[實用新型]一種新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐

有效

• 申請號: 201620047019.6
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN205368270U
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 周俊杰;李亞慧;房全國
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 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

技術領域

本實用新型涉及煤氣化領域，尤其涉及一種新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐。

背景技術

我國能源資源豐富，在常規能源（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，對于促進能源與環境的協調發展，滿足國民經濟快速穩定的發展需要，具有非常重要的戰略意義。水煤漿是一種新型低污染的液態煤炭產品，是21世紀最有前途的潔凈煤技術之一。它將廉價的煤炭轉化為清潔的煤氣，既可用于生產化工產品，如化肥、甲醇、二甲醚等，還可用于氫能領域、聯合循環發電(IGCC)和冶金領域。

目前，水煤漿氣化技術主要有Texaco水煤漿氣化技術、道水煤漿氣化技術和多噴嘴對置式水煤漿氣化技術。氣化爐是水煤漿氣化工藝的核心和關鍵設備，研究高效可靠的水煤漿氣化爐具有重要意義。Texaco水煤漿氣化技術具有氣化爐結構簡單、水煤漿進料安全可靠、容易高壓操作、煤種適應較廣、負荷適應性強、單爐生產能力大等優點。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，有部分物流在爐內走短路，直接沖向出口，影響氣化反應的結果。道水煤漿氣化技術是在Texaco氣化技術的基礎上開發出來的二段式氣流床技術，該技術甲烷生成量較高，甲烷的脫除比較復雜，因此該氣化爐很少應用于化工領域。

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模的運轉，比氧消耗和比煤消耗都有所降低，碳轉化率有所提高，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構參數，通過優化這些結構提高碳轉化率和出口有效氣含量。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術中的不足提供一種通過對現有氣化爐的結構進行進一步的優化改進來提高碳轉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。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：一種新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐，包括殼體，所述殼體內設置有燃燒室和激冷室，激冷室下部設置有渣水流出口，側面設置有合成氣出口，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；所述噴嘴距爐頂的垂直距離為950~1250mm，出口直徑為200~300mm。

進一步地，所述噴嘴距爐頂的垂直距離為1150mm。

本實用新型的技術方案產生的積極效果如下：本實用新型在現有的多噴嘴對置式水煤漿氣化爐的基礎上進行結構的優化，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，使得氣化爐的碳轉化率增大，這樣使得C與CO₂、H₂O的反應量增大，從而使得CO、H₂的含量增大，CO₂、H₂O的含量減少。

與現有氣化爐相比，本實用新型提高了碳轉化率，降低灰渣中可燃物含量，增加單位質量原料的發氣量、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%，碳轉化率高達96.1%。

附圖說明

圖1為本實用新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐的結構示意圖之一。

圖2為本實用新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐的結構示意圖之二。

圖3為本實用新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐在不同噴嘴位置下Y=0平面CO濃度分布。

圖4為本實用新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐在不同噴嘴位置下氣化爐Y=0平面H₂濃度分布圖。

圖5本實用新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐在不同噴嘴位置下出口氣體含量數值圖。

圖6為本實用新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐在不同噴嘴位置下碳轉化率數值圖。

圖7為本實用新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐噴在不同出口直徑下氣化爐Y=0平面H₂濃度分布圖。

圖8為本實用新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐噴在不同出口直徑下氣化爐Y=0平面CO濃度分布圖。

圖9為本實用新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐在不同出口直徑下出口氣體含量數值圖。

圖10為本實用新型多噴嘴對置式水煤漿氣化爐在不同出口直徑下碳轉化率數值圖。

圖中標注為：1、噴嘴；2、殼體；3、渣水流出口。

具體實施方式