本實用新型涉及煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種恒定液位帶廢鍋氣化爐。

背景技術(shù)：

本實用新型的氣化爐是指煤氣化爐，又稱煤氣發(fā)生爐(gas producer)，是將煤作為氣化燃料進行可燃氣體制造的爐子。而廢鍋(即廢熱鍋爐，又稱余熱鍋爐(waste heat boiler))是利用生產(chǎn)過程中的高溫物流作為熱源來生產(chǎn)蒸汽的換熱器，它既是工藝流程中高溫物流的冷卻器，又是利用余熱提供蒸汽的動力裝置。

相關(guān)技術(shù)中的氣化爐，例如帶有輻射廢鍋組件的帶廢鍋氣化爐，已經(jīng)得到了氣化領(lǐng)域的廣泛認可。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，并將高溫粗煤氣的輻射熱以蒸汽的形式回收，再將粗煤氣用水激冷到需要的溫度。傳統(tǒng)的帶廢鍋氣化爐需要通過調(diào)節(jié)排灰水流量以控制激冷室液位來保證水膜通道處于液位以下的安全位置，但是人為操作和通過儀表來控制液位不能保證萬無一失，存有一定的安全隱患。

授權(quán)公告號為CN202881213U的中國專利文獻公開了一種水激冷流程的氣化爐激冷室液位保持裝置，其包括氣化爐主體、洗滌塔、高壓冷凝液罐和冷凝液泵；其中，氣化爐主體的產(chǎn)品氣出氣管與洗滌塔連通，高壓冷凝液罐通過冷凝液泵分別與氣化爐主體、產(chǎn)品氣出氣管和洗滌塔連通，其還包括冷凝液補水管，冷凝液補水管與氣化爐主體的產(chǎn)品氣出氣管上的冷凝液進水管連通，在氣化爐主體的中壓氮氣進氣管頂端設(shè)有連接活節(jié)，中壓氮氣進氣管與冷凝液補水管通過連接活節(jié)活動連接，在冷凝液補水管和中壓氮氣進氣管分別設(shè)有截止閥。優(yōu)點在于：提高氣化爐運行周期，減少倒爐次數(shù)，降低經(jīng)濟損失和安全風(fēng)險。

申請公布號為CN104101402A的中國專利文獻公開了一種用于氣化爐激冷室液位的精確測量系統(tǒng)，包括氣化爐激冷室和差壓液位計，所述的氣化爐激冷室下部設(shè)有與密度運算模塊通過信號線相連的雙法蘭差壓液位變送器，密度運算模塊通過信號線與差壓液位計相連；所述的雙法蘭差壓液位變送器上的上法蘭口和下法蘭口分別設(shè)置在氣化爐激冷室的下部，且上法蘭口與氣化爐激冷室相連接的部位位于最小運行液位和烘爐液位之間。本實用新型的精確測量系統(tǒng)不但能夠?qū)崟r測量出液位的實際高度，還能確保烘爐時液位的測量。

上述用于氣化爐液位保持的方法和裝置均結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，且仍然需要人工操作。因此，本領(lǐng)域中需要結(jié)構(gòu)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；另外，從節(jié)能和能源綜合利用的角度考慮，該氣化爐還應(yīng)該帶有廢鍋組件。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種恒定液位帶廢鍋氣化爐，該氣化爐可以將高灰熔點的煤用于生產(chǎn)粗煤氣，并將灼熱粗煤氣的輻射熱以蒸汽的形式回收，還能通過氣化爐結(jié)構(gòu)使氣化爐設(shè)備保持液位基本恒定，不需人工干預(yù)，從而從根本上保證了氣化爐運行的安全。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提出一種恒定液位帶廢鍋氣化爐，所述氣化爐包括：外殼和內(nèi)部組件；外殼內(nèi)部空間的上部定義為氣化段，中部定義為輻射段，下部定義為激冷段。

氣化段內(nèi)部包括燒嘴、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；

輻射段內(nèi)部包括內(nèi)置輻射廢鍋組件。其中，內(nèi)置輻射廢鍋組件所限定的內(nèi)部區(qū)域為輻射室；

激冷段內(nèi)部包括激冷水入口、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，耐熱通道伸入輻射室內(nèi)部，輻射室的底部有水膜通道。

進一步地，水膜通道伸入至激冷室液位以下；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(shè)在激冷段外殼上。

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，內(nèi)置輻射廢鍋組件采用雙面水冷壁布置方式或部分雙面水冷壁布置方式。

本實用新型技術(shù)方案的特點包括：

本設(shè)備結(jié)構(gòu)合理，安裝維護方便，通過氣化爐結(jié)構(gòu)設(shè)計使氣化爐設(shè)備能夠保持液位基本恒定，不需人工干預(yù)，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(yīng)溫度的影響，完全可以接受高灰熔點煤的考驗。內(nèi)置輻射廢鍋組件的主要作用是吸收灼熱粗煤氣的輻射熱以產(chǎn)生蒸汽供發(fā)電機組用于發(fā)電，此外還兼作輻射段殼體保護裝置，保證輻射段殼體溫度穩(wěn)定不超溫。激冷室可以不設(shè)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(jié)構(gòu)形式可以使帶廢鍋氣化爐設(shè)備本身從真正意義上做到安全可靠。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的恒定液位帶廢鍋氣化爐的剖面示意圖；

圖2是氣化段的剖面示意圖；

圖3是輻射段的剖面示意圖；

圖4是激冷段的剖面示意圖；

附圖標記：

恒定液位帶廢鍋氣化爐(0)、外殼(1)、氣化段(2)、輻射段(3)、激冷段(4)、氣化室(20)、輻射室(30)、激冷室(40)、燒嘴(201)、膜式水冷壁(202)、耐熱通道(203)、內(nèi)置輻射廢鍋組件(301)、激冷水入口(401)、激冷水膜發(fā)生器(402)、水膜通道(403)、粗煤氣出口(404)、渣出口(405)。

具體實施方式

下面通過實施例和附圖來對本實用新型技術(shù)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(yīng)理解，下面通過參考附圖描述的實施例僅是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。

如附圖1-4所示，顯示了本實用新型一個實施例中恒定液位帶廢鍋氣化爐的整體結(jié)構(gòu)剖面示意圖以及氣化段、輻射段和激冷段的結(jié)構(gòu)剖面示意圖，其中：

恒定液位帶廢鍋氣化爐0包括：外殼1和內(nèi)部組件；外殼1內(nèi)部空間的上部定義為氣化段2，中部定義為輻射段3，下部定義為激冷段4。

氣化段2內(nèi)部包括燒嘴201、膜式水冷壁202和耐熱通道203。其中，膜式水冷壁202所限定的內(nèi)部區(qū)域為氣化室20；

輻射段3內(nèi)部包括內(nèi)置輻射廢鍋組件301。其中，內(nèi)置輻射廢鍋組件301所限定的內(nèi)部區(qū)域為輻射室30；

激冷段4內(nèi)部包括激冷水入口401、激冷水膜發(fā)生器402、水膜通道403、粗煤氣出口404和渣出口405。其中，激冷段4所限定的區(qū)域即是激冷室40。

燒嘴201在外殼1的頂部，燒嘴201穿過外殼1和膜式水冷壁202進入氣化室20內(nèi)部。氣化室20的底部有耐熱通道203。

耐熱通道203伸入至輻射室30內(nèi)部，輻射室30的底部有水膜通道403。

水膜通道403伸入至激冷室40液位以下；激冷水入口401與激冷水膜發(fā)生器402連接，激冷水膜發(fā)生器402與水膜通道403頂端連接；粗煤氣出口404設(shè)在激冷段外殼1上。在外殼1軸向高度上水膜通道403的底端要低于粗煤氣出口404的下緣。在一個實施方案中，水膜通道403的底端在外殼(1)軸向高度上低于粗煤氣出口404的下緣100cm。

下面參考附圖1-4描述根據(jù)本實用新型的恒定液位帶廢鍋氣化爐的工作過程。

作為煤氣化反應(yīng)原料的水煤漿和氧氣通過燒嘴201進行混合并噴入氣化室20，在氣化室20內(nèi)發(fā)生氣化反應(yīng)生成粗煤氣和渣。膜式水冷壁202作為氣化段殼體保護裝置可以保證氣化段殼體1溫度穩(wěn)定，不受氣化室20內(nèi)部反應(yīng)溫度的影響，完全可以接受高灰熔點煤的考驗。

反應(yīng)生成的粗煤氣和渣從氣化室20底部的耐熱通道203進入內(nèi)置輻射廢鍋組件301，內(nèi)置輻射廢鍋組件301的主要作用是吸收灼熱粗煤氣的輻射熱產(chǎn)生蒸汽供發(fā)電機組用于發(fā)電，此外還兼作輻射段3殼體的保護裝置，保證其溫度穩(wěn)定不超溫。在一個實施方案中，內(nèi)置輻射廢鍋組件301采用部分雙面水冷壁布置方式。

來自輻射室30的粗煤氣和渣經(jīng)水膜通道403進入激冷室40液面以下，粗煤氣和渣在水浴中充分鼓泡，完成洗滌降溫。激冷水通過激冷水入口401進入激冷水膜發(fā)生器402形成水膜。一方面，水膜作為沖洗水將跌落在水膜通道403上的渣不間斷的沖走，防止積渣堵塞。另一方面，水膜作為保護水均布在水膜通道403內(nèi)壁，防止水膜通道403因局部超溫而導(dǎo)致變形。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(zhì)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404，與洗滌后的粗煤氣一起被送至后工段。較大的渣在激冷室40底部沉積經(jīng)渣出口405排出。

上述實施例中，激冷室不設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)備本身從真正意義上做到本質(zhì)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實用新型作了詳盡的描述，但在本實用新型基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本實用新型精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本實用新型要求保護的范圍。