[實用新型]流化床煤炭氣化爐用氣體分布器

有效

• 申請號: 201720307630.2
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN206783610U
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 馬雙;黃曉衛;黃曉軍;孟祥林;崔海駿;王景花;黃毅忱;勞家仁;夏興祥
• 申請（專利權）人: 上海卓旋化工科技有限公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50
• 代理公司: 上海唯源專利代理有限公司31229
• 代理人: 曾耀先

技術領域

本實用新型涉及氣體分布器技術領域，特別涉及氣化爐用氣體分布器技術領域，具體是指一種流化床煤炭氣化爐用氣體分布器。

背景技術

在我國的自然資源中，基本特點是富煤、貧油、少氣，這就決定了煤炭在一次能源中的重要地位。與石油天然氣比較而言，我國煤炭的儲量相對比較豐富，占世界儲量的11.6％，成為世界上第一產煤大國。煤炭直接利用不僅效率低，而且造成嚴重的環境污染，為了提高煤炭利用效率、降低環境污染，從20世紀70年代開始，國際上就興起了對潔凈煤技術的研究和開發，其中，煤氣化是煤炭清潔高效利用的核心技術，也是煤化工的龍頭技術。因此發展煤氣化技術是我國當前最緊迫、最艱巨的任務之一。

根據氣化爐所使用的煤顆粒大小和顆粒在氣化爐內的流動狀態，氣化爐總體上分為三類，即以魯奇為代表的固定床氣化爐、以U-Gas、灰熔聚為代表的流化床氣化爐和以德士古、殼牌為代表的氣流床氣化爐。其中，流化床氣化爐是以碎煤為原料，以空氣、富氧或氧氣為氧化劑，水蒸汽或二氧化碳為氣化劑，在適當的氣速下，使床層中粉煤沸騰流化，達到氣固兩相充分混合，在高溫下進行煤的氣化。U-Gas及灰熔聚氣化爐一般采用“中心射流、環管排渣”的結構，即中心管插入排渣管中心，灰渣從中心管與排渣管形成的環管內排出氣化爐。氧氣、水蒸氣混合物以很高的速度從中心管噴入床內，形成中心射流區，該區為富氧狀態，主要發生燃燒反應，形成中心高溫區，促使灰渣團聚成球，并借助灰渣自身重量的差異實現灰團與煤粒的有效分離。這種“中心射流、環管排渣”的結構存在以下問題：(1)灰渣從環管排出時高溫氣流夾帶著灰渣會沖刷中心管外壁，最終會導致中心管磨破或斷裂；另外，排渣管上部一般設計成文丘里結構，文丘里結構相對于上下直徑相同的直管更容易被磨破；(2)中心管和排渣管形成的環隙較小，若遇到較大渣塊或者氣化爐殼體內部襯里脫落，將會堵住環管，影響氣化爐正常排渣；(3)中心管直管部分較長，為防止中心管晃動，需在環管內增加支撐件固定中心管，支撐件受到灰渣直接沖刷，會最終脫落，引起中心管晃動，中心射流將偏離氣化爐中心區域，導致床層內流化不良形成死區，造成爐內結焦。以上問題均影響氣化爐長周期穩定運行。

為了解決上述問題，中國實用新型專利申請“一種灰熔聚流化床氣化爐用氣體分布器”(申請號：201210346022.4，公布號：CN102827644A)公開了一種灰熔聚氣化爐用氣體分布器，排渣管一端連接在錐形分布板的底部并開口，另一端穿過氣化爐殼體與氣化劑氣源連接，分布式噴射管一端連接并開口于錐形分布板的下部，另一端穿過氣化爐殼體后與氣化劑氣源連接，分布式噴射管至少為三個，且其在錐形分布板上的開口以排渣管的中心呈對稱均勻分布。該氣體分布器不足之處在于：(1)錐形分布板上表面容易磨損，對于流化床氣化爐來說，氣體分布器是一個至關重要的部件，它對流化床的流化效果以及氣固兩相反應的各項性能都具有決定性的影響，由于錐形分布板上表面容易磨損，錐形分布板將很快被磨穿，導致錐形分布板報廢，氣化爐將被迫停車；(2)分布式噴射管數量至少為3個，氣化爐殼體開孔數量會增加，每一支噴射管需安裝閥門調節，這將增加氣化爐制造成本；另外，進入每一支噴射管的氣量需要相同，才能保證所有噴射管噴射出的氣體能夠匯聚在氣化爐的中心區域，這就要求每一支噴射管的閥門需要同步調節來控制氣量，這將增加氣化爐的操作難度。

中國實用新型專利“一種射流流化床氣化爐用的氣體分布器”(申請號：201420499113.6，授權號CN204079921U)公開了一種射流流化床氣化爐用的氣體分布器，是有出氣圓孔的倒錐形分布板位于圓柱形氣室殼體上部，其上端與圓柱形氣室殼體相連，下端與預分離漸縮管上端相連；預分離漸縮管上分布至少有3個對稱的氣化劑射流噴嘴。該氣體分布器不足之處在于：(1)預分離漸縮管上分布至少有3個對稱的氣化劑射流噴嘴，同上述申請號：201210346022.4公開的一種灰熔聚流化床氣化爐用氣體分布器不足之處(2)相同；(2)倒錐形氣體分布板上端與圓柱形氣室殼體直接相連，氣化爐內高溫會通過倒錐形分布板傳導至氣化爐殼體，導致殼體溫度超過設計溫度，而煤氣化爐屬于II類或III類壓力容器，殼體超溫后板材許用應力會迅速下降，會有爆炸危險，氣化爐運行存在嚴重的安全隱患；(3)排渣管上端為預分離漸縮管，在高溫條件下的氣流沖刷及排渣導致預分離漸縮管磨損嚴重，氣化爐難以長周期運行。

因此，需要提供一種流化床煤炭氣化爐用氣體分布器，其不僅能夠長期、高效、安全及穩定運行，而且結構簡潔、制造簡單成本低，操作簡便。

實用新型內容