[發明專利]一種帶有蒸汽升壓裝置的恩德粉煤氣化爐

有效

• 申請號: 201410219094.1
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103965968A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 曾令艷;陳智超;張錫乾;李爭起;朱群益;王海明
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/84
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種恩德粉煤氣化爐，具體涉及一種帶有蒸汽升壓裝置的恩德粉煤氣化爐。

背景技術

根據中國的能源政策以及我國貧油少氣多煤的能源資源現狀，在相當長時期內，煤炭為主要一次能源。在我國以煤為主的能源消費結構情況下，利用氣化這種潔凈技術是提高煤炭利用效率，減少污染并實現能源綜合利用的有效手段。煤炭氣化技術廣泛應用于下列領域：化工合成和燃料油合成原料氣、工業燃氣、民用煤氣、冶金還原氣、聯合循環發電燃氣等。

本發明針對的是恩德粉煤氣化爐。該氣化爐主要設備由煤氣化爐、旋風分離器、余熱回收鍋爐及降溫除塵設備組成。此種氣化爐在運行過程中主要存在飛灰含碳量較高的問題(飛灰中可燃物含碳量為20％-80％)，造成煤氣化爐的比煤耗高、碳轉化率低。

發明內容

本發明為解決現有恩德粉煤氣化爐在運行過程中飛灰中可燃物含碳量為20％-80％，造成煤氣化爐的比煤耗高、碳轉化率低的問題，提供了一種帶有蒸汽升壓裝置的恩德粉煤氣化爐。

本發明的一種帶有蒸汽升壓裝置的恩德粉煤氣化爐包括氣化爐底部壓力測點、氣化爐、氣化爐頂部壓力測點、旋風分離器、下料通道、蒸汽流量調節閥、蒸汽管道、蒸汽噴嘴和下降通道壓力測點，粉煤入口、氣化爐底部壓力測點和蒸汽和氧氣混合物入口由上至下依次設置在氣化爐下部的錐筒壁上，頂部壓力測點設置在氣化爐的頂部，旋風分離器通過旋風分離器入口與氣化爐連通，氣相出口設置在旋風分離器的頂部，下料通道的一端與旋風分離器下部的旋風分離器出口連通，下料通道的另一端與氣化爐下部的錐筒連通，蒸汽管道設置在下料通道上，蒸汽噴嘴設置在下料通道內，且蒸汽噴嘴安裝在蒸汽管道上，蒸汽噴嘴的噴口朝向下料通道的下料通道出口，蒸汽流量調節閥安裝在蒸汽管道上，下降通道壓力測點設置在蒸汽噴嘴與下料通道出口之間，且下降通道壓力測點安裝在下料通道上。

本發明與現有方法相比具有以下有益效果：

一、下降通道壓力測點15處的壓力與氣化爐底部壓力測點2的壓力差不同：

現有恩德粉煤氣化爐工作原理：粉煤經螺旋給煤機從粉煤入口3送入爐膛底部的錐體段，過熱蒸汽(溫度200℃左右，壓力0.6MPa左右)和氧氣(溫度120℃左右，壓力0.04MPa左右)的混合氣體為作氣化劑和流化劑由爐膛底部的錐體段的入口1送入氣化爐4。經氣化爐內燃燒產生的煤氣攜帶大量的灰從氣化爐頂部經旋風分離器入口6進入旋風分離器8進行氣固分離，煤氣攜帶小顆粒(0～200微米占總灰量的95％)的灰從分離器上方氣相出口7進入下一個設備，灰中的大顆粒(200～1000微米占總灰量的5％)進入旋風分離器下料腿10，從下料腿出口11進入氣化爐底部，在氣化爐4內循環燃燒。氣化劑和流化劑與煤粉混合，在氣化爐內形成密相段和稀相段。大部分較粗顆粒的煤在爐底錐體段附近形成密相段；沸騰氣化細粒煤粉隨反應氣帶出密相段，在氣化爐上部形成稀相區。煤料與氣化劑直接接觸反應產生煤氣，密相段溫度分布均勻，反應溫度900～1000℃，稀相段溫度稍高一些，以利于煤的高溫裂解。氣化劑、流化劑以及煤粉的混合物從氣化爐底部到氣化爐頂部的流動過程中產生氣化，同時，在氣化劑和流化劑與煤粉向上的流動過程中需要克服物料的重力以及顆粒碰撞的阻力。因此，使得密相段底部的壓力高于稀相段頂部壓力400～1000Pa。

現有恩德粉煤氣化爐的氣化爐頂部壓力測點5處的壓力比氣化爐底部壓力測點2處的壓力低400～1000Pa。煤氣攜帶大量的灰從氣化爐頂部經旋風分離器入口6進入旋風分離器8后，由于旋轉的煤氣和灰的混合物與壁面產生摩擦、灰顆粒之間的碰撞使得煤氣和灰的混合物壓力進一步降低，至旋風分離器出口9的壓力降低了300～400Pa。因此，可知旋風分離器出口9處的壓力比氣化爐底部壓力測點2處的壓力低700～1400Pa。

采用本發明后，在下料通道10上安裝蒸汽升壓裝置，由蒸汽噴嘴14噴出的0.6-1MPa高壓蒸汽，高壓蒸汽進入下料通道10后速度升高達到400-800m/s，蒸汽與下料通道10內的灰劇烈混合，進行能量、動量交換，使得混合物的速度降低，壓力升高，進而使下料通道10內的壓力提高800～1500Pa，使下降通道壓力測點15處的壓力比氣化爐底部壓力測點2處的壓力高90Pa～110Pa，最終使旋風分離器出口9的壓力比氣化爐底部壓力測點2處的壓力高90Pa～110Pa。

二、下料通道10內氣流的流向和循環回氣化爐的灰量不同：