气流床气化炉制造技术

本实用新型专利技术公开一种气流床气化炉。该气流床气化炉包括气化室、旋风分离室和收集室；气化室的侧壁均匀布设有第一喷嘴；气化室的顶部设有合成气出口；旋风分离室具有直筒段和下锥分离段，合成气出口与直筒段连通，直筒段的顶部设有工业燃气出口，下锥分离段的底部设有飞灰出口，旋风分离室还设有从直筒段内引出的旋风升气管；气化室的侧壁均匀布设有第二喷嘴；气化室的底部设有液态熔渣出口；收集室用于收集液态熔渣出口排出的液态熔渣进而阻挡气化室的底部与外界的连通。该气流床气化炉，结构简单，制得的合成气中甲烷的含量进一步提高，且比煤耗及比氧耗进一步降低。

【技术实现步骤摘要】
气流床气化炉
本技术涉及一种气流床气化炉。
技术介绍
煤炭气化过程是以氧气(空气、富氧或工业纯氧)、水蒸气作为气化剂，通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程，其中气流床气化技术因其良好的技术指标、高处理负荷和环境有好等特点，成为当今煤炭气化的主流技术。传统煤气化工艺可分为固定床常压(加压)气化工艺、流化床煤气化工艺和气流床煤气化工艺。这些煤气化工艺，主要是由于炉型特点、物料反应进程不同而导致的工艺性能的不同。煤是由含碳有机物、无机矿物质组成，其中含碳有机物因反应或热解温度的不同，最终产物组成及分布也不同。固定床因气化温度较低，产物富含CH4，但含有焦油等难处理的污染物。流化床气化炉因对炉内颗粒进行流态化，且反应温度较低，颗粒停留时间较短，要求原料煤具有较高的硬度和挥发分。气流床气化温度高，产物清洁，煤中有机质均转化为CO、H2、CO2，但对用于工业燃气，其高热值的甲烷含量较低。中国专利申请CN201410257589.3、中国专利申请CN201710313601.1及中国专利申请CN201710542845.7均提出了一种煤粉与氧气分开加入的煤气化炉，利用氧气与部分煤或焦炭高温气化产生的显热，让煤粉热解，从而生成浓度较高的CH4。然而，上述三篇中国专利申请中公开的气流床气化炉，结构复杂，制得的合成气中甲烷的含量较低，且比煤耗及比氧耗均高的缺陷，而提供一种新型的气流床气化炉。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是为了克服现有的气流床气化炉，结构复杂，制得的合成气中甲烷的含量较低，且比煤耗及比氧耗均高的缺陷，而提供一种新型的气流床气化炉。该气流床气化炉，结构简单，制得的合成气中甲烷的含量进一步提高，且比煤耗及比氧耗进一步降低。本技术通过以下技术方案解决上述技术问题：本技术提供一种气流床气化炉，所述气流床气化炉包括气化炉主体和旋风分离室；所述气化炉主体具有气化室和位于所述气化室下部的收集室；所述气化室的侧壁均匀布设有第一喷嘴，所述第一喷嘴用于将煤粉和氧化剂通入所述气化室内；所述气化室的顶部设有合成气出口；所述旋风分离室具有直筒段和位于所述直筒段下方的与所述直筒段连通的下锥分离段，所述合成气出口与所述直筒段连通，所述直筒段的顶部设有工业燃气出口，所述下锥分离段的底部设有飞灰出口，所述旋风分离室还设有从所述直筒段内经所述工业燃气出口引出的旋风升气管；所述旋风分离室用于分离经所述合成气出口送入的合成气进而获得工业燃气和飞灰；所述气化室的侧壁均匀布设有位于所述第一喷嘴下方的第二喷嘴，所述第二喷嘴用于将氧化剂、水蒸气和所述飞灰出口排出的飞灰通入所述气化室内；所述气化室的底部设有液态熔渣出口；所述收集室用于收集所述液态熔渣出口排出的液态熔渣进而阻挡所述气化室的底部与外界的连通以维持所述气流床气化炉的操作压力。上述气流床气化炉中，所述氧化剂可为本领域常规使用的氧气和/或富氧。上述气流床气化炉中，所述气化室用于经所述第二喷嘴送入的飞灰、氧气和水蒸气发生气化反应进而获得气化气及液态熔渣；所述气化室还用于经所述第一喷嘴送入的煤粉、氧气及所述气化气的热解与气化反应进而获得合成气。其中，所述液态熔渣经所述液态熔渣出口排入所述收集室内；所述合成气经所述合成气出口进入所述旋风分离室内，发生分离，获得工业燃气和飞灰，所述工业燃气经所述工业燃气出口排出，所述飞灰经所述第二喷嘴进入所述气化室。上述气流床气化炉中，所述气化室按本领域常规可具有收缩的顶部和底部。上述气流床气化炉中，所述气化室的高度指的是所述合成气出口与所述液态熔渣出口之间的距离，且所述气化室的高度可为现有技术中所采用的高度，较佳地为5-8D，其中，D指的是所述气化室的圆筒段的内径。上述气流床气化炉中，所述第一喷嘴距所述气化室的顶部的距离可为现有技术中的距离，较佳地为2-6D，其中，D指的是所述气化室的圆筒段的内径。上述气流床气化炉中，所述第一喷嘴例如可为现有技术中的两通道喷嘴，较佳地，所述第一喷嘴的内层通道用于将煤粉与输送用惰性气体通入所述气化室内，所述第一喷嘴的外层通道用于将氧气或富氧通入所述气化室内。其中，经所述第一喷嘴送入所述气化室的输送用惰性气体可为氮气和/或二氧化碳。上述气流床气化炉中，所述第一喷嘴的设置方式可为现有技术中的设置方式，所述第一喷嘴的中心线处于同一高度。其中，所述第一喷嘴的轴线与所述第一喷嘴所在的喷嘴室的轴线的夹角可为现有技术中的夹角，例如可为8-15°，较佳地为10°。上述所示的夹角能够实现煤的高效转化。其中，所述第一喷嘴的数量例如可为2n个，较佳地为4个。上述气流床气化炉中，所述第二喷嘴例如可为现有技术中的两通道喷嘴，较佳地，所述第二喷嘴的内层通道用于将飞灰与输送用惰性气体通入所述气化室内，所述第二喷嘴的外层通道用于将氧气和水蒸气，或者，富氧和水蒸气通入所述气化室内。其中，经所述第二喷嘴送入所述气化室的输送用惰性气体可为氮气、二氧化碳和所述工业燃气中的一种或多种。上述气流床气化炉中，所述第二喷嘴例如可为现有技术中的三通道喷嘴，较佳地，所述第二喷嘴的内层通道用于将飞灰与输送用惰性气体通入所述气化室内，所述第二喷嘴的中层通道用于将氧气或富氧通入所述气化室内，所述第二喷嘴的外层通道用于将水蒸气通入所述气化室内。其中，所述输送用惰性气体可为氮气、二氧化碳和所述工业燃气中的一种或多种。上述气流床气化炉中，所述第二喷嘴的设置方式可为现有技术中的设置方式，所述第二喷嘴的中心线处于同一高度。其中，所述第二喷嘴的轴线与所述第二喷嘴所在的喷嘴室的轴线的夹角可为现有技术中的夹角，例如可为8-15°，较佳地为10°。上述所示的夹角能够实现飞灰的高效转化，同时降低合成气中的飞灰含量。其中，所述第二喷嘴的数量例如可为2n个，较佳地为4个。上述气流床气化炉中，所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的间距可为现有技术中所采用的间距，较佳地为1-2D，其中，D指的是所述气化室的圆筒段的内径。上述气流床气化炉中，较佳地，所述气化炉主体还具有整流室，所述整流室位于所述气化室的正上方，所述整流室的侧壁设有斜向下的与所述旋风分离室连通的导气管，所述整流室用于接收从竖直设置的所述合成气出口排出的合成气并将其转向后经所述导气管输送至所述旋风分离室。上述整流室的设置方式，能够降低气流中携带的颗粒对导气管的磨损，同时吸收膨胀。上述气流床气化炉中，根据气化规模的不同，所述旋风分离室可设置不同的数量。较佳地，当气化规模/气流床气化炉的操作压力≤1500t干基煤/天/MPa时，所述旋风分离室的数量为一个；当气化规模/气流床气化炉的操作压力＞1500t干基煤/天/MPa时，所述旋风分离室的数量为≥(气化规模/气化压力)/(1500t干基煤/天/MPa)的正整数，例如，当气化压力为0.2MPa，规模为600t干基煤/天时，所述旋风分离室的数量为2个，计算公式为(600t干基煤/天/0.2)/(1500t干基煤/天/MPa)＝2；其中，所述气流床气化炉的操作压力指的是绝压。上述气流床气化炉中，较佳地，所述飞灰出口与所述第二喷嘴连通的管道上设有文丘里喷射器，所述文丘里喷射器的工作流体为输送用惰性气体。其中，所述输送用惰性气体可为氮气、二氧化碳和所述工业燃气中的一种或多种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气流床气化炉，其特征在于，所述气流床气化炉包括气化炉主体和旋风分离室；所述气化炉主体具有气化室和位于所述气化室下部的收集室；所述气化室的侧壁均匀布设有第一喷嘴，所述第一喷嘴用于将煤粉和氧化剂通入所述气化室内；所述气化室的顶部设有合成气出口；所述旋风分离室具有直筒段和位于所述直筒段下方的与所述直筒段连通的下锥分离段，所述合成气出口与所述直筒段连通，所述直筒段的顶部设有工业燃气出口，所述下锥分离段的底部设有飞灰出口，所述旋风分离室还设有从所述直筒段内经所述工业燃气出口引出的旋风升气管；所述旋风分离室用于分离经所述合成气出口送入的合成气进而获得工业燃气和飞灰；所述气化室的侧壁均匀布设有位于所述第一喷嘴下方的第二喷嘴，所述第二喷嘴用于将氧化剂、水蒸气和所述飞灰出口排出的飞灰通入所述气化室内；所述气化室的底部设有液态熔渣出口；所述收集室用于收集所述液态熔渣出口排出的液态熔渣进而阻挡所述气化室的底部与外界的连通以维持所述气流床气化炉的操作压力。

【技术特征摘要】
1.一种气流床气化炉，其特征在于，所述气流床气化炉包括气化炉主体和旋风分离室；所述气化炉主体具有气化室和位于所述气化室下部的收集室；所述气化室的侧壁均匀布设有第一喷嘴，所述第一喷嘴用于将煤粉和氧化剂通入所述气化室内；所述气化室的顶部设有合成气出口；所述旋风分离室具有直筒段和位于所述直筒段下方的与所述直筒段连通的下锥分离段，所述合成气出口与所述直筒段连通，所述直筒段的顶部设有工业燃气出口，所述下锥分离段的底部设有飞灰出口，所述旋风分离室还设有从所述直筒段内经所述工业燃气出口引出的旋风升气管；所述旋风分离室用于分离经所述合成气出口送入的合成气进而获得工业燃气和飞灰；所述气化室的侧壁均匀布设有位于所述第一喷嘴下方的第二喷嘴，所述第二喷嘴用于将氧化剂、水蒸气和所述飞灰出口排出的飞灰通入所述气化室内；所述气化室的底部设有液态熔渣出口；所述收集室用于收集所述液态熔渣出口排出的液态熔渣进而阻挡所述气化室的底部与外界的连通以维持所述气流床气化炉的操作压力。2.如权利要求1所述的气流床气化炉，其特征在于，所述气化室的高度为5-8D，其中，D指的是所述气化室的圆筒段的内径；所述第一喷嘴距所述气化室的顶部的距离为2-6D，其中，D指的是所述气化室的圆筒段的内径；所述第一喷嘴为两通道喷嘴，所述第一喷嘴的内层通道用于将煤粉与输送用惰性气体通入所述气化室内，所述第一喷嘴的外层通道用于将氧气或富氧通入所述气化室内；所述第一喷嘴的轴线与所述第一喷嘴所在的喷嘴室的轴线的夹角为8-15°；所述第一喷嘴的数量为2n个。3.如权利要求2所述的气流床气化炉，其特征在于，所述第一喷嘴的数量为4个。4.如权利要求1所述的气流床气化炉，其特征在于，所述第二喷嘴为两通道喷嘴，所述第二喷嘴的内层通道用于将飞灰与输送用惰性气体通入所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许建良，刘海峰，代正华，于广锁，王亦飞，龚欣，王辅臣，陈雪莉，梁钦锋，郭晓镭，赵辉，郭庆华，陆海峰，李伟锋，王兴军，刘霞，龚岩，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：新型
国别省市：上海,31