[實用新型]分級給氧氣化爐

有效

• 申請號: 201420309687.2
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN203947082U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 許建良;趙輝;劉海峰;李偉鋒;龔欣;王輔臣;于廣鎖;王亦飛;梁欽鋒;周志杰;代正華;陳雪莉;郭曉鐳;王興軍;郭慶華;劉霞;陸海峰;李超;龔巖;王立
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;上海熠能燃氣科技有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;C10J3/46;C10J3/84
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術領域

本實用新型涉及一種用于以碳物質為原料的氣化爐，特別涉及一種分級給氧氣化爐。

背景技術

煤氣化技術是將煤炭等固態一次能源轉化為氣態清潔二次能源的主要途徑，該技術主要運用于合成氨、合成甲醇、煉廠制氫、高爐還原煉鐵化工冶金行業、聯合循環發電裝置以及工業和民用燃氣領域中。

現有的已經工程實施的煤氣化技術中主要有以水煤漿為原料的Texaco(現為GE公司)氣化爐、多燒嘴對置式水煤漿氣化爐；以粉煤為原料的Shell氣化爐、GSP氣化爐和多燒嘴對置式粉煤氣化爐；具有分級給料的清華爐和兩段爐(西安熱工院)。中國實用新型專利申請CN101613623A、中國實用新型專利CN100404652C和中國實用新型專利申請CN102453550A所公開的氣化爐，通過將氧氣分級加入，降低氣化爐上部(頂部)空間的溫度，提高耐火襯里的使用壽命。其中，中國實用新型專利CN101613623A公開的氣化爐中二次給氧燒嘴距離氣化爐下錐部的直段距離為1.5～2.4D(其中，一般直段高度為3D，且上述直段距離為直段高度的53％～81％，)，即處于氣化爐中上部；中國實用新型專利CN100404652C所公開的氣化爐二次噴嘴處于回流區頂部下沿，即處于氣化爐上部；中國實用新型專利申請CN102453550A公開的氣化爐中二次給氧燒嘴距離氣化爐下錐部的直段距離為1D～5D，即二次給氧燒嘴處于氣化爐的中下部，D為氣化室的直徑。

然而，對于以劣質煤為原料的氣流床氣化爐，考慮到煤的高灰熔點、高灰分、高水分等特點，一般都采用以粉煤形態進料，及以水冷壁為耐火襯里的氣化工藝，因此，氣化溫度不是影響氣化爐長周期運行的限制條件，而是影響氣化爐性能的關鍵參數。在煤種一定的條件下，隨著氣化爐溫度的提高，一方面水冷壁兩側的溫差增大，壁面熱損失增大，另一方面液態熔渣粘度減小，熔渣厚度減小，壁面熱阻減小，熱損失增大。通過工業氣化爐運行分析和計算得出，以神府煤為例，氣化溫度提高100℃，壁面熱損失增加5倍。因此，對于高灰熔點煤，采用現有氣化技術進行氣化，為了保證液態排渣，需要維持很高的氧煤比，以融化灰渣，確保渣口暢通。這樣使得氣化爐壁面熱損失過大，壁面耐火襯里熱負荷過高，氧耗高，氣化冷煤氣效率很低。

實用新型內容

本實用新型為了克服現有的氣化爐壁面熱損失過大、氧氣消耗過高、氣化冷煤氣效率低和氣化爐性能較低的缺陷，提供一種以劣質煤為原料的高效液態排渣的分級給氧氣化爐。

本實用新型通過下述技術方案解決上述技術問題的：

一種分級給氧氣化爐，包括上殼體，該上殼體包括一上封頭、一豎直筒段殼體和一下封頭，該豎直筒段殼體的兩端分別與該上封頭和該下封頭相連接，該上封頭的頂部設有工藝燒嘴室，該下封頭的底部設有出渣口，該豎直筒段殼體的底部沿豎直方向向下設有一形成有一冷凝室的下殼體，該下殼體的底部設有排渣口，該下殼體的上部側壁上設有粗煤氣出口，其特點在于，該分級給氧氣化爐還包括一設置在該上殼體內的耐火襯里，該耐火襯里內形成有一氣化室，該氣化室的頂部與該工藝燒嘴室相連通，該氣化室的底部通過該出渣口與該冷凝室相連通，該耐火襯里為膜式水冷壁；

該耐火襯里包括一設置于該工藝燒嘴室底部的上錐段、一筒體段和一設置于該出渣口底部的下錐段，該筒體段的側壁上設有至少一固定于該豎直筒段殼體側壁上的二次給氧燒嘴室，工藝燒嘴和二次給氧燒嘴分別安裝在該工藝燒嘴室和該二次給氧燒嘴室內；

該工藝燒嘴室的軸線與該氣化室的軸線重合，該工藝燒嘴的軸線與該工藝燒嘴室的軸線重合，且該工藝燒嘴用于將氧化劑、蒸汽和含碳物質送入氣化室內產生氣化反應；

各該二次給氧燒嘴室的軸線到該下錐段的頂面上的距離為該耐火襯里的筒體段的直徑的0.5-0.8倍，該二次給氧燒嘴室的軸線與該氣化室的軸線垂直相交，該二次給氧燒嘴的軸線在水平面上與該二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為3°～5°，該二次給氧燒嘴的軸線在豎直面上與該二次給氧燒嘴室的軸線之間的夾角為5°～10°，且各該二次給氧燒嘴用于通入氧化劑。