[發明專利]一種激冷式單廢鍋反應器

有效

• 申請號: 201410751519.3
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN104498105A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 韋孫昌;門長貴;張勇;徐宏偉;賀根良;林益安;羅進成;鄭亞蘭
• 申請（專利權）人: 西北化工研究院
• 主分類號: C10J3/86
• 分類號: C10J3/86;C10J3/84
• 代理公司: 北京君智知識產權代理事務所11305
• 代理人: 呂世靜

【技術領域】

本發明屬于能源化工技術領域。更具體地，本發明涉及一種激冷式單廢鍋反應器。

【背景技術】

氣流床煤氣化技術是目前主要的合成氣生產技術，工業裝置規模氣流床反應器一般在溫度1200～1500℃的條件下運行，其氣化產物具有高溫的特點，攜帶大量顯熱，目前工業化氣流床煤氣化反應器根據粗煤氣冷卻方式的不同可以分為激冷式反應器及全廢鍋反應器兩種。

激冷式反應器其設備結構簡單，易于操作，采用激冷式反應器制取粗煤氣，由激冷式反應器排出的粗煤氣含塵量低，汽氣比較高，可以達到1.3～1.42，能夠直接送入后續系統處理。然而，采用激冷方式的缺陷是，激冷式反應室需要大量激冷水冷卻高溫粗煤氣，因此將大量粗煤氣顯熱帶入水系統中，而從這種水系統回收熱量只能得到低壓蒸汽，且在回收過程中熱損失大。從能量利用的角度出發，激冷式反應器回收熱量等級低，熱利用效率不高，與廢鍋反應器相比，熱利用效率低4.0～8.0％，能量浪費較大，不符合節能減排的發展趨勢。

全廢鍋反應器通過輻射廢鍋和對流廢鍋兩級換熱將氣化產生的高溫粗煤氣及熔渣降至一定溫度，通過廢鍋回收粗煤氣顯熱可以回收原料煤低位熱量的15～18％，并產生高壓蒸汽。利用高壓蒸汽進行發電，能夠將熱煤氣效率提高至90～95％。因此，從節能減排，提高能量利用效率的角度出發，廢鍋反應器是進行煤碳轉化的優先選擇。然而，采用全廢鍋反應器在提高能量利用效率的同時也存在一些亟需解決的問題，如雙廢鍋投資大，設備結構復雜，輻射廢鍋存在流動死區，換熱管積灰掛渣，操作穩定性差等諸多問題。尤其是粗煤氣帶灰嚴重，影響后續設備及工藝的運行穩定性。由全廢鍋反應器排出的粗煤氣的汽氣比低，用于生產合成氣時在后續變換工段仍需加入蒸汽。

綜上所述，激冷式反應器具有設備簡單，操作方便，裝置運行效率高等優點，但是能量利用效率有待提高。與激冷式反應器相比全廢鍋反應器能量利用效率高，但是存在設備結構復雜，投資費用高，反應器容易出現結渣積灰，裝置運行效率不高，反應器檢修勞動強度大等問題，這兩種反應器各具特點，其適用區域不同。

因此，針對現有技術存在的這些技術缺陷，發明一種同時具備上述兩種反應器有點的新型反應器，將可以提高能量利用效率的同時，獲得灰含量低，汽氣比高的粗煤氣，并降低設備檢查難度及操作難度。激冷式單廢鍋反應器是一種適合于化工合成聯產IGCC發電的新型反應器。

【發明內容】

[要解決的技術問題]

本發明目的是提供一種激冷式單廢鍋反應器。

[技術方案]

本發明是通過下述技術方案實現的。

本發明涉及一種激冷式單廢鍋反應器，它由氣化反應室4、輻射換熱室13及激冷渣室18組成。所述的氣化反應室4通過錐形渣口5和錐形導氣口12與輻射換熱室13連通，輻射換熱室13通過漏斗形集渣器23和導氣管21與激冷渣室18連通；

所述氣化反應室4的壁由反應器殼體1與固定在反應器殼體1內壁上的耐火材料層2構成；

所述的錐形渣口5呈倒錐形，該倒錐形的對稱軸與氣化反應室4的縱軸重合；

所述的錐形導氣口12，其上錐口與錐形渣口5的下錐口相連接，下錐口延伸至輻射換熱室13的直筒段；

所述的輻射換熱室13由反應器殼體1、保溫材料層14，熔渣固化器7、輻射換熱器15、中心渣道16及吹灰控溫裝置17組成；

所述熔渣固化器7由激冷水進口8、撐磚板6、支撐板11、第一層水幕發生器9及第二層水幕發生器10構成。

所述中心渣道16是一個以反應器縱軸為中心的圓形通道，通道半徑大于錐形渣口5下渣口半徑，固化灰渣由中心渣道16掉入激冷渣室18水浴降溫。

所述吹灰控溫裝置17是由多個氣體噴嘴組成，氣體噴嘴分層布置在輻射換熱室13的直筒段上，氣體噴嘴數量是6～40個。

所述激冷渣室18由反應器殼體1、布水環19、激冷灰水進口20、漏斗形集渣器23、導氣管21、集氣室22、激冷黑水出口24、排渣口25、粗煤氣出口26組成；

所述布水環19位于漏斗形集渣器23上，激冷灰水以溢流的方式從布水環19中流出在漏斗形集渣器上形成一層水膜，保護漏斗形集渣器23同時沖洗落在它上面的灰渣；

所述漏斗形集渣器23將輻射換熱室13與激冷渣室18相連，漏斗形集渣器23上部為圓錐筒段，下部是直筒段，其中圓錐筒段傾斜角度適當，以便激冷灰水能夠攜帶細灰自流進激冷渣室18內；直筒段的半徑大于中心渣道16半徑。