一種徑向固定床氣化爐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種徑向固定床氣化爐。
【背景技術(shù)】
[0002] 固定床氣化爐在我國已經(jīng)存在和使用已經(jīng)幾十年，是一種傳統(tǒng)的氣化裝置，作為 工業(yè)燃料煤氣的制備設(shè)備，廣泛應(yīng)用于冶金、陶瓷、玻璃、化工、有色金屬等行業(yè)。該類型的 氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行可靠，操作比較容易。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國目前正在使用的常 壓固定床氣化爐有近3萬套，每年消耗煤炭資源近5億噸，為我國工業(yè)的發(fā)展做出了不可磨 滅的貢獻(xiàn)。
[0003] 在現(xiàn)有的固定床氣化爐中，燃料與氣化劑沿氣化爐的軸向運(yùn)動(dòng)。所以，為了保持固 定床氣化爐內(nèi)氣體的流動(dòng)，要求燃料為塊狀，一般要求粒度大于6毫米，大部分粒徑集中在 范圍為10~50毫米的區(qū)間。通常煤從氣化爐頂部加入，向下移動(dòng)，依次經(jīng)歷干燥、熱解、氣 化、燃燒和灰渣層，反應(yīng)后的灰渣由底部排出。由于氣流自下而上流動(dòng)，會(huì)挾帶煤層在低溫 熱解時(shí)的復(fù)雜產(chǎn)物，所以產(chǎn)物粗煤氣中含酚類、焦油等污染物較多，使凈化流程加長(zhǎng)，增加 了投資和成本。隨著現(xiàn)代新型煤化工氣化技術(shù)的飛速發(fā)展，原有固定床氣化技術(shù)的缺點(diǎn)也 愈發(fā)顯著。2006年國家發(fā)改委因環(huán)保方面的考慮而提出：煤化工企業(yè)禁止核準(zhǔn)或備案采用 固定床間歇?dú)饣椭绷骼鋮s技術(shù)的煤氣化項(xiàng)目。
[0004] 綜上所述，目前我國迫切需要對(duì)固定床氣化爐進(jìn)行升級(jí)和改造，并研發(fā)新型高效 環(huán)保的固定床氣化技術(shù)；但由于軸向固定床氣化爐歷史悠久，本領(lǐng)域技術(shù)人員已產(chǎn)生了"固 定床氣化爐是軸向的，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，并且氣流軸向流動(dòng)，使反應(yīng)十分充分，極其適 合煤氣化反應(yīng)"的慣性思維，對(duì)其的優(yōu)化改進(jìn)一直以現(xiàn)有的軸向固定床氣化爐為基礎(chǔ)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型所要解決的問題是為了克服現(xiàn)有的軸向固定床氣化爐所用含碳物質(zhì) 顆粒較大、污染嚴(yán)重、生產(chǎn)能力低、氣化效率低等缺陷而提供了一種徑向固定床氣化爐，該 徑向固定床氣化爐所用含碳物質(zhì)顆粒較小且床層壓降與徑向固定床氣化爐相當(dāng)、潔凈環(huán) 保、生產(chǎn)能力高、氣化效率高。
[0006] 本實(shí)用新型提供了一種徑向固定床氣化爐，包括一爐體和至少一通氣管道；
[0007] 所述爐體包括一內(nèi)層套筒，以及一與所述內(nèi)層套筒密封套設(shè)、形成一夾層腔體的 外層套筒；所述內(nèi)層套筒的頂部設(shè)有一入口，所述內(nèi)層套筒的底部設(shè)有一出口，所述內(nèi)層套 筒的下部設(shè)有至少一個(gè)進(jìn)氣口；位于所述夾層腔體中的所述內(nèi)層套筒的側(cè)壁設(shè)有至少一個(gè) 通孔；所述外層套筒的側(cè)壁設(shè)有一通氣端口；
[0008] 所述通氣管道包括通氣段和傳輸氣段；所述通氣段和所述傳輸氣段均具有一首端 和一尾端，所述通氣段的首端封閉，所述通氣段的尾端與所述傳輸氣段的首端連通，所述傳 輸氣段的尾端貫穿所述爐體；所述通氣段設(shè)于內(nèi)層套筒內(nèi)且軸向設(shè)置，所述通氣段的側(cè)壁 設(shè)有至少一個(gè)通孔。
[0009] 在所述徑向固定床氣化爐中，當(dāng)所述內(nèi)層套筒的直徑小于等于1米時(shí)，所述通氣 管道可以只有一個(gè)；當(dāng)所述內(nèi)層套筒的直徑大于1米時(shí)，所述通氣管道的數(shù)量較佳地為多 個(gè)，其數(shù)量與所述內(nèi)層套筒直徑的平方呈正比例相關(guān)（N °c D2, N為通氣管道的數(shù)量，D為內(nèi) 層套筒的直徑），本領(lǐng)域技術(shù)人員均知根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整設(shè)置。
[0010] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述通氣段的首端在上，所述通氣段的尾端 在下。
[0011] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述通氣端口設(shè)于所述外層套筒的側(cè)壁的 上部。
[0012] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含鎖斗，所述鎖 斗設(shè)于所述入口。
[0013] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含分布器，所述 分布器設(shè)于所述入口下方。
[0014] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含鎖渣斗，所述 鎖渣斗設(shè)于所述出口。
[0015] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含夾套，所述夾 套套設(shè)于所述通氣管道；所述夾套上設(shè)有夾套出入口。
[0016] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐不包含爐箅。
[0017] 在所述徑向固定床氣化爐中，所述內(nèi)層套筒的下部設(shè)有的至少一個(gè)進(jìn)氣口用于加 入氧化劑參加反應(yīng)放熱，從而提高此處的溫度，使得固態(tài)灰渣變?yōu)橐后w，實(shí)現(xiàn)液態(tài)排渣；所 述氧化劑為本領(lǐng)域常規(guī)的氧化劑，優(yōu)選氧氣的體積含量為21 %~100%的氣體，進(jìn)一步優(yōu) 選純氧、富氧或空氣，更進(jìn)一步優(yōu)選純氧。
[0018] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述內(nèi)層套筒的側(cè)壁上的通孔與所述通氣 段的側(cè)壁上的通孔錯(cuò)開；這樣的設(shè)置使得徑向固定床氣化爐床層頂部造成一段由顆粒狀固 體含碳物質(zhì)自封式的軸徑向二維流動(dòng)，這種顆粒自封可以預(yù)防氣體短路，又不致形成反應(yīng) 死角；較佳地，所述通孔錯(cuò)開的距離為大于1米。
[0019] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述內(nèi)層套筒的側(cè)壁上的通孔的直徑小于 使用所述徑向固定床氣化爐進(jìn)行氣化反應(yīng)時(shí)的顆粒狀固體含碳物質(zhì)的直徑。
[0020] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述通氣段的側(cè)壁上的通孔的直徑小于使 用所述徑向固定床氣化爐進(jìn)行氣化反應(yīng)時(shí)的顆粒狀固體含碳物質(zhì)的直徑。
[0021] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述內(nèi)層套筒的側(cè)壁上的通孔和/或所述 通氣段的側(cè)壁上的通孔的設(shè)置方式為變開孔率設(shè)置方式，即在不同的開孔位置，開孔直徑 與數(shù)量不同，較佳地為：
[0022] 所述內(nèi)層套筒的側(cè)壁上部?jī)?yōu)選采用較大的開孔直徑和較多的開孔數(shù)量（這樣的 設(shè)置可以迅速加入氧化劑提高反應(yīng)速率），和/或所述內(nèi)層套筒的側(cè)壁下部采用較小的開 孔直徑和較少的開孔數(shù)量（這樣的設(shè)置可以降低反應(yīng)速率，這樣設(shè)計(jì)可以提高氣化爐上 部的溫度，降低下部的溫度，從而使氣化爐溫度分布均勻，避免焦油等的產(chǎn)生，并保護(hù)反應(yīng) 器），從而避免超溫?fù)p壞反應(yīng)器，同時(shí)，也可以避免物料反應(yīng)過程中破碎產(chǎn)生的大量小顆粒 進(jìn)入所述通氣段。
[0023] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含第一遮擋部 件；所述第一遮擋部件設(shè)于所述內(nèi)層套筒的側(cè)壁上的通孔處（以使得通孔向下開），這樣的 設(shè)置可以防止固體顆粒進(jìn)入所述夾層腔體。
[0024] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含第二遮擋部 件，所述第二遮擋部件設(shè)于所述通氣段的側(cè)壁上的通孔處（以使得通孔向下開），這樣的設(shè) 置可以防止固體顆粒進(jìn)入所述通氣段。
[0025] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含耐火磚或水 冷壁，所述耐火磚或所述水冷壁設(shè)于內(nèi)層套筒；這樣的設(shè)置可以應(yīng)對(duì)氣化爐內(nèi)的高溫。
[0026] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述內(nèi)層套筒為變直徑的內(nèi)層套筒；所述變 直徑的內(nèi)層套筒為本領(lǐng)域常規(guī)的變直徑的內(nèi)層套筒，即由于某些特殊煤種在氣化反應(yīng)后體 積會(huì)發(fā)生程度較大的膨脹，所以需要?dú)饣癄t底部直徑略大于頂部，本領(lǐng)域技術(shù)人員均知具 體尺寸需由反應(yīng)物的膨脹率等參數(shù)合理計(jì)算得到。
[0027] 在不違背本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本實(shí)用新型各 較佳實(shí)例。
[0028] 本實(shí)用新型所用試劑和原料均市售可得。
[0029] 本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于：
[0030] (1)爐內(nèi)溫度分布更加均勾，且高溫區(qū)范圍更廣，有利于減少焦油和酚類等污染物 的生成，氣化技術(shù)更加潔凈環(huán)保；
[0031] (2)由于氣體徑向流動(dòng)，流過床層的路徑比軸向反應(yīng)器短，通氣截面積大，床層阻 力小，有利于氣固充分接觸并提高反應(yīng)速率，氣化爐可以加壓和連續(xù)運(yùn)行，大大增加設(shè)備的 生產(chǎn)能力；
[0032] (3)可以氣化粒度大于1毫米的碎煤，大大的拓展了固定床的原料范圍，并減少了 粒內(nèi)傳遞過程對(duì)宏觀反應(yīng)速率的影響，提高了氣化效率。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的液態(tài)排渣的徑向固定床氣化爐結(jié)構(gòu)圖。
[0034] 圖2為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的遮擋部件的結(jié)構(gòu)圖。
[0035] 圖3為軸向固定床氣化爐的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，但并不因此將本實(shí)用新型限制在 所述的實(shí)施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)方法和條件， 或按照商品說明書選擇。
[0037] 實(shí)施例1 一種液態(tài)排渣的徑向固定床氣化爐
[0038] 如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種液態(tài)排渣的徑向固定床氣化爐，其包括爐體1和 通氣管道2 ;
[0039] 爐體1包括內(nèi)層套筒11、外層套筒12 ;內(nèi)層套筒的頂部設(shè)有入口，內(nèi)層套筒的底部 設(shè)有出口；位于夾層腔體中的內(nèi)層套筒11的側(cè)壁設(shè)有通孔13 ;外層套筒12的側(cè)壁設(shè)有通 氣端