[發(fā)明專利]一種新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610032435.3
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105524660B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周俊杰;李亞慧;房全國
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50
• 代理公司: 鄭州科維專利代理有限公司 41102
• 代理人: 亢志民

本發(fā)明涉及煤氣化領(lǐng)域，尤其涉及一種新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有燃燒室和激冷室，激冷室下部設(shè)置有渣水流出口，側(cè)面設(shè)置有合成氣出口，所述燃燒室上部沿周向均勻分布4個對置式噴嘴，所述燃燒室頂部為截平的半球形封頭；所述噴嘴距爐頂?shù)拇怪本嚯x為950~1250mm，出口直徑為200~300mm。本發(fā)明通過數(shù)值模擬方法提供了一種在現(xiàn)有氣化爐的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進行進一步的優(yōu)化改進來提高碳轉(zhuǎn)化率和有效合成氣含量的新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤氣化領(lǐng)域，尤其涉及一種新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐。

背景技術(shù)

我國能源資源豐富，在常規(guī)能源（煤、石油、天然氣和水能）中，煤炭在資源儲量中占有絕對優(yōu)勢，煤炭是我國的主要能源。清潔高效地利用我國的煤炭資源，對于促進能源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，滿足國民經(jīng)濟快速穩(wěn)定的發(fā)展需要，具有非常重要的戰(zhàn)略意義。水煤漿是一種新型低污染的液態(tài)煤炭產(chǎn)品，是21世紀最有前途的潔凈煤技術(shù)之一。它將廉價的煤炭轉(zhuǎn)化為清潔的煤氣，既可用于生產(chǎn)化工產(chǎn)品，如化肥、甲醇、二甲醚等，還可用于氫能領(lǐng)域、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)和冶金領(lǐng)域。

目前，水煤漿氣化技術(shù)主要有Texaco水煤漿氣化技術(shù)、道水煤漿氣化技術(shù)和多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)。氣化爐是水煤漿氣化工藝的核心和關(guān)鍵設(shè)備，研究高效可靠的水煤漿氣化爐具有重要意義。Texaco水煤漿氣化技術(shù)具有氣化爐結(jié)構(gòu)簡單、水煤漿進料安全可靠、容易高壓操作、煤種適應(yīng)較廣、負荷適應(yīng)性強、單爐生產(chǎn)能力大等優(yōu)點。但其也存在一定的問題，如氣化爐耐火磚、爐膛熱電偶使用壽命短；燒嘴使用周期短，煤漿泵易磨損，耗氧量較多。同時，由于噴嘴出口射流速度高，有部分物流在爐內(nèi)走短路，直接沖向出口，影響氣化反應(yīng)的結(jié)果。道水煤漿氣化技術(shù)是在Texaco氣化技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的二段式氣流床技術(shù)，該技術(shù)甲烷生成量較高，甲烷的脫除比較復(fù)雜，因此該氣化爐很少應(yīng)用于化工領(lǐng)域。

鑒于上兩種爐型的缺陷，中國專利公開了一種多噴嘴對置式水煤漿或煤粉氣化爐（CN1186840A），該氣化爐已進行了中試規(guī)模的運轉(zhuǎn)，比氧消耗和比煤消耗都有所降低，碳轉(zhuǎn)化率有所提高，但其出口有效氣（CO+H2）含量、水蒸氣的分解率都較低，排渣效率（出口直徑）和撞擊位置（噴嘴位置）是影響煤氣化過程的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過優(yōu)化這些結(jié)構(gòu)提高碳轉(zhuǎn)化率和出口有效氣含量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足提供一種通過對現(xiàn)有氣化爐的結(jié)構(gòu)進行進一步的優(yōu)化改進來提高碳轉(zhuǎn)化率和有效合成氣含量的新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有燃燒室和激冷室，激冷室下部設(shè)置有渣水流出口，側(cè)面設(shè)置有合成氣出口，所述燃燒室上部沿周向均勻分布4個對置式噴嘴，所述燃燒室頂部為截平的半球形封頭；所述噴嘴距爐頂?shù)拇怪本嚯x為950~1250mm，出口直徑為200~300mm。

進一步地，所述噴嘴距爐頂?shù)拇怪本嚯x為1150mm。

本發(fā)明的技術(shù)方案產(chǎn)生的積極效果如下：本發(fā)明在現(xiàn)有的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐的基礎(chǔ)上進行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，增大噴嘴距爐頂距離，上部空間會增大，會使得撞擊進入上部的煤粒量及回流量增大，延長了顆粒停留時間，使得氣化爐的碳轉(zhuǎn)化率增大，這樣使得C與CO₂、H₂O的反應(yīng)量增大，從而使得CO、H₂的含量增大，CO₂、H₂O的含量減少。

與現(xiàn)有氣化爐相比，本發(fā)明提高了碳轉(zhuǎn)化率，降低灰渣中可燃物含量，增加單位質(zhì)量原料的發(fā)氣量、有效期成分和水蒸氣的分解率，使得出口有效氣含量高達64.5%，碳轉(zhuǎn)化率高達96.1%。

附圖說明

圖1為本發(fā)明多噴嘴對置式水煤漿氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖2為本發(fā)明多噴嘴對置式水煤漿氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖之二。