一種半廢鍋下激冷式粉煤氣化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉煤氣化裝置領(lǐng)域，具體而言，涉及一種半廢鍋下激冷式粉煤氣化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)動(dòng)力裝置能夠較清潔和高效地用各種烴給料(例如煤)產(chǎn)生能量。IGCC技術(shù)可通過(guò)在氣化器中與蒸汽的反應(yīng)來(lái)將烴給料轉(zhuǎn)化成包括一氧化碳(CO)和氫(H2)的氣體混合物，例如合成氣。這些氣體可在傳統(tǒng)的聯(lián)合循環(huán)動(dòng)力裝置中被冷卻、清潔以及用作燃料。然而，在可使用合成氣之前，諸如夾帶的固體、二氧化碳和/或硫化氫的雜質(zhì)通常必須從合成氣移除。
[0003]一些燃燒過(guò)程中，氣化反應(yīng)器內(nèi)的溫度可能超過(guò)1600-1800攝氏度。為了保護(hù)高溫作用下的氣化反應(yīng)器的爐壁，以及延長(zhǎng)氣化反應(yīng)器的使用壽命，通常在氣化反應(yīng)器的內(nèi)壁會(huì)設(shè)置一層耐高溫的內(nèi)襯材料。公知的耐高溫內(nèi)襯材料有多種類(lèi)型。其中一種內(nèi)襯材料為耐火磚，其可以將氣化反應(yīng)器的內(nèi)壁和爐內(nèi)的高溫環(huán)境隔絕開(kāi)，從而起到保護(hù)爐壁的作用。然而，使用耐火磚的一個(gè)缺陷是耐火磚可能需要進(jìn)行替換，由此會(huì)增加氣化反應(yīng)器的維護(hù)成本。此外，氣化反應(yīng)器的耐火磚一般需要預(yù)熱和冷卻時(shí)間以避免熱沖擊損壞。
[0004]傳統(tǒng)的多噴嘴結(jié)構(gòu)的氣化爐有兩種類(lèi)型:第一種類(lèi)型是在氣化爐的直管段的下部設(shè)置多個(gè)噴嘴，氣體上行、灰渣沿爐壁下行，這種類(lèi)型的氣化爐，系統(tǒng)流程長(zhǎng)，廢鍋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備的造價(jià)高，運(yùn)行過(guò)程中煤種波動(dòng)大時(shí)易出現(xiàn)渣口及對(duì)流廢鍋結(jié)渣堵塞；第二種類(lèi)型是在氣化爐的直管段的上部設(shè)置多個(gè)噴嘴，氣體下行、灰渣沿爐壁下行，這種類(lèi)型的氣化爐多為激冷流程工藝，運(yùn)行過(guò)程操作不穩(wěn)定程度高，易出現(xiàn)渣口堵塞，激冷裝置直接受高熱沖擊，導(dǎo)致頻繁更換，維護(hù)成本高昂，并影響長(zhǎng)期穩(wěn)定操作；同時(shí)因含灰渣合成氣直接激冷，高位熱能未得到有效回收，造成了極大的資源浪費(fèi)。
[0005]因此，本發(fā)明提出一種半廢鍋下激冷式粉煤氣化爐，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種半廢鍋下激冷式粉煤氣化爐，反應(yīng)室為水冷壁結(jié)構(gòu)，合成氣初步處理工序?yàn)閺U鍋加激冷流程，形成半廢鍋下激冷式粉煤氣化爐，也即全輻射廢鍋下激冷式粉煤氣化爐，節(jié)約建造成本，避免灰渣堵塞，降低故障率，提高熱效率，縮短開(kāi)停車(chē)時(shí)間，大幅節(jié)約維護(hù)、維修成本。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種半廢鍋下激冷式粉煤氣化爐，包括第一腔室、第二腔室、噴嘴系統(tǒng)及連接喉管，其中:
[0008]所述第一腔室包括承壓殼、第一水冷壁和反應(yīng)室，所述承壓殼為所述第一腔室的外殼，具有上下兩個(gè)開(kāi)口 ；所述反應(yīng)室設(shè)在所述承壓殼內(nèi)部中間位置，具有與所述承壓殼對(duì)應(yīng)的上下開(kāi)口 ；所述反應(yīng)室外側(cè)壁圍設(shè)有所述第一水冷壁；所述第一水冷壁與所述承壓殼之間形成空腔；
[0009]所述噴嘴系統(tǒng)，設(shè)在所述第一腔室頂端的中心，固定在所述承壓殼上端開(kāi)口并通向所述反應(yīng)室的上端開(kāi)口，所述噴嘴系統(tǒng)用于將煤粉和氧化劑混合霧化后噴射向所述反應(yīng)室，所述噴嘴系統(tǒng)還包括點(diǎn)火裝置和火焰檢測(cè)裝置；
[0010]所述連接喉管設(shè)在所述第一腔室底端的中心，其上端經(jīng)過(guò)所述承壓殼下端開(kāi)口通向所述反應(yīng)室的下端開(kāi)口，其下端連接所述第二腔室的上端中心開(kāi)口，將所述第一腔室與所述第二腔室連接在一起；
[0011]所述第二腔室包括第一冷卻室和第二冷卻室，所述第一冷卻室為輻射廢鍋冷卻系統(tǒng)，位于所述第二腔室的上部，所述第二冷卻室位于所述第一冷卻室的下面并與所述第一冷卻室連通，所述第二冷卻室上部設(shè)有合成氣出口。
[0012]其中，所述第一冷卻室包括第二水冷壁，所述第二水冷壁是圍繞所述第二腔室上部?jī)?nèi)壁設(shè)置的水管排構(gòu)成的壁，且所述第二水冷壁與所述第二腔室上部?jī)?nèi)壁中間設(shè)有空隙。
[0013]其中，所述第二水冷壁包括多段水管排，每段所述水管排為多段水管環(huán)設(shè)成的同心圓筒。
[0014]其中，所述多段水管排每段的同心圓筒個(gè)數(shù)不同。
[0015]其中，所述第一冷卻室還包括擋板，所述擋板設(shè)在所述第二水冷壁內(nèi)側(cè)，與所述第二水冷壁豎直向下的方向形成銳角。
[0016]其中，所述第二冷卻室包括渣池、慣性分離裝置，合成氣出口和渣水出口 ；其中，所述渣水出口設(shè)在所述第二冷卻室底部的中心，所述慣性分離裝置由豎向設(shè)置的圓筒狀擋板和分氣導(dǎo)管組成，其下端靠近所述渣水出口設(shè)置。
[0017]其中，所述第二冷卻室上部具有環(huán)狀噴頭，用于向所述第二冷卻室內(nèi)噴射冷卻劑。
[0018]其中，所述第一水冷壁圍繞所述反應(yīng)室橫向盤(pán)繞設(shè)置或者豎向設(shè)置。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0020]本發(fā)明的半廢鍋下激冷式粉煤氣化爐，實(shí)踐證明可以回收相當(dāng)于原料煤低位發(fā)熱量中15?18%的能量，使得熱煤氣效率可達(dá)到90?95%，與傳統(tǒng)激冷流程相比，大幅提高全廠(chǎng)能效(全產(chǎn)品鏈)>5% ;合成氣第一冷卻室采用輻射熱回收方式，也即半廢鍋流程，不設(shè)對(duì)流型水冷壁熱回收系統(tǒng)，可以大幅降低設(shè)備投資、有效避免對(duì)流廢鍋堵渣等問(wèn)題，另夕卜，通過(guò)合理設(shè)置輻射廢鍋流程的水冷壁管排或適當(dāng)設(shè)置折流/回流裝置，可以利用虹吸作用達(dá)到初步分離合成氣中的雜質(zhì)的目的；合成氣第二冷卻室主要采用冷卻劑充分接觸經(jīng)合成氣第一冷卻室處理過(guò)的初步降溫/分離過(guò)的合成氣，使合成氣中的熔渣固化，合成氣第二冷卻室底部設(shè)有水浴空間，經(jīng)激冷的合成氣通過(guò)水浴，利用氣固慣性分離原理進(jìn)一步冷卻/凈化合成氣、分離雜質(zhì)，由合成氣出口進(jìn)入下游工序，水浴固化分離的雜質(zhì)，沉淀在渣池內(nèi)，定期排出氣化爐。
【附圖說(shuō)明】
[0021]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的半廢鍋下激冷式粉煤氣化爐的示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半廢鍋下激冷式粉煤氣化爐的第二水冷壁的其中一段水管排的示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-噴嘴系統(tǒng)；2_第一腔室；3_第二腔室；4_連接喉管；5-第一冷卻室；6_第二冷卻室；11_點(diǎn)火裝置；12_火焰檢測(cè)裝置；21_承壓殼；22_第一水冷壁；23-反應(yīng)室；51_第二水冷壁；511_第二水冷壁進(jìn)/出水口 ；52_擋板；53_導(dǎo)氣筒；61_合成氣出口 ；62_渣池；63_慣性分離裝置；64_渣水出口 ；65_環(huán)狀噴頭。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0026]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的半廢鍋下激冷式粉煤氣化爐的示意圖。
[0027]本發(fā)明提供的一種半廢鍋下激冷式粉煤氣化爐，包括第一腔室2、第二腔室3、噴嘴系統(tǒng)I及連接喉管4，其中:
[0028]第一腔室2包括承壓殼21、第一水冷壁22和反應(yīng)室23，承壓殼21為第一腔室2的外殼，具有上下兩個(gè)開(kāi)口 ；反應(yīng)室23設(shè)在承壓殼21內(nèi)部中間位置，具有與承壓殼21對(duì)應(yīng)的上下開(kāi)口 ；反應(yīng)室23外側(cè)壁圍設(shè)有第一水冷壁22 ;第一水冷壁22與承壓殼21之間形成空腔；
[0029]噴嘴系統(tǒng)1，設(shè)在第一腔室2頂端的中心，固定在承壓殼21上端開(kāi)口并通向反應(yīng)室23的上端開(kāi)口，噴嘴系統(tǒng)I用于將煤粉和氧化劑混合霧化后噴射向反應(yīng)室23，噴嘴系統(tǒng)I還包括點(diǎn)火裝置11和火焰檢測(cè)裝置12 ;
[0030]連接喉管4設(shè)在第一腔室2底端的中心，其上端經(jīng)過(guò)承壓殼21下端開(kāi)口通向反應(yīng)室23的下端開(kāi)口，其下端連接第二腔室3的上端中心開(kāi)口，將第一腔室2與第二腔室3連接在一起；
[0031]第二腔室3包括第一冷卻室5和第二冷卻室6，第一冷卻室5為輻射廢鍋冷卻系統(tǒng)，位于第二腔室3的上部，第二冷卻室6位于第一冷卻室5的下面并與第一冷卻室5連通，第二冷卻室6上部設(shè)有合成氣出口 61。第二腔室3所設(shè)第一冷卻室5和