[實用新型]一種水冷壁常壓固定床液態排渣分級氣化反應爐

有效

• 申請號: 201720116395.0
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN206494905U
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 張春飛;鄭西歐;王希;楚灼夫;劉四威;徐瑩璐;萬志偉;謝斐;吳家樺
• 申請（專利權）人: 中國東方電氣集團有限公司;杭州昱普能源科技有限公司
• 主分類號: C10J3/20
• 分類號: C10J3/20;C10J3/72;C10J3/74
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 何濤

技術領域

本實用新型涉及一種含碳固體物質的氣化制氣裝置，更具體地說，本實用新型涉及一種水冷壁常壓固定床液態排渣分級氣化反應爐，屬于氣化制氣裝置技術領域。

背景技術

現有固定床氣化爐多采用固態排渣方式，以固定床純氧氣化爐為例，其工藝流程為采用固定床煤氣爐，以小粒焦或塊煤為原料，經煤倉下的自動加煤機，自動定時、定量加入氣化爐中，以純氧（＞99.6％）和水蒸汽作氣化劑經計量和比例調節進入混合罐中混合，混合后通過煤氣發生爐內與熾熱的炭反應（吸熱反應與放熱反應達到平衡），在爐內約900℃高溫條件下，經過床層內各個層區（核心反應區溫度1200-1300℃）與原料煤逆流接觸進行連續氣化生產水煤氣。未反應的固態渣經過底部轉動爐蓖排出氣化爐。

其主要化學反應式如下：

C＋O₂=CO₂＋Q

2C＋O₂=2CO＋Q

C＋CO₂=2CO－Q

C＋2H₂O（汽）=CO₂+2H₂－Q

C＋H₂O（汽）=CO+H₂－Q

然而這種固定床固態排渣氣化爐存在氣化溫度低、燃料轉化率低和合成氣焦油含量大等缺點。

液態排渣氣化爐是傳統固態排渣氣化爐的進一步發展。其特點是氣化溫度高、氣化后灰渣呈熔融態流出、因而使氣化爐的熱效率與單爐的生產能力提高。目前國內外成熟可行的固定床液態排渣氣化技術為BGL碎煤加壓氣化技術，該氣化工藝氣化壓力為2.0-4.0MPa，氣化爐上部設有布煤攪拌器，氣化劑（水蒸汽和氧氣）由氣化爐底部噴嘴噴入氣化室，灰渣在高于煤灰熔點溫度下成熔融態排出，熔渣快速通過氣化爐底部出渣口，流入激冷室，在此被水激冷而形成固態熔渣，然后通過灰鎖排出。它結合了熔渣氣化技術高氣化率、高氣化強度的優點與固定床加壓/常壓氣化技術氧耗低、爐體結構廉價的優點。

BGL熔渣氣化爐爐膛氣化燃燒產生的液態熔渣儲存在氣化爐底部熔渣池內，通過環形燃燒器里面燃燒產生的大量氣體托住下渣口里面的液態渣，隨著熔渣增多，當液位到一定液位1.5米左右時，氣化爐壓力和短接壓差大概48KPa，激發程序自動排渣，每次開始下渣時泄壓過程要快，2s內完成泄壓，壓差從49kPa降到18kPa。熔渣經過激冷、冷卻后最終從壓力系統中排出。

上述技術如國家知識產權局于2015.02.04公開的公開號為CN104327881A，名稱為“一種液態連續排渣固定床氣化爐及其氣化方法”的發明，該發明涉及的一種液態連續排渣固定床氣化爐及其氣化方法，其特征在于：它由上至下依次包括一原料倉、一原料鎖斗、一爐體、若干氣化劑噴嘴、一排渣器、一熔渣激冷室和一渣鎖；原料倉呈漏斗狀，其下端與原料鎖斗上端緊固連接；原料鎖斗與爐體上端口緊固連接；爐體上部設置有一粗煤氣出口，在位于粗煤氣出口下方的爐體內壁上設置有一層爐襯；若干個氣化劑噴嘴緊固連接在爐體的中下部并沿爐體周向均勻布置，且各氣化劑噴嘴的出口貫穿爐體爐壁和爐襯后伸入爐體內部；排渣器安裝于爐襯下方的爐體內，爐體下端與熔渣激冷室上端緊固連接，熔渣激冷室下端與渣鎖上端緊固連接。本發明的氣化劑噴嘴采用了僅輸送氣化劑的單通道結構，提高了氣化劑噴嘴的使用壽命。溢流式排渣池有效保證順利排渣，提高了固定床熔渣氣化爐的運行效率。

然而，BGL熔渣氣化爐最難控制的就是下渣口液態熔渣液位和排渣，如果控制不好，就會堵塞下渣口，液位升高，就會堵塞噴嘴出現黑管現象，導致停車。如果下渣泄壓和排渣時間太長，則鐵的沉淀和冷卻極易堵住渣口。如果下渣頻率過高，會影響壓差，并且時間間隔過短渣池中可能有部分灰渣沒有完全熔化，在下渣過程中極易黏在下渣通道上。

其次BGL氣化技術是近幾年引進國內，工業化運行經驗較固定床少，同時存在技術轉讓費，其專有核心部件（如渣池、噴嘴、銅冷卻壁等）也均需要國外進口，也導致其投資成本較高、建設周期較長。相比固態排渣氣化爐，BGL氣化爐的液態排渣工藝設置、操作流程和控制系統均相對復雜。