本發(fā)明涉及一種干煤粉氣化系統(tǒng)，特別涉及一種帶空氣預(yù)熱及產(chǎn)生蒸汽的干煤粉氣化爐，屬于煤氣化節(jié)能技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，煤碳在我國的能源消費中仍占有相當(dāng)大的比重，為了減輕燃煤造成的環(huán)境污染，煤氣化技術(shù)成為了煤炭綜合利用的重要方式，在機械、化工、紡織等行業(yè)應(yīng)用廣泛。
煤氣化技術(shù)是通過煤，氧氣，水蒸氣等在高溫條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將煤中的可燃部分轉(zhuǎn)化為氣體燃料的過程，而其中干煤粉氣化技術(shù)具有很高的碳轉(zhuǎn)化率和冷煤氣效率，耗氧量較低，有效氣體含量高，煤氣中粉塵含量少，清潔環(huán)保。但很多企業(yè)使用的煤氣化技術(shù)耗能高，能量浪費比較嚴重。
企業(yè)一般使用的干煤粉氣流床氣化技術(shù)是將氣化劑(氧氣和水蒸氣)夾帶著煤粉或煤漿通過給煤管送入氣化室，在氣化室進行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生煤氣的過程。氣流床氣化技術(shù)屬于高溫高壓氣化，氣化后有效氣體含量高，碳轉(zhuǎn)化率高。但這種技術(shù)爐內(nèi)散熱損失較高，而且在余熱利用上有較大的缺陷。在氣化爐內(nèi)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的粗合成氣在氣化室出口溫度較高，造成了大量的熱損失，粘性灰渣還會造成煤氣煙道結(jié)渣。另外，在煤粉輸送過程中，若使用常溫煤粉輸送不能清除煤粉中的液態(tài)水，會降低煤氣的純度。
綜上所述，一般使用的干煤粉氣流床氣化爐爐內(nèi)散熱損失較大，出爐煤氣溫度高，顯熱損失大，沒有余熱利用裝置，易造成煙道結(jié)渣，對空氣溫度要求較高，且空氣溫度對連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)有一定的影響。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于減少氣化爐的余熱損失和散熱損失，提高熱效率和煤氣的純度，保證氣化爐能夠穩(wěn)定的生產(chǎn)，并提供了一種帶空氣預(yù)熱及產(chǎn)生蒸汽的干煤粉氣化爐。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
帶空氣預(yù)熱及產(chǎn)生蒸汽的干煤粉氣化爐，包括氣化爐爐體、換熱器、汽包、水冷壁、空腔和撈渣機；所述氣化爐爐體最內(nèi)部為氣化室，氣化室與給煤管連通；氣化爐爐體內(nèi)敷設(shè)有包裹氣化室的水冷壁，水冷壁經(jīng)由上聯(lián)箱和下聯(lián)箱與汽包連通并構(gòu)成循環(huán)通路，加熱后產(chǎn)生的水蒸氣經(jīng)汽包上水蒸氣出口排出；氣化爐爐體外殼與水冷壁之間夾有一空腔，該空腔與空氣進口管和熱空氣引出管連通；氣化室頂部為煤氣煙道，用于排出氣化室內(nèi)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的高溫混合氣；煤氣煙道中設(shè)有用于回收余熱的換熱器，換熱器安裝有進水口和蒸汽出口，蒸汽出口與所述的熱空氣引出管均通過輸送管與給煤管連通，用于向給煤管中提供輸送煤粉的載氣。
作為優(yōu)選，所述的換熱器為逆流換熱器。
作為優(yōu)選，所述的氣化室底部設(shè)置冷灰斗，冷灰斗與撈渣機相連通。
進一步的，所述的撈渣機位于冷灰斗下部。
作為優(yōu)選，所述的空腔的側(cè)壁設(shè)有空氣進口管和熱空氣引出管，熱空氣引出管位于空腔上部，空氣進口管位于空腔下部。
作為優(yōu)選，所述的氣化爐爐體外部包覆有保溫棉。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用所述干煤粉氣化爐的煤粉氣化方法，煤粉在氣化室內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量加熱水冷壁，水冷壁經(jīng)由上聯(lián)箱和下聯(lián)箱與汽包連通，受熱后產(chǎn)生過熱蒸汽，過熱蒸汽經(jīng)汽包上水蒸氣出口排出；空氣或氧氣經(jīng)由空腔側(cè)壁的空氣進口管進入空腔，一部分熱量經(jīng)水冷壁傳導(dǎo)給空腔內(nèi)的空氣或氧氣，加熱后的空氣或氧氣再由空腔側(cè)壁熱空氣引出管引出；在氣化室上部，換熱器回收高溫粗合成氣的余熱，產(chǎn)生水蒸氣，經(jīng)蒸汽出口引出后與由空腔引出的預(yù)熱空氣或氧氣混合，作為載氣將煤粉經(jīng)給煤管送入氣化室發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生的高溫粗合成氣經(jīng)煤氣煙道排出，產(chǎn)生的灰渣經(jīng)冷灰斗由撈渣機排出。
本發(fā)明的有益效果是：
1、氣化爐爐體內(nèi)部敷設(shè)有水冷壁，可用于過熱蒸汽，使蒸汽達到高溫，進而加熱空腔內(nèi)的空氣或氧氣，使煤氣化產(chǎn)生的熱量能夠較好的利用，使散熱損失降到最小，加熱后的空氣或氧氣還可以用于煤粉輸送。
2、氣化室內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)需要在高溫高壓下進行，而水冷壁和空腔的承壓性能都比較好，使化學(xué)反應(yīng)能夠更穩(wěn)定的進行。
3、在氣化室出口設(shè)置換熱器，可以對高溫混合氣進行余熱回收，換熱器產(chǎn)生的水蒸氣與預(yù)熱后的空氣混合還可以作為輸送煤粉的載氣，使煤粉中的液態(tài)水被提前脫除，提高了反應(yīng)的穩(wěn)定性和煤氣的純度。
附圖說明
圖1是本發(fā)明帶空氣預(yù)熱及產(chǎn)生蒸汽的干煤粉氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中：1-氣化爐爐體；2-水冷壁；3-空氣進口管；4-撈渣機；5-冷灰斗；6-下聯(lián)箱；7-空腔；8-給煤管；9-輸送管；10-熱空氣引出管；11-上聯(lián)箱；12-汽包；13-水蒸汽出口；14-煤氣煙道；15-進水口；16-換熱器；17-蒸汽出口；18-保溫棉。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步闡述和說明。本發(fā)明中各個實施方式的技術(shù)特征在沒有相互沖突的前提下，均可進行相應(yīng)組合。
如圖1所示，一種帶空氣預(yù)熱及產(chǎn)生蒸汽的干煤粉氣化爐，包括氣化爐爐體1、換熱器16、汽包12、水冷壁2、空腔7和撈渣機4。氣化爐爐體1外部包覆有保溫棉18，氣化爐爐體1最內(nèi)部為氣化室，氣化室與給煤管8連通作為煤粉氣化的反應(yīng)區(qū)。氣化爐爐體1內(nèi)敷設(shè)有包裹氣化室的水冷壁2，水冷壁2經(jīng)由上聯(lián)箱11和下聯(lián)箱6與汽包12連通并構(gòu)成循環(huán)通路，加熱后產(chǎn)生的水蒸氣經(jīng)汽包12上水蒸氣出口13排出；氣化爐爐體1外殼與水冷壁之間夾有一空腔7，該空腔7與空氣進口管3和熱空氣引出管10連通；熱空氣引出管10位于空腔7側(cè)壁的上部，空氣進口管3位于空腔7側(cè)壁的下部。氣化室頂部為穿出爐體的煤氣煙道14，用于排出氣化室內(nèi)經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的高溫混合氣；煤氣煙道14中設(shè)有用于回收余熱的逆流換熱器16，換熱器16安裝有進水口15和蒸汽出口17，蒸汽出口17與熱空氣引出管10均連接至輸送管9，繼而與給煤管8連通，用于向給煤管8中提供輸送煤粉的載氣。氣化室底部設(shè)置冷灰斗5，冷灰斗5與撈渣機4相連通。撈渣機4位于冷灰斗5下部。
使用上述干煤粉氣化爐的煤粉氣化方法如下：
煤粉在氣化室內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量加熱水冷壁2，水冷壁2經(jīng)由上聯(lián)箱11和下聯(lián)箱6與汽包12連通，受熱后產(chǎn)生過熱蒸汽，過熱蒸汽經(jīng)汽包12上水蒸氣出口13排出；空氣或氧氣經(jīng)由空腔7側(cè)壁的空氣進口管3進入空腔7，一部分熱量經(jīng)水冷壁2傳導(dǎo)給空腔7內(nèi)的空氣或氧氣，加熱后的空氣或氧氣再由空腔7側(cè)壁熱空氣引出管10引出；在氣化室上部，換熱器16回收高溫粗合成氣的余熱，產(chǎn)生水蒸氣，經(jīng)蒸汽出口17引出后與由空腔7引出的預(yù)熱空氣或氧氣混合，作為載氣將煤粉經(jīng)給煤管8送入氣化室發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生的高溫粗合成氣經(jīng)煤氣煙道14排出，產(chǎn)生的灰渣經(jīng)冷灰斗5由撈渣機4排出。
以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，然其并非用以限制本發(fā)明。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。