塊粉一體化氣化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)?jiān)O(shè)及一種氣化爐及其在煤氣化工藝中的應(yīng)用，屬于煤化工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在煤氣生產(chǎn)的過(guò)程中，常用的氣化爐分為氣流床氣化爐、流化床氣化爐和固定床 氣化爐。關(guān)于固定床氣化爐，可參閱中國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)第CN103436296A。固定床氣化爐 一般W塊煤為原料，雖然原料的價(jià)格高，但是固定床氣化爐的投資低和運(yùn)營(yíng)成本低。氣流床 氣化爐和流化床氣化爐一般W粉煤為原料，雖然原料價(jià)格略低，但是氣流床氣化爐和流化 床氣化爐的一次性投資和運(yùn)營(yíng)成本遠(yuǎn)高于固定床氣化爐。
[0003] 而在煤礦的開(kāi)采過(guò)程中，必然會(huì)同時(shí)產(chǎn)生粉煤和塊煤，因此在煤氣化工程項(xiàng)目中， 爐型的選擇往往是最關(guān)鍵也是最難W決定的部分。對(duì)于自有煤礦的化工廠，往往會(huì)考慮采 用組合式雙氣頭來(lái)解決煤礦產(chǎn)煤的塊粉平衡問(wèn)題，即對(duì)于粉煤采用一次性投資成本和運(yùn)行 成本較高的氣流床氣化爐或流化床氣化爐來(lái)氣化，而對(duì)于塊煤則采用一次性投資成本和運(yùn) 營(yíng)成本較低的固定床氣化爐來(lái)氣化。運(yùn)樣不但使工藝流程復(fù)雜化，而且加上了一次性投資 和運(yùn)營(yíng)成本，管理成本和難度也大幅增加。
[0004] 有鑒于此，有必要提供一種能夠同時(shí)W粉煤和塊煤為原料且成本較低的氣化爐。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本申請(qǐng)的一個(gè)目的在于，提供一種塊粉一體化氣化爐，能夠同時(shí)采用粉煤和塊煤 為原料。
[0006] 所述塊粉一體化氣化爐，包括爐體和位于爐體下部的多個(gè)噴嘴，所述爐體頂部設(shè) 有用于向爐體內(nèi)加入塊煤的塊煤加入口，其特征在于，所述噴嘴均勻分布在爐體下部的某 一橫截面上；至少一個(gè)噴嘴具有用于向爐體內(nèi)加入粉煤的粉煤通道，至少一個(gè)噴嘴具有用 于向爐體內(nèi)加入氣化劑的氣化劑通道。
[0007] 根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施方式，所述多個(gè)噴嘴均為單通道噴嘴；所述單通道噴嘴中 的通道為粉煤通道或氣化劑通道；其中，至少一個(gè)單通道噴嘴中的通道是粉煤通道并且至 少一個(gè)單通道噴嘴中的通道是氣化劑通道。
[0008] 根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施方式，所述多個(gè)噴嘴均為多通道噴嘴，所述多通道噴嘴包 括至少一個(gè)氣化劑通道和至少一個(gè)粉煤通道。
[0009] 根據(jù)本申請(qǐng)的一種實(shí)施方式，所述多個(gè)噴嘴包括至少一個(gè)單通道噴嘴和至少一個(gè) 多通道噴嘴，所述多通道噴嘴包括至少一個(gè)氣化劑通道和至少一個(gè)粉煤通道。
[0010] 優(yōu)選地，所述多個(gè)噴嘴由單通道噴嘴和/或多通道噴嘴組成，數(shù)量不少于6個(gè)，均 勻分布在爐體的某一橫截面上。
[0011] 作為本申請(qǐng)的一種實(shí)施方式，所述多通道噴嘴為雙通道噴嘴，由一個(gè)粉煤通道和 一個(gè)氣化劑通道組成，所述粉煤通道位于氣化劑通道的上方。
[0012] 作為本申請(qǐng)的一種實(shí)施方式，所述多通道噴嘴中的通道數(shù)不小于3,除氣化劑通道 w外的其他通道圍繞氣化劑通道分布。氣化劑通道只有一個(gè)，位于噴嘴的中屯、位置，其他通 道（包括粉煤通道）W氣化劑通道為軸線，圍繞氣化劑通道均勻排列。優(yōu)選地，位于爐體內(nèi) 部的噴嘴部分中其他通道的軸線與氣化劑通道的軸線的夾角不超過(guò)10°。其中，當(dāng)其他通 道的軸線與氣化劑通道的軸線的夾角為0°時(shí)，即位于爐體內(nèi)部的噴嘴部分中其他通道的 軸線與氣化劑通道的軸線平行。進(jìn)一步優(yōu)選地，在多通道噴嘴的每個(gè)橫截面上，其他通道的 軸線與橫截面的交點(diǎn)到氣化劑通道的軸線與橫截面的交點(diǎn)的距離均相等。
[0013] 優(yōu)選地，所述粉煤通道中至少有一個(gè)具有管中管結(jié)構(gòu)，所述管中管結(jié)構(gòu)包括外管 和可拆裝的內(nèi)管。因?yàn)榉勖涸谕ㄟ^(guò)粉煤通道進(jìn)入爐體的過(guò)程中，粉煤顆粒會(huì)對(duì)粉煤通道帶 來(lái)磨損，尤其是在粉煤是通過(guò)壓力氣體噴入爐體的情況下，粉煤通道很容易產(chǎn)生磨損，如果 不及時(shí)更換，則可能有爆炸的安全隱患。而如果更換噴嘴整體，則成本較高，且會(huì)影響氣化 爐的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。所W粉煤通道采用管中管結(jié)構(gòu)，其可拆裝的內(nèi)管便于更換，且可在氣化爐正 常工作的情況下對(duì)內(nèi)管進(jìn)行更換。
[0014] 優(yōu)選地，所述粉煤通道中的外管位于爐體內(nèi)部的端部具有向內(nèi)的倒角結(jié)構(gòu)，與外 管位于爐體內(nèi)部的端部相應(yīng)的內(nèi)管端部具有與外管的倒角結(jié)構(gòu)相配合的斜角結(jié)構(gòu)。運(yùn)種結(jié) 構(gòu)不僅具有限位作用，同時(shí)利于保證外管和內(nèi)管的密封，防止使用過(guò)程中粉煤顆粒進(jìn)入到 內(nèi)管與外管之間、甚至引起爆炸。
[0015] 優(yōu)選地，所述噴嘴通過(guò)法蘭固定在爐體上；所述法蘭上設(shè)置有粉煤通道中的內(nèi)管 的可拆裝結(jié)構(gòu)，包括法蘭位于內(nèi)管周?chē)膮^(qū)域設(shè)置的凹槽、凹槽中的盤(pán)根、填料函壓蓋和填 料函法蘭。
[0016] 本申請(qǐng)中，所述粉煤通道為管中管結(jié)構(gòu)時(shí)，通過(guò)至少包括下述步驟的方法安裝于 塊粉一體化氣化爐上：
[0017] 當(dāng)粉煤通道位于多通道噴嘴中，將外管與氣化劑通道一起誘注成型后，安裝在塊 粉一體化氣化爐爐體對(duì)應(yīng)開(kāi)口處并用法蘭固定；將內(nèi)管穿過(guò)法蘭插入外管內(nèi)，并使內(nèi)管端 部的斜角結(jié)構(gòu)與外管端部的倒角結(jié)構(gòu)配合密封；法蘭位于內(nèi)管周?chē)鷧^(qū)域設(shè)有凹槽，先在凹 槽填入盤(pán)根，然后壓入填料函壓蓋，最后再用填料函法蘭固定。需要維修/更換內(nèi)管時(shí)，取 下填料函法蘭、填料函壓蓋，將內(nèi)管抽出即可。
[0018] 當(dāng)粉煤通道位于單通道噴嘴中，將外管誘注成型后，安裝在塊粉一體化氣化爐爐 體對(duì)應(yīng)開(kāi)口處并用法蘭固定；將內(nèi)管穿過(guò)法蘭插入外管內(nèi)，并使內(nèi)管端部的斜角結(jié)構(gòu)與外 管端部的倒角結(jié)構(gòu)配合密封；法蘭位于內(nèi)管周?chē)鷧^(qū)域設(shè)有凹槽，先在凹槽填入盤(pán)根，然后壓 入填料函壓蓋，最后再用填料函法蘭固定。需要維修/更換內(nèi)管時(shí)，取下填料函法蘭、填料 函壓蓋，將內(nèi)管抽出即可。
[0019] 本申請(qǐng)中，所述粉煤的粒徑不大于90ym。優(yōu)選地，所述粉煤的粒徑不大于70ym。 所述塊煤的粒徑范圍為5mm~100mm。優(yōu)選地，所述塊煤的粒徑范圍為5mm~80mm。進(jìn)一 步優(yōu)選地，所述塊煤的粒徑范圍為5mm~50mm。
[0020] 由于本申請(qǐng)中粉煤先與氣化劑在爐體下部進(jìn)行反應(yīng)，剩余的過(guò)量氣化劑再與塊煤 反應(yīng)，增加粉煤進(jìn)入量，則粉煤消耗的氣化劑變多，剩余的與塊煤反應(yīng)的氣化劑減少，從而 能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)體系的自平衡。運(yùn)種自平衡的反應(yīng)特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)原料中塊煤和粉煤的比例在 較寬范圍內(nèi)的任意調(diào)變。
[0021] 本申請(qǐng)的技術(shù)方案中，對(duì)煤氣化反應(yīng)的條件無(wú)特別限定，在本領(lǐng)域已知或者常用 的工藝條件下，均可實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)所述的技術(shù)方案。
[0022] 本申請(qǐng)的有益效果至少包括：
[002引（1)本申請(qǐng)?jiān)趥鹘y(tǒng)的固定床氣化爐上改進(jìn)，同時(shí)W粉煤和塊煤為原料，兼顧了固定 床氣化爐和氣流床氣化爐的優(yōu)勢(shì)，大幅降低了一次性投資成本和運(yùn)營(yíng)成本，進(jìn)一步地提高 煤氣化項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。
[0024] (2)采用本申請(qǐng)?zhí)峁┑膲K粉一體化氣化爐，通過(guò)粉煤與塊煤自平衡的氣化，可實(shí)現(xiàn) 原料中塊煤和粉煤的比例在較寬范圍內(nèi)的任意調(diào)變。
[0025] (3)本申請(qǐng)?zhí)峁┑膲K粉一體化氣化爐適用范圍廣，不僅對(duì)煤礦產(chǎn)品中粉煤和塊煤 的比例沒(méi)有要求，對(duì)于煤的品質(zhì)也要求不高，煤種選擇范圍寬、適應(yīng)性強(qiáng)，大幅提高了天然 煤礦產(chǎn)品的利用率。
[00%] (4)本申請(qǐng)?zhí)峁┑膲K粉一體化氣化爐易于操作，方便控制和調(diào)節(jié)。
[0027] (5)本申請(qǐng)?zhí)峁┑膲K粉一體化氣化爐，當(dāng)粉煤通道為管中管結(jié)構(gòu)時(shí)，內(nèi)管具有可拆 裝的特點(diǎn)，便于維修、清洗和更換。
[0028] (6)采用本申請(qǐng)?zhí)峁┑膲K粉一體化氣化爐，原料中粉煤和塊煤的比例，可在大范圍 內(nèi)調(diào)變，解決了煤氣化工程項(xiàng)目中塊煤和粉煤的平衡問(wèn)題和選爐難題。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本申請(qǐng)一種實(shí)施方式中的塊粉一體化氣化爐中爐體和噴嘴的示意圖。
[0030] 圖2為本申請(qǐng)一種實(shí)施方式中的多通道噴嘴縱剖面示意圖。
[0031] 圖3為本申請(qǐng)一種實(shí)施方式中的多通道噴嘴縱剖面示意圖的爐體端局部放大。
[0032] 圖4為本申請(qǐng)一種實(shí)施方式中的多通道噴嘴縱剖面示意圖的法蘭凹槽部分局部 放大。
[0033] 圖5為本申請(qǐng)一種實(shí)施方式中的多通道噴嘴橫剖面示意圖。
[0034] 部件及附圖標(biāo)記列表
[0035]

【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合實(shí)施例詳述本申請(qǐng)，但本申請(qǐng)并不局限于運(yùn)些實(shí)施例。