流化床氣化爐及其用圖
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及煤炭氣化技術(shù)領域，尤其涉及一種流化床氣化爐及其用途。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在國內(nèi)煤氣化領域常用的煤氣化技術(shù)可以歸納為三種技術(shù)，即固定床(移動床)氣化技術(shù)、流化床氣化技術(shù)以及氣流床氣化技術(shù)，每種氣化技術(shù)又包括不同類型氣化爐。固定床氣化技術(shù)主要有增壓魯奇爐、常壓UGI爐(以美國聯(lián)合氣體改進公司“UnitedGas Improvement Company”命名的煤氣化爐)等，要求使用塊煤或型煤進行氣化。氣流床氣化技術(shù)主要包括干煤粉和水煤漿增壓氣化技術(shù)，代表性爐型有殼牌干粉爐和GE (通用電氣公司)水煤漿爐。氣流床氣化技術(shù)要求將煤磨成100微米量級的干煤粉或水煤漿，在氧氣等氣體輸送下，進入氣化爐氣化。流化床氣化技術(shù)分常壓和增壓氣化，典型爐型包括增壓溫克勒氣化爐、增壓灰熔聚氣化爐和常壓恩德氣化爐。流化床氣化技術(shù)主要用來氣化亞毫米至10毫米左右的碎煤，碎煤進入氣化爐后，在氣化劑作用下，流化呈沸騰狀態(tài)，具有很好的傳熱傳質(zhì)效果，可以快速完成燃燒、熱解、合成氣生成等復雜化學反應，生產(chǎn)合成氣。流化床氣化技術(shù)可以氣化碎煤、褐煤等低質(zhì)煤，又不需要復雜的磨煤、制漿系統(tǒng)，因而有獨特優(yōu)勢，應用前景廣闊。
[0003]但是，目前的流化床氣化爐都采用固態(tài)排渣技術(shù)，氣化爐內(nèi)灰渣通過爐底排灰機排出。這種排渣方式要求灰渣松散、不能結(jié)疤成大塊，否則就會影響氣化爐的正常運行，帶來的問題，一是限制了氣化爐對煤種選擇，要求煤灰熔點較高、粘接性弱、活性高，二是限制了氣化爐內(nèi)的氣化溫度，要求操作溫度低于灰熔點100-200°C，因而灰渣中殘?zhí)己枯^高、合成氣中二氧化碳和甲烷含量較高，合成氣產(chǎn)率和質(zhì)量受到影響，對后續(xù)合成氨工段也有不利影響。三是在氣化爐操作運行上，對煤質(zhì)變化、運行參數(shù)變化比較敏感，使得氣化爐運行或生產(chǎn)效率受到影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對目前流化床氣化技術(shù)存在的不足，從而提供一種液態(tài)排渣的流化床氣化爐及其用途。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種流化床氣化爐，包括爐體、位于爐體上的合成氣出口、物料輸入管以及氣化劑噴嘴，還包括位于爐體上的輔助氣化劑輸入管和等離子炬，用于對未氣化的物料和灰渣中的殘?zhí)歼M行再次氣化。
[0006]在所述爐體底部設置有熔渣池，所述輔助氣化劑輸入管以及等離子炬通入所述熔渣池。
[0007]所述熔渣池設置有排渣通道，所述排渣通道上設置有排渣塞，所述排渣通道與排渣塞分別包括位于內(nèi)層的高鉻材料層和位于外層的空心球材料層。
[0008]所述熔渣池包括水冷金屬外殼以及耐火材料襯里。
[0009]所述耐火材料襯里包括位于內(nèi)層的SiC材料層，位于外層的空心球磚材料層以及位于二者中間的含三氧化二鋁的高鋁磚層。
[0010]所述等離子炬位于所述輔助氣化劑輸入管內(nèi)部，等離子體氣體由所述等離子炬的噴嘴高速噴出，輔助氣化劑由等離子炬周圍的環(huán)形通道噴出。
[0011]所述輔助氣化劑包括富氧空氣-蒸汽氣化劑或純氧-蒸汽氣化劑。
[0012]所述氣化劑噴嘴包括兩排，分別為一次氣化劑噴嘴和二次氣化劑噴嘴。
[0013]所述一次氣化劑噴嘴位于所述物料輸入管下方，所述二次氣化劑噴嘴位于所述物料輸入管上方。
[0014]所述流化床氣化爐用于煤的氣化，或用于垃圾混合物的氣化。
[0015]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的流化床氣化爐，能夠有效提高氣化爐內(nèi)溫度，拓寬了流化床氣化爐煤種適應性，提高了合成氣中有效成分含量，降低了二氧化碳和甲烷含量，降低了灰渣中殘?zhí)己?，提高了碳轉(zhuǎn)換率和氣化效率，提高了氣化爐操作運行穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明的流化床氣化爐，具有煤種適應性廣、碳轉(zhuǎn)化率高、氣化效率高、操作運行可靠等優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明流化床氣化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明中熔渣池結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明中輔助氣化劑輸入管與等離子炬安裝示意圖。
[0019]圖中附圖標記表示為:
[0020]1-爐體；2_合成氣出口 ；3_二次氣化劑噴嘴；4_物料輸入管；5_ —次氣化劑噴嘴；6-輔助氣化劑輸入管與等離子炬；7_熔渣池；8_排渣通道；9_水冷殼體；1-SiC材料層；
11-高鋁磚材料層；12_空心球磚材料層；13_輔助氣化劑輸入管；14_等離子炬；15_環(huán)形通道
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明提供一種流化床氣化爐，物料經(jīng)物料輸入管進入氣化爐內(nèi)，在一次氣化劑的作用下，形成流化狀態(tài)，并發(fā)生氣化反應，產(chǎn)生合成氣；二次氣化劑起到優(yōu)化爐內(nèi)物料流化狀態(tài)，進一步增強氣化反應的作用；輔助氣化劑與等離子氣流起到增強氣化反應、熔融灰渣、氣化灰渣中殘?zhí)嫉淖饔茫缓铣蓺鈴臍饣癄t頂部出口進入后續(xù)的廢熱回收系統(tǒng)；液態(tài)渣從熔渣池排渣口排出。液態(tài)渣經(jīng)冷卻后，成玻璃體，具有不可瀝濾、環(huán)境友好的突出特點，可作為建筑或筑路材料。
[0022]以下通過附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0023]本發(fā)明提供一種流化床氣化爐，如圖1-3所示，包括爐體1、位于爐體I上的合成氣出口 2、物料輸入管4以及氣化劑噴嘴，還包括位于爐體I上的輔助氣化劑輸入管和等離子炬，用于對未氣化的物料和灰渣中的殘?zhí)歼M行再次氣化。
[0024]爐體為倒雙錐體，在位于上方的第一倒錐體頂部為合成氣出口 2，出口數(shù)量可根據(jù)需要設計為2個或以上。所述氣化劑噴嘴包括兩排，分別為一次氣化劑噴嘴5和二次氣化劑噴嘴3，每排噴嘴個數(shù)根據(jù)氣化劑流量、流速要求設計。所述一次氣化劑噴嘴5位于所述物料輸入管4下方，所述二次氣化劑噴嘴3位于所述物料輸入管4上方。
[0025]在所述爐體底部設置有熔渣池7，所述輔助氣化劑輸入管13以及等離子炬14通入所述熔渣池7。
[0026]爐體I由鋼制外殼、耐火材料、保溫隔熱材料制成，能夠承受爐內(nèi)高溫合成氣流動沖刷，保持爐體強度和爐外溫度低于180°C。
[0027]一次氣化劑噴嘴5、二次氣化劑噴嘴3插入爐體I內(nèi)部，采用水冷噴嘴，能夠承受爐內(nèi)高溫并保持氣化劑輸入流暢。
[0028]物料輸入管4采用耐高溫、耐磨鋼制成，保持碎