[發明專利]應用用于煤氣化除渣系統的噴淋裝置進行除渣的方法

有效

• 申請號: 202010734705.1
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111849558B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 曾令艷;鄭智巍;李爭起;陳智超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/72;C10J3/84
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

一種用于煤氣化除渣系統的噴淋裝置及其應用方法，本發明涉及一種用于煤氣化除渣系統的噴淋裝置，它要解決現有帶余熱鍋爐流程的氣化爐運行時熔渣落入渣水中形成水蒸氣，水蒸氣進入氣化爐膛影響氣化效率的問題。本發明用于煤氣化除渣系統的噴淋裝置中氣化爐的底部開有氣化爐下渣口，下降管的一端與氣化爐下渣口連通，下降管的另一端與渣池相連通，噴淋環套設在下降管的外圍，沿著噴淋環的圓周方向均勻設置有多個噴淋管，每個噴淋管的一端與噴淋環相連通，噴淋管的另一端與下降管相連通，熱電偶伸入下降管中并位于噴淋環的上，渣池與給水系統相連。本發明在灰渣進入渣池前進行噴淋降溫，減少了水蒸氣的產生，有效提高氣化效率和合成氣品質。

技術領域

本發明涉及一種用于煤氣化除渣系統的噴淋裝置及應用該裝置除渣的方法。

背景技術

我國是“富煤、貧油、少氣”的國家，這一特點決定了煤炭將在一次性能源生產和消費中占據主導地位且長期不會改變。煤炭在一次能源生產和消費構成中始終占一半以上。煤炭直接燃燒的使用方式會對生態環境造成嚴重的污染。煤氣化技術是重要的潔凈煤技術,利用煤氣化技術可以生產工業燃料氣、民用燃料氣、化工合成原料氣、合成燃料油原料氣、氫燃料電池、合成天然氣、火箭燃料等。當前主要的煤氣化技術有移動床(固定床)氣化、流化床氣化、氣流床氣化和熔融床氣化,其中,氣流床氣化技術因其氣化強度高、單爐生產能力大、煤種適應范圍廣、碳轉化率高等優點已成為煤炭氣化技術的主要發展方向。

氣化爐的流程可以分為激冷流程和余熱鍋爐流程。其中激冷流程是將指氣化爐膛出來的高溫合成氣直接被冷卻、洗滌后投入使用。余熱鍋爐流程中合成氣從氣化爐膛出來后經過余熱鍋爐進行換熱，可以有效回收合成氣顯熱，提高能量利用效率。而文中提到的U型氣化爐就是在氣化爐膛和余熱鍋爐這兩部分的底部設置水平煙道以連接彼此。氣化爐膛、水平煙道和余熱鍋爐組成一個U形的氣化反應區，U形氣化可以增大氣化反應的空間，延長氣化反應時間，能有效提高效率。但是工況波動時可能會發生水平煙道堵塞的情況，影響設備穩定運行。

除此之外，在現有的余熱鍋爐流程氣流床煤氣化技術中，熔渣從氣化爐膛排出后直接落入渣池，渣水快速吸收大量熱量，變成水蒸氣沿下降管上行進入氣化爐膛。爐膛中引入水蒸氣不僅會破壞原本穩定的爐內流場，也會降低氣化反應溫度，影響合成氣品質的同時，造成排渣不暢，堵塞下渣口等問題。

發明內容

本發明是要解決現有帶余熱鍋爐流程的氣化爐運行時熔渣落入渣水中形成水蒸氣，水蒸氣進入氣化爐膛影響氣化效率、合成氣品質及排渣不暢、堵塞下渣口的問題，而提供一種用于煤氣化除渣系統的噴淋裝置及其應用方法。

本發明用于煤氣化除渣系統的噴淋裝置包括氣化爐、余熱鍋爐、噴淋系統、給水系統和測溫系統，氣化爐和余熱鍋爐之間通過水平煙道形成U形氣化反應區，氣化爐的底部開有氣化爐下渣口，下降管的一端與氣化爐下渣口連通，下降管的另一端與渣池相連通；

所述的噴淋系統包括至少一個噴淋環，噴淋環套設在下降管的外圍，沿著噴淋環的圓周方向均勻設置有多個噴淋管，每個噴淋管的一端與噴淋環相連通，噴淋管的另一端與下降管相連通，噴淋管與下降管的連通口為噴淋孔；

所述的測溫系統包括多個熱電偶，熱電偶伸入下降管中并位于噴淋環的上部；

所述的給水系統包括進水管、水泵和流量計，進水管的一端與噴淋環相連通，進水管的另一端與噴水水源相連通，噴水水源與進水管之間沿著水流方向依次設置有水泵和流量計。

本發明應用用于煤氣化除渣系統的噴淋裝置進行除渣的方法按照以下步驟實現：

一、氣化爐正常運行時，煤粉與氣化劑進入氣化爐內，在氣化爐內發生氣化反應產生合成氣和液態熔渣，一部分液態熔渣沉積在氣化爐的膛內水冷壁上，沿著水冷壁落下，通過氣化爐下渣口和下降管進入渣池；

其余液態熔渣和合成氣組成混合氣流進入余熱鍋爐，余熱鍋爐內混合氣流受水冷壁吸熱，溫度降低，部分混合氣流中的液態熔渣沿著水冷壁落下并流回氣化爐，通過氣化爐下的下渣口進入下降管；