一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐的制作方法
【專利摘要】一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，它包括爐體，爐篦(2)，布煤器(8)，煤進(jìn)口(13)，氣化劑入口(1)，粗煤氣出口(9)，灰出口(23)，其特征在于爐體是由外筒體(3)和內(nèi)筒體(5)組成，在內(nèi)筒體(5)的內(nèi)側(cè)有堆焊層(6)。本實(shí)用新型具有適用于氯及堿金屬含量高的原煤的氣化，耐高溫氯及堿金屬腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種碎煤加壓氣化爐，具體涉及一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的能源特點(diǎn)是“缺油、少氣、富煤”，煤炭資源豐富，煤種齊全，發(fā)展煤化工，對(duì)發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì)、優(yōu)化終端能源結(jié)構(gòu)、大規(guī)模補(bǔ)充國(guó)內(nèi)石油供需缺口有現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。煤的氣化是煤化工的一個(gè)主要方面，氣化爐是煤化工最為關(guān)鍵的裝備，大部分煤化工項(xiàng)目都需要經(jīng)歷煤炭經(jīng)氣化爐生成粗煤氣這一環(huán)節(jié)。碎煤加壓氣化爐是固定床煤氣化的典型代表，因?yàn)樗鼘?duì)原料煤適應(yīng)性廣，尤其是能處理水含量和灰含量高的劣質(zhì)煤，而得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)煤炭產(chǎn)區(qū)主要在山西、陜西、內(nèi)蒙古、新疆等地，各地煤種不同，具體成分也各不相同。傳統(tǒng)的碎煤加壓氣化爐包括爐體，爐篦，布煤器，煤進(jìn)口，氣化劑入口，粗煤氣出口，灰出口，爐體的材質(zhì)為碳鋼，表面沒有堆焊層結(jié)構(gòu)，當(dāng)原煤中氯含量在0.1%左右，煤燃燒時(shí)，煤中95%的氯與水蒸氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為此1而釋放出來(lái)，這些反應(yīng)釋放出來(lái)的此1是活性很強(qiáng)的氣態(tài)腐蝕介質(zhì)，在高溫條件下可以使金屬表面的保護(hù)膜(作^)、？6304、^6^3)遭到破壞，積極參與對(duì)其的腐蝕。另外，由于生成的？乂13有較低的熔點(diǎn)(3031),氣化爐氧化還原區(qū)的溫度在1000溫度以上，這個(gè)區(qū)域的夾套水會(huì)汽化形成大量氣泡，使得溫度高于飽和蒸汽溫度且高于？乂13的熔點(diǎn)，發(fā)生高溫氯腐蝕，致使鋼板壁厚迅速減薄，在外壓作用下剛度失效，腐蝕最嚴(yán)重的部位在干餾層到氧化層之間，即高溫區(qū)。煤中堿金屬多以似及存在，鉀、鈉等離子單獨(dú)不會(huì)對(duì)金屬爐壁產(chǎn)生腐蝕，但可與？60反應(yīng)生成?:1，加劇鹵化腐蝕。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于氯及堿金屬含量高的原煤的氣化，耐高溫氯及堿金屬腐蝕的帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，它包括爐體，爐篦，布煤器，煤進(jìn)口，氣化劑入口，粗煤氣出口，灰出口，其特征在于爐體是由外筒體和內(nèi)筒體組成，在內(nèi)筒體的內(nèi)側(cè)有堆焊層。
[0005]爐體的底部有灰出口和氣化劑入口，氣化劑入口與爐體內(nèi)下部爐篦中的中心管相通，爐體的頂部有煤進(jìn)口和水蒸汽出口，爐體的上部有與內(nèi)筒體連接粗煤氣出口，爐體的內(nèi)筒體內(nèi)有布煤器，并且內(nèi)筒體的頂端與布煤器相連，在布煤器之上有分割錐和園錐形分布板，園錐形分布板的下端與分割錐相通，園錐形分布板的上端與外筒體相連。
[0006]在爐體外面有下降管，下降管的下端在位于灰出口上方與外筒體相通，下降管的上端與分割錐連接，在下降管的最高處有循環(huán)水進(jìn)口，循環(huán)冷卻水由下降管上部循環(huán)水進(jìn)口進(jìn)入，經(jīng)下降管與爐體下部進(jìn)入水夾套，帶走內(nèi)筒壁的熱量，產(chǎn)生的蒸汽，構(gòu)成夾套廢鍋。
[0007]如上所述的外筒體和內(nèi)筒體之間的間距為45 — 100臟，形成水夾套空間。
[0008]如上所述的園錐形分布板為氣水分離裝置，由水夾套生成的氣水混合物由園錐形分布板使氣水分離，分離氣體進(jìn)入園錐形分布板包圍形成的汽包，再由水蒸汽出口排出，分離的順園錐形分布板向下流動(dòng)進(jìn)入分割錐內(nèi)，分割錐將夾套上部分為外部氣水混合物上升空間和內(nèi)部循環(huán)水下降空間，兩面有溫度差產(chǎn)生密度差，使分割錐內(nèi)部的循環(huán)水經(jīng)下降管由爐體下部進(jìn)入水夾套，水不斷循環(huán)，損失的水由循環(huán)水進(jìn)口補(bǔ)充到循環(huán)回路中。
[0009]如上所述的分布板上有小孔。
[0010]如上所述的內(nèi)筒體和外筒體的材質(zhì)為碳鋼或低合金鋼。
[0011]如上所的堆焊層材料為鎳基合金，其化學(xué)組成為0 ^ 22%^1 ^ 60%?10 ^ 9%?？蘭0.015%、8 ^ 0.010%，如111(301161625鎳基合金。堆焊層從內(nèi)筒體位于爐篦最底層位置處開始，到粗煤氣出口中心線向下1300臟處，堆焊層的厚度為4 — 6臟。
[0012]水夾套內(nèi)正常水液位在分割錐上75 — 100111111。
[0013]鎳基合金在高溫氯化氫、氯氣中，能夠生成一層致密的表面膜，隨著合金中鎳含量的增多，合金的耐蝕性能提高。附(?表面膜的保護(hù)作用，是通常在高溫氯化氫、氯氣作用下選用鎳基合金的主要原因。當(dāng)氯化氫、氯氣中含有一定量的空氣和水蒸氣時(shí)，在溫度低于氯化氫(或氯氣)的露點(diǎn)時(shí)會(huì)有鹽酸凝結(jié)在金屬表面，發(fā)生電化學(xué)腐蝕，腐蝕速率會(huì)大大加劇。但在露點(diǎn)溫度以上，則可能有金屬氧化物生成而影響腐蝕速率。如鎳基合金中含有0，由于0與氧生成0203，比與氯化氫、氯氣生成容易得多，盡管氣相中空氣和水蒸氣含量不高，仍可能優(yōu)先生成具有致密結(jié)構(gòu)的0203膜，在氯化氫、氯氣作用下，生成的0203只有在較高溫度下才能轉(zhuǎn)變?yōu)?013。因此，在含有空氣或水蒸氣的氯化氫、氯氣中0203膜將在一定溫度范圍內(nèi)具有一定的保護(hù)作用。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有碎煤加壓氣化爐相比優(yōu)點(diǎn)如下:
[0015]1.內(nèi)筒體內(nèi)壁堆焊鎳基合金，避免腐蝕介質(zhì)直接與內(nèi)筒體金屬表面接觸，降低高溫氯腐蝕的可能性。
[0016]2.鎳基合金對(duì)氧化和還原環(huán)境的各種腐蝕都具有非常出色的抗腐蝕能力，使氣化爐適用于更多煤種，擴(kuò)大了使用范圍。
[0017]3.鎳基合金強(qiáng)度高于碳鋼，避免內(nèi)筒碳鋼的磨蝕減薄，提高了氣化爐的壽命。
[0018]4.鎳基合金堆焊厚度薄，導(dǎo)熱系數(shù)大，不會(huì)影響夾套內(nèi)部的水循環(huán)，蒸汽產(chǎn)量不變，氣化爐操作參數(shù)及粗煤氣出口成分基本不變。
[0019]5、適用于氯及堿金屬含量高的原煤的氣化，耐高溫氯及堿金屬腐蝕。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明爐體結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]如圖所示:氣化劑入口 1、爐篦2、外筒體3、水夾套4、內(nèi)筒體5、堆焊層6、人孔7、布煤器8、粗煤氣出口 9、分割錐10、園錐形分布板11汽包12、煤進(jìn)口 13、水蒸汽出口 14、循環(huán)水進(jìn)口 15、下降管16、干燥層17、干餾層18、還原層19、氧化層20、灰層21、膨脹節(jié)22、灰出口 23.

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0023]實(shí)施例1
[0024]一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，它包括爐體，爐篦2，布煤器8，煤進(jìn)口13，氣化劑入口 1，粗煤氣出口 9，灰出口 23，爐體是由外筒體3和內(nèi)筒體5組成，內(nèi)筒體和外筒體的材質(zhì)為碳鋼，外筒體和內(nèi)筒體之間的間距為45111111，形成水夾套空間4。在內(nèi)筒體5的內(nèi)側(cè)有堆焊層6，爐體的底部有灰出口 23和氣化劑入口 1，氣化劑入口 1與爐體內(nèi)下部爐篦2中的中心管相通，爐體的頂部有煤進(jìn)口 13和水蒸汽出口 14，爐體的上部有與內(nèi)筒體5連通粗煤氣出口 9，爐體的內(nèi)筒體5內(nèi)有布煤器8，并且內(nèi)筒體5的頂端與布煤器8相連，在布煤器8之上有依次分割錐10，帶有小孔的園錐形分布板11，園錐形分布板11的下端與分割錐10和相通，園錐形分布板(11)的上端與外筒體(3)相連，在爐體外面有下降管16，下降管16的下端在位于灰出口 23上方與外筒體5相通，下降管16的上端與分割錐10連通，在下降管16的最高處有循環(huán)水進(jìn)口 15。堆焊層6材料為111(301161625鎳基合金,堆焊層6從內(nèi)筒體5位于爐篦2最底層位置處開始，到粗煤氣出口 9中心線向下1300皿處，堆焊層的厚度為4111111。
[0025]氣化爐工作時(shí)，原煤由氣化爐上部煤進(jìn)口 13進(jìn)入，經(jīng)過布煤器7進(jìn)入爐膛，氣化劑從爐體下部氣化劑入口 1進(jìn)入，經(jīng)過爐篦2每層之間的分布孔在爐膛截面均勻分布，二者在爐膛內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)。料層從上至下分為干燥層17、干餾層18、氣化層19、燃燒層20、灰層21，灰渣經(jīng)過爐篦2碾成小塊由氣化爐下部灰出口 23排出，生成的粗煤氣由布煤器8與內(nèi)筒體5之間的空隙，經(jīng)粗煤氣出口 9排出。
[0026]水夾套4與下降管16形成一個(gè)水循環(huán)回路，正常水位在分割錐10上75臟，水夾套4內(nèi)的循環(huán)水不斷地帶走爐膛傳到內(nèi)筒體5的熱量，被加熱的循環(huán)水產(chǎn)生蒸汽，成為氣水混合物，其密度小于下降管16中水的密度，密度不同產(chǎn)生的壓力差導(dǎo)致水夾套4中氣水混合物上升，通過分割錐10與外筒體3之間的空間，經(jīng)帶有小孔的園錐形分布板11氣水分離，氣體進(jìn)入由園錐形分布板11包圍形成的汽包12，再由水蒸汽出口 14排出，分離的水順園錐形分布板11向下流動(dòng)進(jìn)入分割錐10內(nèi)，分割錐10將夾套4上部分為外部氣水混合物上升空間和內(nèi)部循環(huán)水下降空間，兩面有溫度差產(chǎn)生密度差，使分割錐10內(nèi)部的循環(huán)水經(jīng)下降管16由爐體下部進(jìn)入水夾套4，水不斷循環(huán)，損失的水由循環(huán)水進(jìn)口 15補(bǔ)充到循環(huán)回路中。
[0027]實(shí)施例2
[0028]外筒體3和內(nèi)筒體5之間的間距為60臟，正常水位在分割錐10上100臟，，堆焊層6的厚度為5111111。其余同實(shí)施例1。
[0029]實(shí)施例3
[0030]內(nèi)筒體5和外筒體3的材質(zhì)為低合金鋼，外筒體3和內(nèi)筒體5之間的間距為80臟，正常水位在分割錐10上90臟，堆焊層6的厚度為5.5臟。其余同實(shí)施例1。
[0031]實(shí)施例4
[0032]內(nèi)筒體5和外筒體3的材質(zhì)為低合金鋼，外筒體3和內(nèi)筒體5之間的間距為100臟，正常水位在分割錐10上80臟，堆焊層6的厚度為4.5臟。。其余同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，它包括爐體，爐篦(2)，布煤器(8)，煤進(jìn)口(13)，氣化劑入口(I)，粗煤氣出口(9)，灰出口(23)，其特征在于爐體是由外筒體(3)和內(nèi)筒體(5)組成，在內(nèi)筒體(5)的內(nèi)側(cè)有堆焊層(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，其特征在于所述的堆焊層(6)為Inconel625鎳基合金。
3.如權(quán)利要求1所述的一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，其特征在于所述的堆焊層(6)從內(nèi)筒體(5)位于爐篦(2)最底層位置處開始，到粗煤氣出口(9)中心線向下1 300mm 處。
4.如權(quán)利要求1所述的一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，其特征在于所述的堆焊層(6)的厚度為4 — 6mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，其特征在于所述的外筒體⑶和內(nèi)筒體(5)之間的間距為45 - 100mm，形成水夾套(4)空間。
6.如權(quán)利要求1所述的一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，其特征在于所述的內(nèi)筒體(5)和外筒體(3)的材質(zhì)為碳鋼。
7.如權(quán)利要求1所述的一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，其特征在于所述爐體的底部有灰出口(23)和氣化劑入口(I)，氣化劑入口⑴與爐體內(nèi)下部爐篦⑵中的中心管相通，爐體的頂部有煤進(jìn)口(13)和水蒸汽出口(14)，爐體的上部有與內(nèi)筒體(5)連通粗煤氣出口(9)，爐體的內(nèi)筒體(5)內(nèi)有布煤器⑶，并且內(nèi)筒體(5的頂端與布煤器⑶相連，在布煤器⑶之上有分割錐(10)和園錐形分布板(11)，園錐形分布板(11)的下端與分割錐(10)相通，園錐形分布板(11)的上端與外筒體(3)相連。
8.如權(quán)利要求7所述的一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，其特征在于所述的分布板(11)為氣水分離裝置，分布板(11)上有小孔。
9.如權(quán)利要求1所述的一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，其特征在于在爐體外面有下降管(16)，下降管(16)的下端在位于灰出口(23)上方與外筒體O 5相通，下降管(16)的上端與分割錐(10)連通，在下降管(16)的最高處有循環(huán)水進(jìn)口(15)。
10.如權(quán)利要求1所述的一種帶堆焊層的耐腐蝕碎煤加壓氣化爐，其特征在于水夾套(4)內(nèi)正常水液位在分割錐(10)上75 — 100mm。
【文檔編號(hào)】C10J3/74GK204111699SQ201420405984
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】錢澄, 張立銘, 向東, 趙純亮, 李克軍, 肖偉, 張艮行, 程晉興, 張玉香 申請(qǐng)人:賽鼎工程有限公司, 新疆廣匯新能源有限公司, 內(nèi)蒙古大唐國(guó)際克什克騰煤制天然氣有限責(zé)任公司