[實用新型]多噴嘴的水煤漿和天然氣聯合氣化爐

有效

• 申請號: 201320653144.8
• 申請日: 2013-10-22
• 公開（公告）號: CN203559026U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 井口憲二;坂脇弘二
• 申請（專利權）人: 任相坤
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;C10J1/20
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本實用新型涉及一種帶有多個噴嘴的能夠將水煤漿和天然氣聯合氣化的氣化爐，屬于氣化設備技術領域。

背景技術

水煤漿是由煤、水和添加劑以一定比例混合并通過物理加工得到的流體燃料，由于我國煤炭資源大多分布于北部和西部地區，長期北煤南運、西煤東調的格局增加了運輸和營運成本，而水煤漿可實現全密閉長距離輸送，能夠降低煤炭的運輸和營運成本，因此水煤漿技術的產業應用受到廣泛關注。

煤氣化是現有煤化工領域中一種煤加工的方式，其是以煤為原料，氧氣、水蒸氣等氣體作為氣化劑，在高溫下通過化學反應將煤中的可燃部分轉化為氣體燃料或合成氣的過程，煤氣化的直接產物主要有一氧化碳、二氧化碳、氫氣和少量的甲烷、硫化氫等。水煤漿氣化技術是近年來研究較多的一種水煤漿加工利用方法，我國最早實現工業化應用的是Texaco水煤漿氣化爐，其氣化過程為：水煤漿通過噴嘴在高速氧氣的作用下破碎、霧化噴入氣化爐，氧氣和霧狀水煤漿在爐內受到高溫作用，迅速經歷預熱、水分蒸發、煤干餾、揮發物裂解燃燒以及碳氣化等一系列復雜的物理、化學反應，最后生成以一氧化碳、氫氣、二氧化碳和水蒸氣為主要成分的濕煤氣、熔渣和未反應的碳；這些生成物一起向下流動離開反應區，進入氣化爐底部的激冷室，熔渣和碳經淬冷、固化后被截留在水中，最后落入渣罐，經排渣系統定時排放，濕煤氣則在進入煤氣冷卻凈化系統處理后得到潔凈的煤氣。

現有的Texaco氣化爐在開工之前需要先將預熱噴嘴安裝到氣化爐上，點燃預熱噴嘴完成烘爐后，再快速將預熱噴嘴卸下并迅速安裝上給料噴嘴進行后續水煤漿給料氣化過程；但是，上述工藝在卸除預熱噴嘴和安裝給料噴嘴的過程中容易發生燃氣、氧氣的泄露問題，而且預熱噴嘴和給料噴嘴的體積大、溫度高，容易對操作人員造成人身傷害。為了解決上述問題，中國專利文獻CN202509052U公開了一種用于水煤漿或煤粉氣化爐的復合噴嘴，包括中間氧通道，通向氣化爐內腔；投料通道，通向氣化爐內腔并且在中間氧通道的外周延伸；環隙氧通道，通向氣化爐內腔并且在投料通道的外周延伸，其中投料通道和環隙氧通道之間設有第一冷卻水夾套，環隙氧通道外周設有第二冷卻水夾套；以及點火電極和點火電極的保護套管，均設置在投料通道的外側。該復合噴嘴能夠避免高速水煤漿或煤粉對點火電極的沖刷，也改善了投料通道中水煤漿或煤粉噴出的均勻性，減少了噴嘴的偏噴現象。

帶有上述復合噴嘴的氣化爐可實現水煤漿的連續點火和氣化，無需更換噴嘴，大大提高了氣化爐生產運行的安全性和經濟性。但是，上述水煤漿氣化的冷煤氣效率低，而且將上述水煤漿氣化產物作為原料制備后續甲醇或合成油等產品時，由于水煤漿氣化產物中氫氣與一氧化碳的比例過低，需要增加變換工藝將部分一氧化碳變換為氫氣以提高氫氣與一氧化碳的比例，這樣不僅提高了工藝的復雜度，而且變換過程產生大量的CO₂，經過煤氣脫硫脫碳凈化后排放的大量CO₂溫室氣體也污染了環境。

申請人試圖通過調整水煤漿氣化原料的種類來提高冷煤氣效率和氣化產物中氫氣與一氧化碳的比例，但是采用上述結構的氣化爐無法對氣化原料的種類進行調整。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是現有技術的氣化爐存在水煤漿氣化冷煤氣效率低，產物中氫氣與一氧化碳的比例低，需經變換處理提高氫氣與一氧化碳的比例后才能作為后續產品的合成原料氣使用，而變換處理不僅提高了工藝復雜度，而且產生出大量CO₂溫室氣體，雖然申請人試圖通過調整水煤漿氣化原料的種類克服上述缺點，但是現有的氣化爐結構并不能滿足上述要求；進而提出一種可調整氣化原料種類，從而提高水煤漿氣化冷煤氣效率和氫氣與一氧化碳比例的多噴嘴的水煤漿和天然氣聯合氣化爐。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種水煤漿和天然氣聯合氣化爐，包括

爐殼；

爐膽、激冷環和導流筒，自上而下依次連接設置于所述爐殼內；

折流筒，部分套設在所述導流筒的外側，位于所述激冷環的下方；

環形水封槽，設置于所述爐殼和導流筒之間；

氣化原料進口，設置于所述爐殼的頂部，與所述爐膽內部相連通；

粗煤氣出口，設置于所述水封槽下方的爐殼側壁上；

出渣口，設置于所述爐殼的底部；

混合料噴嘴，與所述氣化原料進口相適配，用于向氣化爐內引入氣化原料；

水煤漿-氧氣噴嘴和天然氣噴嘴，設置于所述爐殼側壁上并與所述爐膽內部相連通；