隔板的頂視示意圖；

圖3是圖1中氣化段的剖面示意圖；

圖4是圖1中激冷段的剖面示意圖；

附圖標記：

恒定液位激冷式氣化爐(0)、外殼(1)、隔板(2)、氣化段(3)、激冷段(4)、氣化室(31)、激冷室(41)、燒嘴(311)、膜式水冷壁(312)、耐熱通道(313)、激冷水入口(411)、激冷水膜發(fā)生器(412)，水膜通道(413)，粗煤氣出口(414)，渣出口(415)。

具體實施方式

下面通過實施例和附圖來對本發(fā)明技術方案作進一步說明。所述實施例的示例在附圖中示出，其中相同的附圖標記始終表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。應理解，下面通過參考附圖描述的實施例僅是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

如附圖1、3、4所示，顯示了本發(fā)明一個實施例中恒定液位激冷式氣化爐的整體結構剖面示意圖以及氣化段和激冷段的結構剖面示意圖，其中：

恒定液位激冷式氣化爐0包括：外殼1和內(nèi)部組件；外殼1內(nèi)有橫置的隔板2，在隔板2的中央開有孔，如圖2所示，該孔為正十二邊形；隔板2將外殼1內(nèi)部空間分隔為上下兩部分，上部定義為氣化段3，下部定義為激冷段4。

氣化段3包括燒嘴311、膜式水冷壁312和耐熱通道313。其中，膜式水冷壁312所限定的內(nèi)部區(qū)域為氣化室31；激冷段4包括激冷水入口411、激冷水膜發(fā)生器412、水膜通道413、粗煤氣出口414和渣出口415。其中，激冷段4所限定的區(qū)域為激冷室41。

燒嘴311在外殼1的頂部，燒嘴311穿過外殼1和膜式水冷壁312進入氣化室31內(nèi)部。氣化室31的底部有耐熱通道313。耐熱通道313穿過隔板2的孔進入水膜通道413。在一個實施方案中，耐熱通道313的橫截面形狀為正十二邊形，能夠與隔板2的孔的形狀相匹配，以至少部分阻擋氣化室31和激冷室41之間的熱量和物質交換。

在激冷室41的頂部有激冷水膜發(fā)生器412，激冷水入口411與激冷水膜發(fā)生器412連接，激冷水膜發(fā)生器412與水膜通道413頂端連接，粗煤氣出口414設在激冷段4外殼上。水膜通道412向下伸入至激冷室41液位以下。在外殼1軸向高度上，水膜通道413的底端低于粗煤氣出口414的下緣，使得洗滌后的灰水通過溢流的方式溢流至粗煤氣出口，與洗滌后的粗煤氣一起被送至后工段。

在一個實施方案中，在外殼軸向高度上，水膜通道的底端低于粗煤氣出口的下緣80cm。

下面參考附圖1-4描述根據(jù)本發(fā)明的恒定液位激冷式氣化爐的工作過程。

作為煤氣化反應原料的水煤漿和氧氣通過燒嘴311進行混合并噴入氣化室31，在氣化室31發(fā)生氣化反應生成粗煤氣和渣。膜式水冷壁312作為氣化段3殼體保護裝置可以保證氣化段殼體溫度穩(wěn)定，不受氣化室內(nèi)部反應溫度的影響，完全可以接受高灰熔點煤的考驗。

反應生成的粗煤氣和渣從氣化室31底部的耐熱通道313進入激冷室41。再經(jīng)水膜通道413直接進入激冷室41液面以下，粗煤氣和渣在水浴中充分鼓泡，完成洗滌降溫。渣在液位下沉積經(jīng)渣出口414排出。激冷水通過激冷水入口411進入激冷水膜發(fā)生器412形成水膜，水膜在水膜通道413內(nèi)壁均布自流進入液面，有效地解決了水膜通道413因局部超溫而導致的變形。激冷水主要用于粗煤氣的洗滌和降溫，激冷水和粗煤氣經(jīng)過傳質和傳熱后變成灰水，粗煤氣中的細灰進入灰水，灰水通過溢流的方式溢流至粗煤氣出口414，與洗滌后的粗煤氣一起被送至后工段。

上述實施例中，激冷室不設置灰水出口，不控制激冷室液位，洗滌后的灰水以溢流的方式和激冷后的粗煤氣一起排出氣化爐，激冷室液位高度保持基本恒定。這樣的結構設置從源頭斷絕了激冷段殼體超溫的危險，使帶廢鍋氣化爐設備本身從真正意義上做到本質安全，排除了人工操作以及儀表監(jiān)控可能產(chǎn)生的失誤和誤差。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施例對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。