[實用新型]一種旋流式氣化爐

有效

• 申請號: 201520493078.1
• 申請日: 2015-07-10
• 公開（公告）號: CN204897846U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 北京柯林斯達科技發展有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于煤化工領域，具體涉及到一種旋流式氣化爐。

背景技術

我國能源結構“富煤貧油少氣”，在此能源結構下，煤炭無疑在能源領域占主導地位。我國也是全世界煤炭開采量和消費量最大的國家。大量開發、利用煤炭的背后，隱藏著巨大的環境、社會和經濟代價。從開采到燃燒，煤炭使用過程中的每一步都造成了對環境的破壞。特別是煤炭燃燒，具不完全統計我國85％的二氧化硫排放量、67％的氮氧化物排放量和70％的懸浮顆粒物都來自于燃煤。基于此種國情，加之國家發展與改革委員會發布的煤炭產業政策中提到，一段時期煤炭發展的方向是要“堅持依靠科技進步，走資源利用率高、安全有保障、經濟效益好、環境污染少的煤炭工業可持續發展道路”。研發一種煤的高效利用方法是我國國民經濟實現可持續發展的關鍵所在。煤氣化是將一次能源轉化成潔凈的二次能源的主要途徑，大規模高效煤氣化技術是發展煤基化學品生產、煤基液體燃料(合成油品、甲醇、二甲醚等)、先進的整體煤氣化聯合循環(IGCC)發電系統、多聯產系統、制氫、燃料電池以及直接還原煉鐵等過程工業的基礎，是這些行業的公共技術、關鍵技術和龍頭技術。

目前干煤粉氣化技術領域中，有代表性的技術主要有Shell、GSP、航天爐等。Shell干煤粉氣化爐采用四個煤粉燒嘴，為廢鍋流程，投資高，制造難度大，制造周期長；GSP為單噴嘴煤粉氣化爐，但其激冷采用噴嘴噴淋方式，粗煤氣中灰含量大，同樣存在投資高，制造難度大，制造周期長的問題；航天爐干煤氣化爐在處理煤粉規模上還沒有達到2000噸/天，且排渣口與反應室直徑比例較大(1∶2～1∶2.5)，碳轉化率較低，也存在投資高，制造難度大，制造周期長的問題。上述幾種氣化技術都屬于大型造氣項目所需要的氣頭，且設計復雜，一次性投資較大，同時不同程度的存在一定問題。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術存在的缺點，提供一種旋流式氣化爐。本實用新型具有投資小、氣化強度高、碳轉化率高的優點。

本實用新型技術方案如下。

一種旋流式氣化爐，包括爐體1、進料噴槍2、位于爐體頂部的熱煤氣出口3、以及位于爐體底部的熔渣室4；

所述爐體1的外壁采用碳鋼或不銹鋼材料，夾層為保溫纖維棉，內層為耐火澆注料，所述爐體的長徑比為1∶1-2∶1；

所述的進料噴槍2設置于爐體1的中部，進料噴槍設置為單層布置或者多層布置；每一層的進料噴槍的數量為大于等于兩個，每一層中所述的大于等于兩個的進料噴槍沿著爐體圓周并呈中心對稱布置，設置噴槍的進料方式為割向進料；割向角度為10-50°，噴槍下傾0-30°；

所述的熔渣室4設置有進純氧噴槍，補充純氧，保持熔渣室較高溫度，實現液態排渣；熔渣室下部設置有渣池5，渣池用于清渣處理。

優選地，所述的進料噴槍為單層布置，單層布置的進料噴槍為第一噴槍，用于氣化原料以及氣化劑的進料

優選地，所述的進料噴槍為兩層布置，分為上層進料噴槍和下層進料噴槍，其中上層進料噴槍為第一噴槍，用于氣化原料以及一次氣化劑的進料；下層進料噴槍為第二噴槍，用于二次氣化劑的進料，及氣化爐開車點火。

優選地，所述的進料噴槍為三層布置，分為上層進料噴槍、中層進料噴槍和下層進料噴槍，其中，中層進料噴槍為第一噴槍，用于氣化原料以及一次氣化劑的進料，上層進料噴槍與下層進料噴槍均為第二噴槍，用于二次氣化劑的進料，下層第二噴槍作為氣化爐開車時的點火噴槍。

優選地，所述的第一進料噴槍具有噴槍中心管以及噴槍中心管外圍的噴槍環隙。

優選地，所述的第二噴槍具有噴槍中心管以及噴槍中心管外圍的噴槍環隙。

使用上述的旋流式氣化爐進行常壓氣化的工藝包括如下步驟：

氣化原料由輸送介質密相輸送通過第一噴槍的噴槍中心管進入氣化爐爐體內部，水蒸汽與氧氣預混合后形成氣化劑，氣化劑通過第一噴槍的噴槍環隙進入氣化爐內部；氣化原料與氣化劑在氣化爐爐體內部旋流氣化，發生氣化反應，提高了氣化劑與氣化原料的相對速度，提高了單位截面積氣化強度，大顆粒附于熔渣膜上，延長了停留時間，提高了碳轉化率，氣化爐爐膛溫度保持在1300-1450℃；高溫氣化煤氣由熱煤氣出口排出，氣化爐渣沿氣化爐內壁下流，進入熔渣室，熔渣室通入純氧保持高溫，熔渣在熔渣室滴入渣池后清渣。

優選地，所述的氣化原料是煤粉或焦粉；所述的煤粉包括無煙煤到褐煤之間所有煤種中的任意一種或者幾種的混合。

優選地，所述的輸送介質是空氣、二氧化碳或氮氣中的一種或者幾種的混合。