[發(fā)明專(zhuān)利]等離子體炬和蒸汽氧氣噴嘴耦合設(shè)置的加壓熔渣氣化爐

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• 申請(qǐng)日: 2019-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111187644A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊國(guó)祥;趙淵;羅康;孫萍;代瑋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢豐盈能源技術(shù)工程有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C10J3/20
• 分類(lèi)號(hào): C10J3/20;C10J3/60;C10J3/76
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司 42102
• 代理人: 朱宏偉

本發(fā)明涉及一種等離子體炬和蒸汽氧氣噴嘴耦合設(shè)置的加壓熔渣氣化爐，所述氣化爐下部的熔渣區(qū)設(shè)置有蒸汽噴嘴、氧氣噴嘴和等離子體炬。本發(fā)明利用等離子體炬在氣化爐停爐時(shí)提供熱量，將煤灰進(jìn)行熔融，解決了氣化爐故障停爐時(shí)熔渣凝固結(jié)塊堵塞氣化爐下錐體和排渣口的難題，大量縮短停爐時(shí)間，提高氣化爐運(yùn)行周期，從而提高了煤氣化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及加壓熔渣氣化爐，更具體地說(shuō)，涉及一種等離子體炬和蒸汽氧氣噴嘴耦合設(shè)置的加壓熔渣氣化爐。

背景技術(shù)

煤氣化技術(shù)是發(fā)展清潔、高效煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)的核心，是煤化工的龍頭，是發(fā)展大宗化工產(chǎn)品(化肥、甲醇、天然氣、烯烴等)、多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)、IGCC發(fā)電的重要基礎(chǔ)。碎煤加壓熔渣氣化技術(shù)(BGL氣化爐)因其具有氣化強(qiáng)度高、單爐能力大、蒸汽耗量少、廢水量少等諸多顯著優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)得到了密切關(guān)注，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用。

碎煤加壓熔渣氣化爐運(yùn)在行過(guò)程中，下渣短節(jié)上的熔渣會(huì)慢慢地越積越多，伴隨著掛渣越來(lái)越多，每次排渣量隨之減少，噴渣時(shí)的渣流出現(xiàn)偏流，同時(shí)渣流越來(lái)越細(xì)，排渣口變得越來(lái)越小，直到堵塞排渣口，導(dǎo)致床層溫度急劇升高，反應(yīng)床層上移，熔渣液位提高，蒸氧噴嘴出現(xiàn)黑管現(xiàn)象，最后只能停車(chē)“挖爐”，然后重新開(kāi)車(chē)。因這類(lèi)問(wèn)題引起停車(chē)的現(xiàn)象在多家碎煤熔渣氣化爐都出現(xiàn)過(guò)。氣化爐從停爐降溫、挖爐、烘爐到再次開(kāi)車(chē)運(yùn)行需要20多天，這樣頻繁的停爐不但影響了爐內(nèi)耐火磚的壽命，更是嚴(yán)重影響后續(xù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及企業(yè)的生產(chǎn)，給企業(yè)造成巨大的損失。

經(jīng)過(guò)分析，認(rèn)為造成下渣口掛渣堵塞的原因主要為以下兩方面：

(1)由于汽氧比不合理，在灰渣熔融區(qū)域形成了還原氣氛，造成灰渣中的氧化鐵被還原成單質(zhì)鐵。根據(jù)溶質(zhì)的相似相容原理，單質(zhì)鐵很快聚集，由于鐵的密度大于灰渣，很容易沉淀造成渣鐵分離，形成了熔渣在鐵水上漂浮的現(xiàn)象。在排渣時(shí)由于液態(tài)鐵的黏度較大且流動(dòng)性不好，在現(xiàn)有的壓差條件下不能形成射流狀態(tài)，而使得鐵水順著下渣短節(jié)的內(nèi)壁呈膜式下落。由于下渣短節(jié)是銅制的而且外面有水夾套降溫，鐵的凝固點(diǎn)又較高，所以在排渣時(shí)含鐵水的灰渣在流經(jīng)下渣短節(jié)的過(guò)程中掛壁凝結(jié)造成堵塞。

(2)由于下渣的頻率沒(méi)有把握好，下渣過(guò)于頻繁或單次下渣的時(shí)間太長(zhǎng)，造成熔融區(qū)儲(chǔ)存的熔融態(tài)渣量太少，渣池的熔渣沒(méi)有完全熔融，池的壓差較小，在排渣時(shí)沒(méi)有足夠的渣量和動(dòng)力使之形成熔渣射流，造成熔渣貼著下渣短節(jié)緩慢下流在下渣口，滯留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成凝結(jié)而堵塞下渣口。

一旦掛渣堵塞后，想用氣化爐內(nèi)的火焰燒化基本是不可能的。堵在下渣口的熔渣主要是鐵和灰渣凝結(jié)在一起的混合物，質(zhì)地非常堅(jiān)硬，清理難度大、時(shí)間長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了企業(yè)的生產(chǎn)效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種等離子體炬和蒸汽氧氣噴嘴耦合設(shè)置的加壓熔渣氣化爐，可以有效緩解熔渣凝固、掛壁的情況，大大減少了凝固灰渣的清洗時(shí)間。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種等離子體炬和蒸汽氧氣噴嘴耦合設(shè)置的加壓熔渣氣化爐，所述氣化爐下部的熔渣區(qū)設(shè)置有蒸汽噴嘴、氧氣噴嘴和等離子體炬。

上述方案中，所述蒸汽噴嘴、氧氣噴嘴和等離子體炬呈環(huán)形布置。

上述方案中，所述蒸汽噴嘴、氧氣噴嘴和等離子體炬均與徑向呈8～12度偏轉(zhuǎn)。

上述方案中，所述等離子體炬與水冷保護(hù)裝置連接。

上述方案中，所述氣化爐的爐壁布置有水夾套。

實(shí)施本發(fā)明的等離子體炬和蒸汽氧氣噴嘴耦合設(shè)置的加壓熔渣氣化爐，具有以下有益效果：

(1)當(dāng)氣化爐出現(xiàn)熔渣掛壁現(xiàn)象時(shí)，開(kāi)啟等離子體炬，利用等離子體炬的熱量對(duì)掛壁的熔渣進(jìn)行熔融，能有效緩解熔渣掛壁并堵塞排渣口的現(xiàn)象，并減少因此而導(dǎo)致的停爐次數(shù)；