[實(shí)用新型]兩段式煤粉高壓氣化爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120545230.8
• 申請(qǐng)日: 2011-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202499846U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳得治;李魯予;張發(fā)旺;丁亞昭;喬國(guó)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南金土地煤氣工程有限公司
• 主分類號(hào): C10J3/48
• 分類號(hào): C10J3/48
• 代理公司: 鄭州大通專利商標(biāo)代理有限公司 41111
• 代理人: 陳大通

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型內(nèi)容屬于煤氣化設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種兩段式煤粉高壓氣化爐。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的迅猛發(fā)展，能源需求量越來(lái)越大，氣流床煤氣化技術(shù)以其規(guī)模大、效率高、煤種適應(yīng)性強(qiáng)等絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，代表了煤氣化技術(shù)發(fā)展的主流，是國(guó)際上先進(jìn)的多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、IGCC發(fā)電系統(tǒng)、煤間接液化、大宗化學(xué)品制備、制氫和燃料電池的龍頭技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)于保證我國(guó)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。干法粉煤進(jìn)料的加壓氣化工藝因其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性具有明顯的優(yōu)勢(shì)和較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，預(yù)計(jì)它是今后煤氣化工藝技術(shù)的發(fā)展方向。在我國(guó)，目前干煤粉氣化技術(shù)在我國(guó)還不很成熟，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的干煤粉氣化技術(shù)是我國(guó)煤氣化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

實(shí)用新型內(nèi)容：????

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)合理、使用壽命長(zhǎng)并具有較高碳轉(zhuǎn)化率、冷煤氣效率及總熱效率的兩段式煤粉高壓氣化爐。

技術(shù)方案：一種兩段式煤粉高壓氣化爐，具有一個(gè)上端帶煤氣出口(6)的上爐膛(I)和一個(gè)與上爐膛(I)連通且下端帶渣口(11)的下?tīng)t膛(II)，在下?tīng)t膛(II)側(cè)壁上對(duì)稱開(kāi)有四個(gè)粉煤、水和氧氣進(jìn)口(2)，在上爐膛(I)的側(cè)壁上對(duì)稱開(kāi)有兩個(gè)二次粉煤和水進(jìn)口(5)，在爐體底部設(shè)有熔渣冷卻池和排渣系統(tǒng)。

在下?tīng)t膛(II)內(nèi)壁面上繞設(shè)有盤管式水冷壁(12)，在上爐膛(I)內(nèi)壁面上設(shè)有水冷壁(9)。

上爐膛(I)的內(nèi)徑小于下?tīng)t膛(II)的內(nèi)徑。

????有益效果：本實(shí)用新型將氣化爐膛分為兩段，在下?tīng)t膛段(第一反應(yīng)區(qū))，約80％的干煤粉與氧氣和蒸汽發(fā)生氣化反應(yīng)，在上爐膛段(第二反應(yīng)區(qū))，噴入約20％的干煤粉和蒸汽，與下?tīng)t膛段生成的高溫煤氣進(jìn)行熱解和氣化反應(yīng)，使煤氣的可燃成分增加，熱值提高，同時(shí)使高溫煤氣得到冷卻，以便煤氣中的熔融態(tài)灰渣凝固并進(jìn)而從煤氣中分離出來(lái)。該氣化爐的碳轉(zhuǎn)化率、冷煤氣效率及總熱效率均比現(xiàn)有的各類氣化爐高，煤種的適用范圍廣，其產(chǎn)品可適用于煤氣化發(fā)電、化工合成等系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明：

圖1為實(shí)用新型一個(gè)具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為采用本實(shí)用新型所述裝置實(shí)施煤氣化工藝的流程圖。

圖中序號(hào)1為冷卻水進(jìn)口；2為第一次粉煤、水和氧氣的進(jìn)口；3為冷卻水出口；4為鍋爐水進(jìn)口；5為第二次粉煤和水進(jìn)口；6為煤氣出口；7為水汽去汽包；8為上聯(lián)箱；9為水冷壁；10為下聯(lián)箱；11為渣口；12為煤粉過(guò)濾器；13為煤粉旋風(fēng)器；14為常壓粉倉(cāng)；15為粉煤計(jì)量斗；16為變壓罐；17為加壓罐；18為螺旋輸送機(jī)；19為常壓粉倉(cāng)；20為變壓罐；21為加壓罐；22為螺旋輸送機(jī)。

具體實(shí)施方式：

參見(jiàn)圖1，該氣化爐的外殼為一直立圓筒，爐膛分為上爐膛I和下?tīng)t膛II兩段，下?tīng)t膛II是第一反應(yīng)區(qū)，為一個(gè)兩端窄中間寬的腔體，氣體在膛內(nèi)平均停留5秒，四個(gè)對(duì)稱的用于輸入粉煤、水和氧氣的進(jìn)口2設(shè)在下?tīng)t膛的兩側(cè)壁上，渣口11設(shè)在下?tīng)t膛底部高溫段，采用液態(tài)排渣，在下?tīng)t膛II內(nèi)壁面上繞設(shè)有用于回收部分熱量的盤管式水冷壁12；上爐膛I為第二反應(yīng)區(qū)，其內(nèi)徑較下?tīng)t膛II的內(nèi)徑小，高度較長(zhǎng)，在上爐膛I的側(cè)壁上開(kāi)有兩個(gè)對(duì)稱的二次粉煤和水進(jìn)口5，同時(shí)在上爐膛I內(nèi)壁面上也設(shè)有用于回收熱量的水冷壁9。工作時(shí)，由氣化爐下段噴入干煤粉、氧氣(純氧或富氧)以及蒸汽，所噴入的煤粉量占總煤量的80～85％，在上爐膛進(jìn)口5處噴入過(guò)熱蒸汽夾帶的粉煤，所噴入量占總煤量的15～20％。該裝置中上段爐的作用主要有二：其一是代替循環(huán)合成氣使溫度高達(dá)1400℃的煤氣急冷至約900℃，其二則是利用下段爐煤氣顯熱進(jìn)行熱裂解和部分氣化，提高總的冷煤氣效率和熱效率。

????根據(jù)以上方案而實(shí)施的氣化工藝流程如圖2所示：首先干煤粉進(jìn)入常壓的煤粉旋風(fēng)器13，使煤粉與氮?dú)夥蛛x，煤粉進(jìn)入常壓粉倉(cāng)14中；帶有少量煤粉的氮?dú)馔ㄟ^(guò)煤粉過(guò)濾器12把煤粉分離后繼續(xù)使用，而氮?dú)鈩t被排空；此后煤粉經(jīng)粉煤計(jì)量斗15后落入變壓罐16中，然后向變壓罐16輸入高壓的氮?dú)猓瑢⒚悍蹓喝爰訅汗?7中，再通過(guò)螺旋輸送機(jī)(絞龍)18按嚴(yán)格的計(jì)量關(guān)系把煤粉送到高壓氮?dú)廨斔凸苤校酶邏旱獨(dú)鈱⒚悍鬯偷綒饣癄t中去；在絞龍的出口處煤粉噴入氣化爐下段的爐膛II中與同時(shí)噴入的氧氣和水進(jìn)行氣化反應(yīng)，該反應(yīng)區(qū)噴入的煤粉的量約占總量的80～85％；在爐體的上段反應(yīng)區(qū)I，經(jīng)過(guò)與上述類似的干法煤粉供應(yīng)系統(tǒng)，噴入剩余的15～20％煤粉和一部分過(guò)熱水蒸氣，借用來(lái)自第一反應(yīng)區(qū)II的高溫顯熱進(jìn)行熱裂和氣化反應(yīng)；在氣化爐爐膛中，大部分灰在熔化后流入氣化爐底部的儲(chǔ)渣罐23，在罐中凝聚成顆粒狀，最后通過(guò)撈渣機(jī)撈出。