[發(fā)明專利]噴嘴頂置式氣化室及含有它的氣化爐

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210465711.7
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN103820161A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王明坤;姜從斌;信偉;張燕;葛志紅;張禮
• 申請（專利權(quán)）人: 航天長征化學(xué)工程股份有限公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50;C10J3/48
• 代理公司: 北京驥馳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11422
• 代理人: 陳書香;唐曉峰

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤炭氣化技術(shù)領(lǐng)域的噴嘴頂置式氣化室及含有它的氣化爐，尤其是一種適用于“低灰窄粘溫特性”?和“高灰、高灰熔點(diǎn)”典型氣化煤種的噴嘴頂置式氣化室及其氣化爐。?

背景技術(shù)

中國的煤炭資源豐富，但煤質(zhì)多為劣質(zhì)煤，因此中國的業(yè)主多希望能氣化更多的劣質(zhì)煤以降低成本。其中典型有代表性的兩類為：1）低灰窄粘溫特性煤，多產(chǎn)自內(nèi)蒙古、新疆等地區(qū)，灰分含量低于10%，灰熔點(diǎn)低，約1200℃，灰分的粘溫特性差，即粘度隨溫度變化敏感。2）高灰高灰熔點(diǎn)煤多產(chǎn)自山西晉城地區(qū)、云貴部分地區(qū)等，最高的灰分達(dá)35%以上，揮發(fā)分低，灰熔點(diǎn)高，大于1500℃。煤質(zhì)特性影響了其在氣化爐內(nèi)的氣化特性。?

噴嘴頂置式氣流床氣化爐如德士古爐、航天爐等，包括：爐體外殼、設(shè)置在外殼內(nèi)的位于上部的氣化室和位于下部的激冷室，位于氣化爐底部的排渣口，位于氣化爐下部側(cè)壁的合成氣出口，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝及操作簡便等優(yōu)勢，同時可通過調(diào)整物料的流量及噴射角度調(diào)節(jié)流場分布，從而實(shí)現(xiàn)火焰的可控性。但在進(jìn)行以上典型煤種的氣化時，頂置噴嘴的調(diào)節(jié)范圍就顯得相對不足，氣化爐抗波動能力下降。?

對于低灰窄粘溫特性煤種，灰渣的粘度對溫度響應(yīng)過于敏感，當(dāng)存在煤質(zhì)或流量波動時，壁面不易形成穩(wěn)定渣層，氣化室內(nèi)壁面易超溫，因此操作中一般采取降低操作溫度的方法，但是帶來的問題是，溫度降低碳反應(yīng)速率下降，造成反應(yīng)不完全、碳轉(zhuǎn)化率下降。?

對于高灰高灰熔點(diǎn)的煤，由于灰量較大需保證形成部分熔渣以降低渣水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，而灰熔點(diǎn)又偏高，因此必須提高爐膛操作溫度，但是在爐溫較高的情況下，如遇煤質(zhì)或流量波動則容易出現(xiàn)爐壁局部區(qū)域超溫。另外，由于煤顆粒中大量的灰分對碳的反應(yīng)起了阻礙作用，使得碳反應(yīng)速度慢，在有限的氣化容積內(nèi)不能達(dá)到高的轉(zhuǎn)化率，需采用容積較大的氣化爐。?

可見，以上兩種典型煤種在氣化爐實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些壁面超溫或碳轉(zhuǎn)化率偏低的情況。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題對噴嘴頂置式氣化爐進(jìn)行改進(jìn)，提出了一種帶有輔助噴嘴的主噴嘴頂置式氣化爐及其氣化室。?

一方面，本發(fā)明的一個目的是提供一種適用于噴嘴頂置式氣化爐的氣化室，包括位于氣化室頂部中心的主噴嘴，其特征在于：所述氣化室還包括位于其頂部和/或頂部錐段的頂部輔助噴嘴；?

本發(fā)明的另一個目的是提供一種適用于噴嘴頂置式氣化爐的氣化室，包括位于氣化室頂部中心的主噴嘴，其特征在于：所述氣化室還包括位于其直段側(cè)壁的側(cè)壁輔助噴嘴；?

本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種適用于噴嘴頂置式氣化爐的氣化室，包括位于氣化室頂部中心的主噴嘴，其特征在于：所述氣化室還包括位于其頂部和/或頂部錐段的頂部輔助噴嘴和位于其直段側(cè)壁的側(cè)壁輔助噴嘴。?

另一方面，本發(fā)明的一個目的是提供一種帶有一組或多組側(cè)壁輔助噴嘴的主噴嘴頂置式氣化爐，通過頂置式主噴嘴和側(cè)壁輔助噴嘴的聯(lián)合調(diào)節(jié)，合理優(yōu)化氣化室流場布置，強(qiáng)化混?合，增加煤顆粒在氣化爐內(nèi)的有效停留時間、提高轉(zhuǎn)化效率。?

本發(fā)明的另一個目的是提供一種帶有一組或多組頂部輔助噴嘴的主噴嘴頂置式氣化爐，通過頂置式主噴嘴和頂部輔助噴嘴的聯(lián)合調(diào)節(jié)，合理優(yōu)化氣化室流場布置，減少壁面局部高溫、避免燒蝕。?

本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種帶有多組輔助噴嘴的主噴嘴頂置式氣化爐，通過頂置式主噴嘴、頂部輔助噴嘴以及側(cè)壁輔助噴嘴的聯(lián)合調(diào)節(jié)，合理優(yōu)化氣化室流場布置，一方面增加煤顆粒在氣化爐內(nèi)的有效停留時間、提高轉(zhuǎn)化效率，另一方面減少壁面局部高溫、避免燒蝕。?

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：?

一方面，本發(fā)明提供了：?

1.一種適用于噴嘴頂置式氣化爐的氣化室，包括位于氣化室頂部中心的主噴嘴，其特征在于：所述氣化室還包括位于其頂部和/或頂部錐段的頂部輔助噴嘴和/或位于其直段側(cè)壁的側(cè)壁輔助噴嘴。?

2.如實(shí)施方案1所述的氣化室，其中，頂部輔助噴嘴或側(cè)壁輔助噴嘴包含一組或多組噴嘴，位于同一水平面的輔助噴嘴為一組，每組包括至少3個噴嘴，例如4個，在圓周方向上均勻布置，布置方式為軸線相切于同一假想圓或?qū)χ檬健?

3.如實(shí)施方案1或2所述的氣化室，其中，所述任一個輔助噴嘴具有單通道結(jié)構(gòu)或多通道結(jié)構(gòu)，噴嘴的端部插入氣化室爐膛。?

4.如實(shí)施方案1-3任一項所述的氣化室，其中，所述輔助噴嘴的端部的形狀可為圓形或扁鴨嘴形型。

5.如實(shí)施方案1-4任一項所述的氣化室，其中，輔助噴嘴在徑向和/或軸向上具備可調(diào)節(jié)的角度。?