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      一種多軸三相粉煤加壓氣化裝置制造方法

      文檔序號(hào):5122340閱讀:164來源:國知局
      一種多軸三相粉煤加壓氣化裝置制造方法
      【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種多軸三相粉煤加壓氣化裝置,它包括一一端封閉、另一端開口的氣化爐,以及同軸連通氣化爐開口端的輻射廢熱鍋爐。氣化爐包括殼體,設(shè)置殼體內(nèi)側(cè)邊和底部的水冷壁,水冷壁的內(nèi)壁構(gòu)成粉煤氣化室。氣化爐的封閉端設(shè)置連通水煤漿管路和粉煤氣化室的水煤漿燒嘴,靠近氣化爐封閉端的周向設(shè)置若干連通煤粉管路和粉煤氣化室的粉煤燒嘴。水煤漿燒嘴與氣化爐同軸設(shè)置,粉煤燒嘴的安裝位置與氣化爐爐頂之間的距離為1~5m。粉煤燒嘴的軸線在燒嘴安裝平面的投影與殼體的直徑之間的夾角為α,且0°<α<45°,粉煤燒嘴的軸線與燒嘴安裝平面的夾角為β,且0°<β<30°。本實(shí)用新型具有投煤量大、排渣順利和氣化效率高的優(yōu)點(diǎn)。
      【專利說明】—種多軸三相粉煤加壓氣化裝置
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實(shí)用新型涉及一種粉煤加壓氣化裝置,特別是關(guān)于一種多軸三相粉煤加壓氣化
      >J-U ρ?α裝直。
      【背景技術(shù)】
      [0002]粉煤氣化是煤炭清潔高效利用的核心技術(shù),也是煤化工、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、直接還原煉鐵等過程工業(yè)的龍頭。粉煤氣化具有煤種適應(yīng)性寬、有效氣成分高、比煤耗和比氧耗低等優(yōu)點(diǎn),已成為煤化工領(lǐng)域發(fā)展的重要方向。目前,具有代表性的氣流床粉煤氣化爐主要采用殼牌(Shell)氣化技術(shù)、西門子(GSP)氣化技術(shù)和航天爐(HT-L)航天技術(shù),上述氣流床粉煤氣化爐的相同點(diǎn)是:進(jìn)料均采用粉煤,并均以純氧氣和水蒸氣作為氣化劑,且絕熱方式采用水冷壁結(jié)構(gòu)。上述氣流床粉煤氣化爐的不同點(diǎn)是=Shell氣化技術(shù)采用多噴嘴側(cè)置,上行制氣,下行排渣;GSP氣化技術(shù)和HT-L航天技術(shù)采用單噴嘴頂置,下行制氣,下行排渣。Shell氣化技術(shù)由于采用多噴嘴側(cè)置,并形成旋轉(zhuǎn)碰撞流場(chǎng),水冷壁掛渣“以渣抗渣”效果較好,另外由于采用了多噴嘴,其投煤量較大,適合大型煤化工對(duì)氣化的要求,但是缺點(diǎn)是下行排渣與上行制氣逆流,經(jīng)常出現(xiàn)排渣不暢或堵塞渣口。GSP氣化技術(shù)和HT-L航天技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是燒嘴少,且燒嘴頂置,氣化爐流場(chǎng)合理,氣化效率高,缺點(diǎn)是投煤量較大時(shí)水冷壁掛渣和流場(chǎng)較差,水冷壁經(jīng)常燒穿,不利于氣化。因此,需要開發(fā)一種投煤量大、排渣順利且氣化效率高的新型粉煤加壓氣化裝置。
      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0003]針對(duì)上述問題,本實(shí)用新型的目的是提供一種投煤量大、排渣順利且氣化效率高的多軸三相粉煤加壓氣化裝置。
      [0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種多軸三相粉煤加壓氣化裝置,其特征在于:它包括一一端封閉、另一端開口的氣化爐,以及一同軸連通所述氣化爐開口端的輻射廢熱鍋爐;所述氣化爐包括一殼體,一設(shè)置所述殼體內(nèi)側(cè)邊和底部的水冷壁,所述水冷壁的內(nèi)壁構(gòu)成一粉煤氣化室;所述氣化爐的封閉端設(shè)置一連通水煤漿管路和所述粉煤氣化室的水煤漿燒嘴,靠近所述氣化爐封閉端的周向設(shè)置若干連通煤粉管路和所述粉煤氣化室的粉煤燒嘴;所述水煤漿燒嘴與氣化爐同軸設(shè)置,每一所述粉煤燒嘴的安裝位置與所述氣化爐爐頂之間的距離均為I~5m ;每一所述粉煤燒嘴的軸線在燒嘴安裝平面的投影與所述殼體的直徑之間的夾角為α,且0° <α<45° ;每一所述粉煤燒嘴的軸線與燒嘴安裝平面的夾角為β,且0° <β<30°。
      [0005]所述福射廢熱鍋爐包括一直徑大于所述殼體的另一殼體,一設(shè)置在所述另一殼體內(nèi)且上端連通所述粉煤氣化室的中心通道水冷壁,一設(shè)置在所述另一殼體和中心通道冷壁之間的環(huán)形道水冷壁,以及一設(shè)置在所述另一殼體底部的渣池,且所述環(huán)形道水冷壁的底端向外折彎以緊固連接所述另一殼體的內(nèi)壁,所述環(huán)形道水冷壁的頂端緊固連接所述中心通道水冷壁;所述另一殼體上部的周向開設(shè)若干連通所述中心通道水冷壁和環(huán)形道水冷壁之間環(huán)形通道的出口。
      [0006]所述殼體和水冷壁之間填充惰性保護(hù)氣體。
      [0007]所述氣化爐的爐頂絕熱方式采用水冷壁結(jié)構(gòu)、耐火磚結(jié)構(gòu)或水冷壁與耐火磚的混
      合結(jié)構(gòu)。
      [0008]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案,其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、由于本實(shí)用新型在氣化爐的爐頂與其同軸設(shè)置有用于噴射水煤漿的燒嘴,因此無需通過增設(shè)鍋爐系統(tǒng)來補(bǔ)充粉煤氣化過程中所需的水蒸氣,且通入氣化爐的粉煤管路內(nèi)也不需加入高壓蒸汽。水煤漿燒嘴由于安置氣化爐頂部,改善了氣化爐內(nèi)的流場(chǎng)分布,解決了氣化過程中燒蝕氣化爐爐頂?shù)膯栴},強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì),增強(qiáng)了氣化效果。除此之外,水煤漿采用高濃度污水制備,廢物循環(huán)利用,環(huán)保經(jīng)濟(jì)。2、由于本實(shí)用新型采用下行制氣、下行排渣,且采用水冷壁結(jié)構(gòu)絕熱,因此,高溫煤氣與熔渣同向流動(dòng),排渣順暢且工藝穩(wěn)定。3、由于本實(shí)用新型在氣化爐上部的周向等間距設(shè)置4個(gè)以上粉煤燒嘴,且每一粉煤燒嘴與氣化爐的直徑以及軸線均有一定的傾斜角度,粉煤燒嘴配合水煤漿燒嘴在氣化爐內(nèi)形成合理的旋轉(zhuǎn)流場(chǎng),因此,不僅增強(qiáng)了氣化爐內(nèi)粉煤氣化效果、優(yōu)化了氣化爐水冷壁掛渣的“以渣抗渣”效果、強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)過程,而且還使排渣更加順暢、均勻。4、由于本實(shí)用新型采用多個(gè)粉煤燒嘴,因此,大大提高了氣化粉煤量。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0009]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖
      [0010]圖2是圖1的A-A剖視示意圖
      【具體實(shí)施方式】
      [0011]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述,然而應(yīng)當(dāng)理解,附圖的提供僅為了更好地理解本實(shí)用新型,它們不應(yīng)該理解成對(duì)本實(shí)用新型的限制。
      [0012]如圖1所示,本實(shí)用新型包括一頂端封閉、底端開口的氣化爐1,一同軸連通在氣化爐I底端的輻射廢熱鍋爐2。其中,氣化爐I包括一殼體10,一與殼體10形狀相同且設(shè)置在其內(nèi)部的水冷壁11,水冷壁11的內(nèi)壁構(gòu)成一粉煤氣化室12。氣化爐I的爐頂設(shè)置一連通水煤漿管路(圖中未示出)和粉煤氣化室12的水煤漿燒嘴13,氣化爐I上部的周向等間距設(shè)置4個(gè)以上連通煤粉管路(圖中未示出)和粉煤氣化室12的粉煤燒嘴14。
      [0013]福射廢熱鍋爐2包括一直徑大于殼體10的殼體20, —設(shè)置在殼體20內(nèi)且上端連通粉煤氣化室12的中心通道水冷壁21,一位于殼體20和中心通道水冷壁21之間的環(huán)形道水冷壁22,以及一設(shè)置在殼體20底部的渣池23,且環(huán)形道水冷壁22的底端向外折彎以緊固連接殼體20內(nèi)壁,頂端緊固連接中心通道水冷壁21。殼體20上部的周向等間距開設(shè)若干連通中心通道水冷壁21和環(huán)形道水冷壁22之間環(huán)形通道的出口 24。
      [0014]在上述實(shí)施例中,殼體10和水冷壁11之間填充惰性保護(hù)氣體。
      [0015]在上述實(shí)施例中,水煤漿燒嘴13與氣化爐I同軸設(shè)置,每一粉煤燒嘴14的安裝位置與氣化爐I爐頂之間的距離均為I?5m。每一粉煤燒嘴14的軸線在燒嘴安裝平面的投影與殼體10的直徑之間的夾角為α,且0° <α<45° (如圖2所示);此外,每一粉煤燒嘴14的軸線與燒嘴安裝平面的夾角為β,且0° <β<30°。[0016]在上述實(shí)施例中,氣化爐I的爐頂絕熱方式也可以采用耐火磚結(jié)構(gòu)或水冷壁與耐火磚的混合結(jié)構(gòu)。
      [0017]下面詳細(xì)說明本實(shí)用新型的使用流程:
      [0018]粉煤燒嘴14噴入的煤粉為氣、固兩相,水煤漿燒嘴13噴入的水煤漿為液、固兩相,煤粉、水煤漿三相物質(zhì)在氣化室12內(nèi)激烈碰撞、燃燒放熱,發(fā)生氣化反應(yīng)。高溫煤氣與熔渣同向并流向下經(jīng)過氣化爐渣口 15流入輻射廢熱鍋爐2。在輻射廢熱鍋爐2中心通道內(nèi)與輻射廢熱鍋爐中心通道水冷壁21通過輻射換熱的方式進(jìn)行換熱,回收部分高溫顯熱。換熱之后,煤氣從輻射廢熱鍋爐2的中心通道底部折流向上,在環(huán)形通道內(nèi)與輻射廢熱鍋爐環(huán)形通道水冷壁22繼續(xù)換熱?;厥崭邷仫@熱過程,熔渣冷卻凝固后落入位于輻射廢熱鍋爐底部的渣池23并排出。冷卻后的煤氣從出口 24流出,進(jìn)入后續(xù)流程進(jìn)一步處理。
      [0019]在上述實(shí)施例中,氣化爐I下方也可以為激冷流程,即高溫煤氣與熔融的灰渣從渣口 15通過下降管直接進(jìn)入激冷室進(jìn)行水激冷,激冷流程為現(xiàn)有成熟技術(shù),在此不再詳細(xì)介紹。
      [0020]上述各實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型,其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的,凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn),均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
      【權(quán)利要求】
      1.一種多軸三相粉煤加壓氣化裝置,其特征在于:它包括一一端封閉、另一端開口的氣化爐,以及一同軸連通所述氣化爐開口端的輻射廢熱鍋爐;所述氣化爐包括一殼體,一設(shè)置所述殼體內(nèi)側(cè)邊和底部的水冷壁,所述水冷壁的內(nèi)壁構(gòu)成一粉煤氣化室;所述氣化爐的封閉端設(shè)置一連通水煤漿管路和所述粉煤氣化室的水煤漿燒嘴,靠近所述氣化爐封閉端的周向設(shè)置若干連通煤粉管路和所述粉煤氣化室的粉煤燒嘴;所述水煤漿燒嘴與氣化爐同軸設(shè)置,每一所述粉煤燒嘴的安裝位置與所述氣化爐爐頂之間的距離均為I?5m ;每一所述粉煤燒嘴的軸線在燒嘴安裝平面的投影與所述殼體的直徑之間的夾角為α,且0° <α<45° ;每一所述粉煤燒嘴的軸線與燒嘴安裝平面的夾角為β,且0° <β<30°。
      2.如權(quán)利要求1所述的一種多軸三相粉煤加壓氣化裝置,其特征在于:所述輻射廢熱鍋爐包括一直徑大于所述殼體的另一殼體,一設(shè)置在所述另一殼體內(nèi)且上端連通所述粉煤氣化室的中心通道水冷壁,一設(shè)置在所述另一殼體和中心通道冷壁之間的環(huán)形道水冷壁,以及一設(shè)置在所述另一殼體底部的渣池,且所述環(huán)形道水冷壁的底端向外折彎以緊固連接所述另一殼體的內(nèi)壁,所述環(huán)形道水冷壁的頂端緊固連接所述中心通道水冷壁;所述另一殼體上部的周向開設(shè)若干連通所述中心通道水冷壁和環(huán)形道水冷壁之間環(huán)形通道的出口。
      3.如權(quán)利要求1所述的一種多軸三相粉煤加壓氣化裝置,其特征在于:所述殼體和水冷壁之間填充惰性保護(hù)氣體。
      4.如權(quán)利要求2所述的一種多軸三相粉煤加壓氣化裝置,其特征在于:所述殼體和水冷壁之間填充惰性保護(hù)氣體。
      5.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種多軸三相粉煤加壓氣化裝置,其特征在于:所述氣化爐的爐頂絕熱方式采用水冷壁結(jié)構(gòu)、耐火磚結(jié)構(gòu)或水冷壁與耐火磚的混合結(jié)構(gòu)。
      【文檔編號(hào)】C10J3/50GK203820729SQ201420083842
      【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
      【發(fā)明者】李發(fā)林, 曾鑫, 何國鋒, 王乃繼, 段清兵, 王國房, 趙立明, 孫海勇, 張勝局 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
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