同向多軸煤氣化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種同向多軸煤氣化裝置，該氣化裝置包括進料機構(gòu)、氣化機構(gòu)和洗滌機構(gòu)；氣化機構(gòu)包括由氣化室和激冷室組成的氣化爐，氣化室的頂部均勻設(shè)置有多個與進料連通的燒嘴，底部具有伸入激冷室的錐形出口；激冷室的上部設(shè)置有煤氣出口，下部存在一定液位的激冷水；氣化室的錐形出口下部依次設(shè)置有一激冷環(huán)和一下降管，激冷環(huán)的內(nèi)環(huán)壁上沿周向均勻開設(shè)有若干具有一定傾斜角的出水孔，下降管的出口端伸入到激冷室的液面以下；洗滌機構(gòu)包括通過洗滌器與激冷室的煤氣出口連通的洗滌塔，洗滌塔的出水口通過激冷水泵分別連通洗滌器和激冷環(huán)。本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中制漿濃度低、燒蝕拱頂磚、煤漿霧化效果不好、氣化爐流場不均勻等問題。
【專利說明】同向多軸煤氣化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種煤氣化裝置，具體涉及一種同向多軸煤氣化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，煤炭氣化技術(shù)按照氣化爐的形式來劃分，主要有三大類:固定床、流化床和氣流床。固定床氣化存在對原料要求高(必須塊煤)，生產(chǎn)壓力低，存在一定的環(huán)境污染問題；流化床氣化雖然存在數(shù)量較多，但是工程上也存在一定問題，且環(huán)境污染較大；氣流床氣化目前主要應(yīng)用于煤化工板塊，氣流床主要特點是原料易得，采用煙煤末，原料價格低廉，最重要的是其生產(chǎn)壓力較大，生產(chǎn)強度大，加之純氧氣化，氣化效率較高，氣流床反應(yīng)溫度高，環(huán)保性強，屬于煤炭清潔利用技術(shù)。
[0003]氣流床氣化按照進料分為水煤漿氣流床氣化和粉煤氣流床氣化。目前，水煤漿氣流床氣化存在的問題是制漿濃度低，煤漿中含水量高，消耗系統(tǒng)部分熱量致使有效氣產(chǎn)出比粉煤氣化低約10%，所以急需要一種高濃度制漿技術(shù)支持，提高煤漿濃度，減少系統(tǒng)熱量浪費。水煤漿氣流床氣化按照燒嘴多少分為頂部單燒嘴下行制氣和側(cè)面多噴嘴對置下行制氣兩種類型，單噴嘴下行制氣技術(shù)適宜投煤量小的爐型，但投煤量過大且燒嘴霧化問題得不到很好地解決；多噴嘴對置下行制氣技術(shù)噴嘴數(shù)量多，雖然解決了霧化效果問題，但是由于采用水平碰撞，氣化爐頂部受到高溫輻射，氣化爐拱頂磚和噴嘴周圍面火磚無法承受高溫侵蝕，更換磚的頻率很高，影響正常生產(chǎn)；還有，多噴嘴對置技術(shù)的氣化爐內(nèi)流場在碰撞過程中得到強化，但是還存在繼續(xù)優(yōu)化的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種同向多軸煤氣化裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中制漿濃度低、燒蝕拱頂磚、煤漿霧化效果、流場強化不好等問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:一種同向多軸煤氣化裝置，其特征在于，該氣化裝置包括:一進料機構(gòu)，一與所述進料機構(gòu)連通的氣化機構(gòu)，以及一與所述氣化機構(gòu)的排氣口連通的洗滌機構(gòu)；其中，所述氣化機構(gòu)包括一氣化爐，所述氣化爐為由氣化室和激冷室組成的一體式結(jié)構(gòu)；所述氣化室的頂部設(shè)置有若干個與所述進料機構(gòu)連通的燒嘴，底部具有伸入所述激冷室的錐形出口 ；所述激冷室的上部設(shè)置有煤氣出口，下部存在一定液位的激冷水；所述氣化室的錐形出口下部依次設(shè)置有一激冷環(huán)和一下降管，所述激冷環(huán)的內(nèi)環(huán)壁上沿周向均勻開設(shè)有若干具有一定傾斜角的出水孔，所述下降管的出口端伸入到所述激冷室的液面以下；
[0006]所述洗滌機構(gòu)包括一洗滌器、一洗滌塔和一激冷水泵；所述洗滌器的進口與所述激冷室的煤氣出口連通，所述洗滌器的出口與所述洗滌塔連通；所述洗滌塔的出水口分成兩路，一路為外排水，另一路與所述激冷水泵的進口連通；所述激冷水泵的出口也分成兩路，一路與所述洗滌器連通，另一路與所述激冷環(huán)連通；所述激冷室底部通過排水管線與所述洗滌塔連通。[0007]在一個優(yōu)選的實施例中，所述進料機構(gòu)為粉煤制備機構(gòu)或水煤漿制備機構(gòu)，其中所述水煤漿制備機構(gòu)包括一粗磨機、一細磨機和一煤漿泵；所述粗磨機的出料口分成兩路，一路與所述細磨機的進料口連通，另一路與所述煤漿泵連通，所述細磨機的出料口與所述粗磨機的進料口連通；所述水煤漿制備機構(gòu)采用低階煤制備高濃度水煤漿的方法制取高濃度水煤漿。
[0008]在一個優(yōu)選的實施例中，所述氣化室、激冷環(huán)、下降管、激冷室、破渣機和鎖斗所處位置為同一條軸線，且呈由高到低垂直布置。
[0009]在一個優(yōu)選的實施例中，所述燒嘴的數(shù)量為三個以上，并沿所述氣化爐的頂部呈圓周均勻分布，每個所述燒嘴的軸線均與所述氣化爐的軸線相交于同一點。
[0010]在一個優(yōu)選的實施例中，所述氣化室的內(nèi)壁上設(shè)置有一層絕熱層或水冷壁結(jié)構(gòu)。
[0011]在一個優(yōu)選的實施例中，所述洗滌器內(nèi)設(shè)置有一文丘里管。
[0012]本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本實用新型采用由粗磨機、細磨機和煤漿泵組成的水煤漿制備機構(gòu)，并采用低階煤制備高濃度水煤漿的方法制取高濃度水煤漿，可在現(xiàn)有的制漿基礎(chǔ)上再提高水煤漿濃度3?5%，從而減少了系統(tǒng)無用水的加入，系統(tǒng)更加節(jié)能，有效氣出產(chǎn)率提高2?3%。2、本實用新型在氣化室的的頂部呈圓周均勻設(shè)置多個燒嘴，且每個燒嘴的軸線指向氣化室底部的排渣口，多個燒嘴噴射時互相發(fā)生卷吸作用，同時在氣化室底部發(fā)生碰撞，從而進一步加強了傳熱傳質(zhì)過程，氣化反應(yīng)更加完全，提高缺氧燃燒反應(yīng)效率，系統(tǒng)殘?zhí)柯矢停疫€解決了拱頂燒蝕問題，同時單臺投煤量可以大幅度提高；此外，由于在頂部采用了多個燒嘴，原來單個燒嘴局部火焰溫度過高問題得到緩解，由大火焰變成了多個小火焰，氣化室溫度更均勻，有利于氣化反應(yīng)。3、本實用新型在氣化室的錐形出口下部依次設(shè)置一激冷環(huán)和一下降管，激冷環(huán)可由外部通入激冷水，激冷環(huán)噴射出的激冷水在下降管內(nèi)壁形成一層水膜沿下降管旋轉(zhuǎn)而下，不僅可以保護下降管和保證熔渣不粘結(jié)在下降管上，而且可以使炙熱煤氣和熔渣在激冷環(huán)和下降管中與水初步激冷。4、本實用新型在洗滌器內(nèi)安裝有一個文丘里管，洗滌水和煤氣在文丘里管內(nèi)充分混合洗滌，以初步除去大顆?；以?。5、本實用新型的洗滌塔內(nèi)安裝有多層塔盤，煤氣由下而上，穿過塔盤空隙，與自上而下的加入水進行充分的熱量和質(zhì)量交換，并且能夠?qū)⑤^細的灰分徹底洗滌干凈。6、本實用新型將洗滌塔排出的廢水分成三部分，第一部分經(jīng)洗滌泵去洗滌器作為洗滌水洗滌煤氣，第二部分經(jīng)激冷水泵去激冷室的激冷環(huán)作為補水保持激冷室水位穩(wěn)定，第三部分作為外排水保持洗滌塔水位穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下結(jié)合附圖來對本實用新型進行詳細的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更好地理解本實用新型，它們不應(yīng)該理解成對本實用新型的限制。
[0014]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本實用新型燒嘴的平面布置圖；
[0016]圖3為本實用新型燒嘴的立面布置圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。[0018]如圖1所示，本實用新型包括水煤漿制備機構(gòu)100、氣化機構(gòu)200和洗滌機構(gòu)300。
[0019]水煤漿制備機構(gòu)100包括一粗磨機1、一細磨機2和一煤漿泵3。粗磨機I的出料口分為兩路，一路與細磨機2的進料口連通，另一路與煤漿泵3連通，而細磨機2的出料口則與粗磨機I的進料口連通。在本實施例中，水煤漿制備機構(gòu)100采用低階煤制備高濃度水煤漿的方法可以制取得到煤粒質(zhì)量占水煤漿總質(zhì)量60%以上的高濃度水煤漿，即通過粗磨機I和細磨機2分別研磨不同粒徑的煤粒，形成一定的級配關(guān)系，從而達到更高的填充率，制取的高濃度水煤漿最終由煤漿泵3加壓輸送到氣化機構(gòu)200。需要說明的是，上述利用低階煤制備高濃度水煤漿的方法已經(jīng)在專利號為:ZL200710188396.7的發(fā)明專利中公開，故不再贅述。
[0020]氣化機構(gòu)200包括一氣化爐5，氣化爐5分為上部的氣化室7和下部的激冷室10兩個部分，氣化室7和激冷室10為一體式結(jié)構(gòu)，且激冷室10的上部側(cè)面設(shè)置有煤氣出口，下部存在一定液位的激冷水。氣化室7的頂部設(shè)置有若干個與水煤漿制備機構(gòu)100的煤漿泵3連通的燒嘴4，底部具有伸入激冷室10的錐形出口。氣化室7的錐形出口下部依次設(shè)置有一激冷環(huán)8和一下降管9，其中激冷環(huán)8的內(nèi)環(huán)壁上沿周向均勻開設(shè)有若干具有一定傾斜角的出水孔(圖中未示出)，下降管9的出口端伸入到激冷室10的液面以下。
[0021]在一個優(yōu)選的實施例中，水煤漿制備機構(gòu)100可以由現(xiàn)有技術(shù)中的粉煤制備機構(gòu)取代。
[0022]在一個優(yōu)選的實施例中，燒嘴4的數(shù)量為三個以上，并沿氣化爐5的頂部呈圓周均勻分布(如圖2所示)，燒嘴的具體數(shù)量需要根據(jù)爐子大小和投煤量大小決定。同時，每個燒嘴4的軸線均與氣化爐5的軸線相交于同一點K，交點K的具體位置可以根據(jù)煤種、投煤量和氣化爐結(jié)構(gòu)選取合適位置。
[0023]在一個優(yōu)選的實施例中，可以在氣化室7的內(nèi)壁上覆蓋一層絕熱層6，絕熱層6由耐高溫的材料構(gòu)成，并按照氣化室7的形狀砌成，用于阻絕熱量傳遞，保護氣化室7筒體免受高溫輻射。此外，絕熱層6還可以用其他方式代替，比如水冷壁結(jié)構(gòu)，也可以起到很好的絕熱效果。
[0024]在一個優(yōu)選的實施例中，激冷環(huán)8和下降管9為同心管道，并通過螺栓緊密連接一起。
[0025]在一個優(yōu)選的實施例中，氣化室7、激冷環(huán)8、下降管9、激冷室10、破渣機11和鎖斗12所處位置為同一條軸線，且呈由高到低垂直布置。
[0026]在工作時，由水煤漿制備機構(gòu)100制備的高濃度水煤漿通過煤漿泵3加壓后分別送入燒嘴4，在氣化爐5的氣化室7內(nèi)由不同方向的燒嘴4對水煤漿進行噴射卷吸，霧化后發(fā)生碰撞，并與氧氣混合在氣化爐5的氣化室7內(nèi)進行缺氧燃燒反應(yīng)，生成炙熱煤氣，由于多個燒嘴4采用了一定角度噴射，幾股噴射火焰互相發(fā)生卷吸和碰撞，此舉更進一步強化了熱質(zhì)交換的效率，氣化效果更好。同時通過給氧量控制反應(yīng)溫度在煤的灰熔點之上，保證水煤漿中灰分熔化并沿絕熱層6 (或水冷壁)內(nèi)壁流下，最終炙熱煤氣和熔渣由氣化室7底部的錐形開口流入激冷環(huán)8和下降管9。激冷環(huán)8由外部通入激冷水，激冷環(huán)8噴射出的激冷水在下降管9內(nèi)壁形成一層水膜沿下降管9旋轉(zhuǎn)而下，以保護下降管9和保證熔渣不粘結(jié)在下降管9上。炙熱煤氣和熔渣在激冷環(huán)8和下降管9中與水初步激冷，然后沿下降管9進入激冷室10下部的激冷水中。炙熱煤氣在激冷室10中形成“水浴”而出，實現(xiàn)徹底激冷，煤氣溫度降至250度左右，之后從激冷室10上部的煤氣出口離開激冷室10，進入洗滌機構(gòu)300。熔渣在激冷室10中得到徹底冷卻掉入激冷室10底部，最后經(jīng)過破渣機11破碎，間歇排入鎖斗12。
[0027]在一個優(yōu)選的實施例中，激冷室10可以由現(xiàn)有技術(shù)中的輻射廢鍋和對流廢鍋代替降溫，激冷室10是采用水和炙熱煤氣與熔渣直接換熱來激冷的，而輻射廢鍋和對流廢鍋則采用間接換熱方式，兩者本質(zhì)上都是給炙熱煤氣和熔渣降溫的，這里就不再贅述。
[0028]洗滌機構(gòu)300包括一洗滌器13、一洗滌塔14和一激冷水泵15。其中，洗滌器13的進口與激冷室10上部的煤氣出口連通，洗滌器13的出口與洗滌塔14連通。洗滌塔14的頂部側(cè)面設(shè)置有加入水的進水口，頂部設(shè)置有輸出產(chǎn)品氣的排氣口，底部設(shè)置有排出廢水的出水口。洗滌塔14的出水口分成兩路，一路為外排水，另一路與激冷水泵15的進口連通。激冷水泵15的出口也分成兩路，一路與洗滌器13連通，另一路與激冷環(huán)8連通。
[0029]在一個優(yōu)選的實施例中，可以在洗漆器13內(nèi)設(shè)置一文丘里管(圖中未不出)，以使洗滌水和冷煤氣在文丘里管充分混合洗滌，初步除去大顆?；以?。
[0030]在工作時，經(jīng)過激冷室10激冷后的熱煤氣進入洗滌機構(gòu)300，首先在洗滌器13中進行初步粗洗，在洗滌器13中從激冷水泵15來的洗滌水與熱煤氣在洗滌器13中混合洗滌后進入洗滌塔14。從洗滌器13出來的汽水混合物在洗滌塔14中分離，大顆粒的積灰和水滴落入洗滌塔14底部，冷煤氣分離后從下而上穿過洗滌塔14的塔盤，在洗滌塔14中冷煤氣和從洗滌塔14頂部而下的加入水進行更精細的洗滌，以去除冷煤氣中的細灰。最后洗滌干凈的冷煤氣從洗滌塔14頂部的排氣口排出進入下游工序。從洗滌塔14底部排出的廢水有三個作用:第一部分經(jīng)激冷水泵15去洗滌器13作為洗滌水洗滌煤氣，第二部分經(jīng)激冷水泵15去激冷環(huán)8作為激冷水用，第三部分作為外排水保持洗滌塔14液位穩(wěn)定。由于激冷室10的激冷環(huán)8加入的激冷水是過量的，為了保持激冷室10液位穩(wěn)定，其底部有專用排水管線將多余激冷水排入洗滌塔14。
[0031]上述各實施例僅用于說明本實用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本實用新型的保護范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種同向多軸煤氣化裝置，其特征在于，該氣化裝置包括: 一進料機構(gòu)， 一與所述進料機構(gòu)連通的氣化機構(gòu)，以及 一與所述氣化機構(gòu)的排氣口連通的洗滌機構(gòu)； 其中，所述氣化機構(gòu)包括一氣化爐，所述氣化爐為由氣化室和激冷室組成的一體式結(jié)構(gòu)；所述氣化室的頂部設(shè)置有若干個與所述進料機構(gòu)連通的燒嘴，底部具有伸入所述激冷室的錐形出口 ；所述激冷室的上部設(shè)置有煤氣出口，下部存在一定液位的激冷水；所述氣化室的錐形出口下部依次設(shè)置有一激冷環(huán)和一下降管，所述激冷環(huán)的內(nèi)環(huán)壁上沿周向均勻開設(shè)有若干具有一定傾斜角的出水孔，所述下降管的出口端伸入到所述激冷室的液面以下； 所述洗滌機構(gòu)包括一洗滌器、一洗滌塔和一激冷水泵；所述洗滌器的進口與所述激冷室的煤氣出口連通，所述洗滌器的出口與所述洗滌塔連通；所述洗滌塔的出水口分成兩路，一路為外排水，另一路與所述激冷水泵的進口連通；所述激冷水泵的出口也分成兩路，一路與所述洗滌器連通，另一路與所述激冷環(huán)連通；所述激冷室底部通過排水管線與所述洗滌塔連通。
2.如權(quán)利要求1所述的同向多軸煤氣化裝置，其特征在于，所述進料機構(gòu)為粉煤制備機構(gòu)或水煤漿制備機構(gòu)，其中所述水煤漿制備機構(gòu)包括一粗磨機、一細磨機和一煤漿泵；所述粗磨機的出料口分成兩路，一路與所述細磨機的進料口連通，另一路與所述煤漿泵連通，所述細磨機的出料口與所述粗磨機的進料口連通；所述水煤漿制備機構(gòu)采用低階煤制備高濃度水煤漿的方法制取高濃度水煤漿。
3.如權(quán)利要求1所述的同向多軸煤氣化裝置，其特征在于，所述氣化室、激冷環(huán)、下降管、激冷室、破渣機和鎖斗所處位置為同一條軸線，且呈由高到低垂直布置。
4.如權(quán)利要求2所述的同向多軸煤氣化裝置，其特征在于，所述氣化室、激冷環(huán)、下降管、激冷室、破渣機和鎖斗所處位置為同一條軸線，且呈由高到低垂直布置。
5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的同向多軸煤氣化裝置，其特征在于，所述燒嘴的數(shù)量為三個以上，并沿所述氣化爐的頂部呈圓周均勻分布，每個所述燒嘴的軸線均與所述氣化爐的軸線相交于同一點。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的同向多軸煤氣化裝置，其特征在于，所述氣化室的內(nèi)壁上設(shè)置有一層絕熱層或水冷壁結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求5所述的同向多軸煤氣化裝置，其特征在于，所述氣化室的內(nèi)壁上設(shè)置有一層絕熱層或水冷壁結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1或2或3或4或7所述的同向多軸煤氣化裝置，其特征在于，所述洗滌器內(nèi)設(shè)置有一文丘里管。
9.如權(quán)利要求5所述的同向多軸煤氣化裝置，其特征在于，所述洗滌器內(nèi)設(shè)置有一文丘里管。
10.如權(quán)利要求6所述的同向多軸煤氣化裝置，其特征在于，所述洗滌器內(nèi)設(shè)置有一文丘里管。
【文檔編號】C10J3/48GK203513609SQ201320633313
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】何國鋒, 李發(fā)林, 段清兵, 莫日根, 曾鑫, 郭志新, 王國房, 趙立明, 梁興 申請人:煤炭科學(xué)研究總院