專利名稱：灰粘聚循環(huán)流化床粉煤多元?dú)饣I(yè)生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用粉煤制取化工合成氣(如合成氨、甲醇、醋酸、草酸等)或制取工業(yè)燃料氣和城市煤氣的工業(yè)生產(chǎn)裝置，具體地說(shuō)，它是一種灰粘聚循環(huán)流化床粉煤多元?dú)饣I(yè)生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
在已有技術(shù)中，中國(guó)專利ZL94202278.5提供了一種“灰熔聚流化床氣化裝置”，它包括一個(gè)流化床粉煤氣化爐體、設(shè)在該氣化爐體下部的給氣分布器、一個(gè)對(duì)氣化爐體產(chǎn)生的煤氣進(jìn)行冷卻的內(nèi)置式鍋爐。所述氣化爐體下部是一個(gè)圓筒形，圓筒形上部通過(guò)一個(gè)圓錐段連接一個(gè)擴(kuò)大圓筒形段；所述的給氣分布器設(shè)在氣化爐體內(nèi)的下部，并與氣化爐體形成一體。同時(shí)，所述的內(nèi)置式鍋爐安裝在氣化爐內(nèi)的上部。該專利存在的問(wèn)題是不適合于大規(guī)模連續(xù)的工業(yè)生產(chǎn)，其主要原因是在氣化爐體下部的圓筒段與上部的擴(kuò)大段之間存在著一個(gè)角度較小的斜臺(tái)階，大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)，極易沉積灰渣，當(dāng)灰渣沉積到一定量時(shí)，就會(huì)突然崩落，造成氣化爐體振動(dòng)，同時(shí)，對(duì)氣化爐內(nèi)下部高溫燃燒區(qū)的粉煤氣化造成嚴(yán)重影響，使氣化反應(yīng)惡化，不利于粉煤的充分高溫燃燒，也影響了灰渣的熔聚，使裝置不能長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，又由于氣化爐體與給氣分布器制成一體，并需要利用氣化爐體下部的圓筒形爐壁來(lái)形成環(huán)形氣室，因此，在已有氣化爐的基礎(chǔ)上改變其形狀來(lái)解決這一問(wèn)題的可能性很小。其次，內(nèi)置式鍋爐在高溫下長(zhǎng)時(shí)間地連續(xù)工作，其鍋爐管磨損，需要進(jìn)行檢修，以保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，然而已有的內(nèi)置式鍋爐是與氣化爐體制成一體的，其爐管裝在氣化爐內(nèi)，不便于拆卸，很難進(jìn)行檢修。其三，如果本裝置用于工業(yè)化生產(chǎn)，它就要在長(zhǎng)時(shí)間的高溫下工作，因此，裝置之間連接的管道和閥門都應(yīng)該具備耐高溫的性能，而已有技術(shù)在這方面的問(wèn)題沒(méi)有解決，在長(zhǎng)時(shí)間的高溫工作環(huán)境下，極易出現(xiàn)故障而使生產(chǎn)不能連續(xù)進(jìn)行。其四，是沒(méi)有灰渣的收集器，排渣系統(tǒng)不完善，灰渣不定時(shí)自然下落排灰，對(duì)環(huán)境污染較大。
實(shí)用新型的內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)已有技術(shù)的缺陷，按照工業(yè)化大生產(chǎn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的要求，首先是提供一種適合于在高溫下長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行的灰粘聚循環(huán)流化床粉煤多元?dú)饣I(yè)生產(chǎn)裝置，其次是使本裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠、故障率低、便于維修和使灰、渣能夠密閉收集及再利用，防止灰渣對(duì)環(huán)境的污染。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的解決方案如下它包括一個(gè)流化床粉煤氣化爐體、設(shè)在該氣化爐體下部的多元?dú)怏w給氣分布器、設(shè)在該氣化爐體上部的一個(gè)對(duì)氣化爐體產(chǎn)生的煤氣進(jìn)行冷卻及余熱回收的鍋爐、在所述氣化爐的煤氣出口處接有一級(jí)旋風(fēng)分離器，所述的一級(jí)旋風(fēng)分離器的飛灰出口通過(guò)一個(gè)灰量調(diào)節(jié)閥和氣力輸送管與氣化爐體下部相接，所述一級(jí)旋風(fēng)分離器的煤氣出口與后續(xù)煤氣凈化設(shè)備相接，其改進(jìn)之處是所述的氣化爐體上部呈圓筒形，其下部呈漸縮的圓錐形，所述氣化爐體頂部封閉，并留有煤氣出口，在所述的氣化爐壁上至少設(shè)有一個(gè)位于氣化爐體下部的進(jìn)料口；所述的多元?dú)怏w給氣分布器包括一個(gè)上端與氣化爐體下端密封連接的圓筒形外殼、同軸安裝在該圓筒形外殼中的多段布?xì)鈱?dǎo)渣管和設(shè)在該布?xì)鈱?dǎo)渣管中軸處的中心射流管，所述的布?xì)鈱?dǎo)渣管由上部的圓錐布?xì)夤芏?、中部的耐高溫圓錐導(dǎo)渣管段和下部的耐高溫導(dǎo)渣立管段依次連接構(gòu)成，并且所述圓錐布?xì)夤芏蔚纳峡谂c氣化爐體下口對(duì)接，所述圓筒形外殼的下端向軸心處收口，并與所述的導(dǎo)渣立管段外壁密封連接，從而形成圓筒形外殼與布?xì)夤苤g的環(huán)形氣室，在該給氣分布器上至少還設(shè)有與中心射流管相接的送氣管、與環(huán)形氣室相接的送氣管，與導(dǎo)渣立管相接的送氣管；所述的鍋爐采用列管式鍋爐，并安裝在所述氣化爐體外的煤氣出口處。
本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)方案是在所述列管式鍋爐的煤氣出口與一級(jí)旋風(fēng)分離器的煤氣入口的連接管道上設(shè)有一個(gè)耐高溫膨脹節(jié)。
在所述氣化爐體的中部設(shè)有二次進(jìn)風(fēng)口。
在導(dǎo)渣立管下口連接一個(gè)耐高溫下灰控制閥，在該耐高溫下灰控制閥的出灰管口處接有一個(gè)貯灰罐，在貯灰罐的下灰管上也設(shè)有一個(gè)耐高溫下灰控制閥。
在一級(jí)旋風(fēng)分離器與后續(xù)煤氣處理設(shè)備之間加設(shè)一組二級(jí)旋風(fēng)分離器，該二級(jí)旋風(fēng)分離器的飛灰出口處連有一個(gè)耐高溫下灰控制閥，在該耐高溫下灰控制閥的出灰管口處接有一個(gè)貯灰罐，在貯灰罐的下灰管上也設(shè)有一個(gè)耐高溫下灰控制閥。
通過(guò)上述解決方案可以看出，本實(shí)用新型首先將給氣分布器與氣化爐體從結(jié)構(gòu)分開，然后實(shí)現(xiàn)了氣化爐體下半部形狀的改進(jìn)，去除了氣化爐體中部的角度較小的斜臺(tái)階，解決了灰渣沉積的問(wèn)題。其二，是采用一個(gè)外置的列管式鍋爐，使鍋爐與氣化爐體從結(jié)構(gòu)上分開，便于拆卸、檢修。本實(shí)用新型進(jìn)一步的改進(jìn)方案之一是可以防止在連續(xù)高溫生產(chǎn)的情況下由于熱膨脹而造成的管道斷裂，特別是列管式鍋爐與一級(jí)旋風(fēng)分離器之間的連接管道。改進(jìn)方案之二是通過(guò)加二次進(jìn)風(fēng)使氣化爐內(nèi)的燃燒更加充分。改進(jìn)方案之三是通過(guò)加設(shè)灰渣收集器來(lái)實(shí)現(xiàn)封閉式定時(shí)排灰，以防止環(huán)境污染。改進(jìn)方案之四是通過(guò)加設(shè)二級(jí)旋風(fēng)分離器對(duì)產(chǎn)出的煤氣作進(jìn)一步凈化，以達(dá)到后續(xù)處理設(shè)備的凈化要求，同時(shí)，它分離出的細(xì)灰還可用做良好的炭黑原料。


圖1、本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2、給氣分布器的放大結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3、圖2中多段布?xì)夤艿母┮晥D。
圖4、本實(shí)用新型具體實(shí)施例之一的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，所述循環(huán)流化床粉煤氣化爐體1的上部呈圓筒形，其下部呈漸縮的圓錐形，氣化爐體1的內(nèi)壁上設(shè)有耐高溫材料1.1，其下部設(shè)有進(jìn)料口16，中部設(shè)有二次進(jìn)風(fēng)口17，氣化爐體頂部封閉，中心留有煤氣出口2，在該出口處通過(guò)法蘭連接所述的列管式鍋爐3；所述的列管式鍋爐的煤氣出口通過(guò)導(dǎo)管4與一級(jí)旋風(fēng)分離器6的煤氣入口相接，同時(shí)，為了防止導(dǎo)管4因熱膨脹而引起變形和接口斷裂，在導(dǎo)管4上設(shè)有一個(gè)耐高溫膨脹節(jié)5；所述的一級(jí)旋風(fēng)分離器6的飛灰出口通過(guò)導(dǎo)管7、耐高溫下灰量調(diào)節(jié)閥8、氣力輸送管9與氣化爐體1的下部相接；在所述的氣化爐體1的底部設(shè)有多元?dú)怏w給氣分布器；參見(jiàn)圖2、3，它由圓筒形外殼10、多段布?xì)鈱?dǎo)渣管11、中心射流管12、送氣管13、14、15構(gòu)成，多段布?xì)鈱?dǎo)渣管11的上部是所述圓錐布?xì)夤芏?1.1，其圓錐面與中軸線的夾角為40～50度，并在圓錐面上設(shè)有布?xì)饪?1.11，其中部是所述的圓錐導(dǎo)渣管段11.2，其圓錐面與中軸線夾角為5～30度，其下段是所述的導(dǎo)渣立管段11.3；由于氣化爐產(chǎn)生的粘聚灰渣溫度很高，所以，圓錐導(dǎo)渣管段和導(dǎo)渣立管段必須采用耐高溫材料，或者管壁內(nèi)側(cè)設(shè)置耐高溫材料11.4，以適應(yīng)長(zhǎng)周期高溫下的排渣。
再參見(jiàn)圖1、2，本裝置的工作原理是從進(jìn)料口16向爐內(nèi)加入粉煤，蒸汽G1從送氣管13送入環(huán)形氣室11.5，然后通過(guò)布?xì)夤芏?1.1均勻的噴出，將粉煤托起，氧氣G2通過(guò)送氣管14送入中心射流管，并從上口射出，從而在給氣分布器的上方形成燃燒的密相流化床層，并且由于氧氣的作用，可在流化化床層中形成局部高溫燃燒區(qū)，粉煤在高溫燃燒下，其細(xì)灰部分熔融而粘聚成球渣，當(dāng)粘聚的球渣達(dá)到一定重量時(shí)，便克服氣體的上浮阻力而下落，并順導(dǎo)渣管排出，控制通入氣體G3的氣速及氣量，可控制下落球渣的大??；為了使?fàn)t內(nèi)的高溫燃燒更加充分，還可以通過(guò)二次進(jìn)風(fēng)口17鼓入氧氣或空氣，爐內(nèi)高溫燃燒而產(chǎn)出的煤氣通過(guò)列管式鍋爐3進(jìn)入一級(jí)旋風(fēng)分離器，工作期間，脫鹽水從入口3.1進(jìn)入鍋爐中的列管，通過(guò)列管后，又從出口3.2排出而進(jìn)入汽包，從而對(duì)通過(guò)列管式鍋爐的煤氣進(jìn)行冷卻；所述的一級(jí)旋風(fēng)分離器6對(duì)煤氣中的飛灰進(jìn)行分離，分離出的凈化氣體可以送入后續(xù)處理設(shè)備進(jìn)一步處理；而分離出的飛灰，其含碳量仍較高，可以再次返回爐內(nèi)燃燒，通過(guò)控制調(diào)節(jié)閥8和送入氣體G4的氣速及氣量，可控制其飛灰的循環(huán)量。根據(jù)所生產(chǎn)煤氣的不同，本裝置送入的氣體G1、G2、G3、G4可以是幾種不同的氣體，如果根據(jù)產(chǎn)品的合成需要，還要加入更多的氣化劑，可以在送氣管13、14、15上設(shè)置多個(gè)口送氣口，同時(shí)送入更多的氣體。
參見(jiàn)圖4，為了使氣化爐產(chǎn)生的灰渣能定時(shí)排放，導(dǎo)渣立管11.3的下端設(shè)有一個(gè)貯灰罐18，在該貯灰罐的上、下兩端分別設(shè)有兩個(gè)耐高溫閥門19、20，一般情況下，上閥門19開啟，下閥門20關(guān)閉，氣化爐所排的球渣被暫時(shí)存貯在貯灰罐內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)到貯灰罐內(nèi)渣滿時(shí)，將上閥門關(guān)閉，而下閥門打開，開始排渣，排渣完成后，又恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，如此循環(huán)，達(dá)到定時(shí)排放及排放時(shí)自動(dòng)噴霧處理的目的。另外，本裝置產(chǎn)出的煤氣要符合后續(xù)處理設(shè)備的凈化要求，才能與后續(xù)處理設(shè)備直接相接，而經(jīng)過(guò)一級(jí)旋風(fēng)處理后，所輸出的煤氣的凈化程度仍不能滿足上述凈化要求，必須增加二級(jí)旋風(fēng)分離器21進(jìn)行再次凈化，經(jīng)過(guò)二級(jí)旋風(fēng)分離后，所排出的飛灰是很好的炭黑原料，為了防止該飛灰的排放污染環(huán)境，在二級(jí)旋風(fēng)分離器的飛灰出口也設(shè)有一個(gè)貯灰罐23和耐高溫上、下閥門22、24，用它們來(lái)實(shí)現(xiàn)定時(shí)排灰。
權(quán)利要求1.一種灰粘聚循環(huán)流化床粉煤多元?dú)饣I(yè)生產(chǎn)裝置，它包括一個(gè)流化床粉煤氣化爐體、設(shè)在該氣化爐體下部的多元?dú)怏w給氣分布器、設(shè)在氣化爐體上部的一個(gè)對(duì)氣化爐體產(chǎn)生的煤氣進(jìn)行冷卻及余熱回收的鍋爐、在所述氣化爐的煤氣出口處接有一級(jí)旋風(fēng)分離器，所述的一級(jí)旋風(fēng)分離器的飛灰出口通過(guò)一個(gè)灰量調(diào)節(jié)閥和氣力輸送管與氣化爐體下部相接，所述一級(jí)旋風(fēng)分離器的煤氣出口與后續(xù)煤氣凈化設(shè)備相接，其特征是A、所述的氣化爐體(1)上部呈圓筒形，其下部呈漸縮的圓錐形，所述氣化爐體頂部封閉，并留有煤氣出口，在所述的氣化爐壁上至少設(shè)有一個(gè)位于氣化爐體下部的進(jìn)料口(16)；B、所述的多元?dú)怏w給氣分布器包括一個(gè)上端與氣化爐體下端密封連接的圓筒形外殼(10)、同軸安裝在該圓筒形外殼中的多段布?xì)鈱?dǎo)渣管(11)和設(shè)在該布?xì)鈱?dǎo)渣管中軸處的中心射流管(12)，所述的布?xì)鈱?dǎo)渣管由上部的圓錐布?xì)夤芏?11.1)、中部的耐高溫圓錐導(dǎo)渣管段(11.2)和下部的耐高溫導(dǎo)渣立管段(11.3)依次連接構(gòu)成，并且所述圓錐布?xì)夤芏蔚纳峡谂c氣化爐體下口對(duì)接，所述圓筒形外殼的下端向軸心處收口，并與所述的導(dǎo)渣立管段外壁密封連接，從而形成圓筒形外殼與布?xì)夤苤g的環(huán)形氣室(11.5)，在該給氣分布器上至少還設(shè)有與中心射流管相接的送氣管(13)、與環(huán)形氣室相接的送氣管(14)，與導(dǎo)渣立管相接的送氣管(15)；C、所述的鍋爐采用列管式鍋爐(3)，并安裝在所述氣化爐體外的煤氣出口(2)處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的灰粘聚循環(huán)流化床粉煤多元?dú)饣I(yè)生產(chǎn)裝置，其特征是在所述列管式鍋爐的煤氣出口(2)與一級(jí)旋風(fēng)分離器(6)的煤氣入口的連接管道(4)上設(shè)有一個(gè)耐高溫膨脹節(jié)(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的灰粘聚循環(huán)流化床粉煤多元?dú)饣I(yè)生產(chǎn)裝置，其特征是在所述氣化爐體(1)的中部設(shè)有二次進(jìn)風(fēng)口(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的灰粘聚循環(huán)流化床粉煤多元?dú)饣I(yè)生產(chǎn)裝置，其特征是在導(dǎo)渣立管(11.3)下口連接一個(gè)耐高溫下灰控制閥(19)，在該耐高溫下灰控制閥的出灰管口處接有一個(gè)貯灰罐(18)，在貯灰罐的下灰管上也設(shè)有一個(gè)耐高溫下灰控制閥(20)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的灰粘聚循環(huán)流化床粉煤多元?dú)饣I(yè)裝置，其特征是在一級(jí)旋風(fēng)分離器(6)與后續(xù)煤氣處理設(shè)備之間加設(shè)一組二級(jí)旋風(fēng)分離器(21)，該二級(jí)旋風(fēng)分離器的飛灰出口處連有一個(gè)耐高溫下灰控制閥(22)，在該耐高溫下灰控制閥的出灰管口處接有一個(gè)貯灰罐(23)，在貯灰罐的下灰管上也設(shè)有一個(gè)耐高溫下灰控制閥(24)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種灰粘聚循環(huán)流化床粉煤多元?dú)饣I(yè)生產(chǎn)裝置。它包括其上部呈圓筒形、下部呈漸縮的圓錐形流化床粉煤氣化爐體、設(shè)在該氣化爐體下部的多元?dú)怏w給氣分布器、設(shè)在氣化爐體煤氣出口處的列管式鍋爐、在列管式鍋爐的煤氣出口處接有一級(jí)旋風(fēng)分離器，該一級(jí)旋風(fēng)分離器的飛灰出口通過(guò)一個(gè)灰量調(diào)節(jié)閥和氣力輸送管與氣化爐體下部相接。本裝置去除了已有氣化爐體較小的斜臺(tái)階結(jié)構(gòu)，解決了灰渣沉積的問(wèn)題；還將列管式鍋爐與氣化爐體從結(jié)構(gòu)上分開，保證了氣化爐安全運(yùn)行，并使其便于拆卸、檢修。其進(jìn)一步改進(jìn)方案是實(shí)現(xiàn)定時(shí)排灰，防止環(huán)境污染；還通過(guò)加設(shè)二級(jí)旋風(fēng)分離器，對(duì)煤氣作進(jìn)一步凈化，并將分離出的細(xì)灰用做良好的炭黑原料。
文檔編號(hào)C10J3/54GK2641050SQ0326273
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月8日
發(fā)明者毛少祥, 任沛建, 賀永德, 秦世范, 蔡元, 王治普, 應(yīng)美玕, 王宏軍, 陳一萍, 王洪金, 王敏, 賀祖蔚, 張志斌, 張紅潮, 陳玉銘, 曹培生, 楊俊杰, 張玉才 申請(qǐng)人:陜西秦晉煤氣化工程設(shè)備有限公司