气化炉制造技术

本实用新型专利技术公开了气化炉，包括：壳体，气化室、第一水冷壁、一个主烧嘴、至少两个工艺烧嘴、第二水冷壁、水冷屏组、第三水冷壁和排渣池，壳体包括气化炉上壳体和辐射废锅壳体，第一水冷壁设在气化炉上壳体内，一个主烧嘴和至少两个工艺烧嘴设置在气化炉上壳体的顶部；辐射废锅壳体内具有第二水冷壁、水冷屏组和第三水冷壁，其中，第二水冷壁设置在辐射废锅壳体内并形成合成气下行通道；水冷屏组设置在合成气下行通道内且沿周向分布；第三水冷壁设在第二水冷壁外侧，且第三水冷壁与第二水冷壁之间形成有连通合成气下行通道与合成气出口的合成气上行通道。该气化炉具有能量利用率高、碳转化率高、换热面积大、显热回收效率高的优点。

Gasifier

【技术实现步骤摘要】
气化炉
本技术属于气化炉领域，具体而言，本技术涉及气化炉。
技术介绍
一种带有辐射废锅的气化炉能消化高硫、高灰、高灰熔点煤，实现了原料煤本地化，解决山西“三高”煤的气化难题，也为全国“三高”煤综合利用、气化提供了新方法、新手段；对山西省改造传统煤化工和发展煤制天然气、煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等新型煤化工产业具有重要意义。而通过在气化炉内部设置辐射废锅装置，，在设备运行过程中，通过回收高温高压合成气热量、副产高温高压蒸汽等方式，节约燃料消耗，提高能源转换效率，从而降低了设备整体的运行成本。然而现有的辐射废锅装置存在换热面积和换热效率低，出现堵渣等问题，因此需要进一步改进。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种能量利用率高、碳转化率高、换热面积大，避免堵渣以及显热回收率高的气化炉。根据本技术的一个方面，本技术提出了一种气化炉，根据本技术的实施例，所述气化炉包括：壳体，所述壳体包括气化炉上壳体和辐射废锅壳体，所述气化炉上壳体内且限定出气化室，所述气化炉上壳体的底部收缩形成出渣口，所述辐射废锅壳体的顶部与所述气化炉上壳体的底部连接，所述辐射废锅壳体的上部具有合成气出口；第一水冷壁，所述第一水冷壁设在所述气化室内；一个主烧嘴，所述主烧嘴设置在所述气化炉上壳体顶壁的中心位置，所述主烧嘴适于向所述气化室内烧射粉煤、氧气和蒸汽；至少两个工艺烧嘴，所述工艺烧嘴位于所述气化炉壳体顶壁上且邻近所述主烧嘴设置，所述工艺烧嘴适于向所述气化室内喷射干煤粉、氧气和蒸汽或水煤浆和氧气；第二水冷壁，所述第二水冷壁设置在所述辐射废锅壳体内，所述第二水冷壁形成合成气下行通道；水冷屏组，所述水冷屏组包括多个长水冷屏和多个短水冷屏，所述多个长水冷屏和所述多个短水冷屏设置在所述合成气下行通道内且沿周向分布，每个所述长水冷屏和每个所述短水冷屏均由所述第二水冷壁向所述合成气下行通道的中心轴方向延伸；第三水冷壁，所述第三水冷壁设在所述第二水冷壁外侧，且所述第三水冷壁与所述第二水冷壁之间形成有连通所述合成气下行通道与所述合成气出口的合成气上行通道；其中，所述第二水冷壁的下集箱、每个所述水冷屏的下集箱和所述第三水冷壁的下集箱相连并与穿过所述辐射废锅壳体下部的冷却水进水管相连通，所述第二水冷壁的上集箱、每个所述水冷屏的上集箱和所述第三水冷壁的上集箱相连并与穿过所述辐射废锅壳体上部的冷却水出水管相连通；排渣池，所述排渣池连接在所述辐射废锅壳体的下方且适于对废渣进行冷却，所述排渣池的底部具有排渣口。由此，本技术上述实施例的气化炉主要由壳体、气化室、辐射废锅和排渣池组成。其中，气化炉的顶壁上设置有一个主烧嘴和至少两个工艺烧嘴，进而可以同时利用主烧嘴和工艺烧嘴向气化室内烧射干粉煤、氧气和蒸汽或水煤浆和氧气。由此可以显著提高气化室内的撞击流，进增加煤粉与氧气和蒸汽的混合效果，从而使得煤粉能够充分燃烧气化，进一步提高碳转化率。另外，在气化室的底部连接有辐射废锅，辐射废锅内具有由第二水冷壁和第三水冷壁组成的双筒式水冷壁，并在第二水冷壁内设置多个长水冷屏和多个短水冷屏，使合成气首先进入合成气下行通道内与第二水冷壁和水冷屏组换热，之后再进入合成气上升通道内与第二水冷壁和第三水冷壁换热，最后排出。显然，本技术通过在第二水冷壁内设置多个长水冷屏和多个短水冷屏较普通水冷屏的设置显著提高了换热面积，而且设置了第三水冷壁，不仅进一步增加了换热面积，还有效延长了合成气换热通道，使合成气与第三水冷壁进行了二次换热，显热回收更彻底。因此，本技术实施例的气化炉具有能量利用率高、碳转化率高、换热面积大以及显热回收率高的优点。另外，根据本技术上述实施例的气化炉还可以具有如下附加的技术特征：在本技术中，所述主烧嘴内设置有点火棒，具有点火功能。在本技术中，至少两个所述工艺烧嘴以所述主烧嘴为中心且在周向上均匀分布。在本技术中，所述工艺烧嘴与所述主烧嘴呈10-45度夹角设置。在本技术中，所述多个长水冷屏和所述多个短水冷屏沿周向上交叉间隔分布。在本技术中，每相邻两个所述长水冷屏之间布置1-2个所述短水冷屏。在本技术中，每相邻所述长水冷屏和所述短水冷屏之间或者每相邻的两个所述短冷水屏之间的夹角为15-45。在本技术中，所述长水冷屏和所述短水冷屏的总个数为8-24个。在本技术中，每个所述长水冷屏具有6-15根水冷管。在本技术中，每个所述短水冷屏具有3-6根水冷管。在本技术中，所述长水冷屏与所述第二水冷壁通过鳍片相连，所述长水冷屏的宽度为所述合成气下行通道半径的1/11-1/4。在本技术中，所述短水冷屏与所述第二水冷壁通过鳍片相连，所述短水冷屏的宽度为所述合成气下行通道半径的2/35-1/9。在本技术中，所述第二水冷壁与所述第三冷壁之间的距离为辐射废锅圆通半径的1/12-1/8。附图说明图1是根据本技术一个实施例的气化炉的结构示意图。图2是根据本技术一个实施例的气化炉中辐射废锅的A-A水平截面俯视图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。根据本技术的一个方面，下面详细描述本技术实施的气化炉，根据本技术的具体实施例，如图1-2所示，气化炉1000包括：壳体100、第一水冷壁200、一个主烧嘴300、至少两个工艺烧嘴400、第二水冷壁500、水冷屏组600、第三水冷壁700、排渣池800。具体地，壳体100包括气化炉上壳体110和辐射废锅壳体120，所述气化炉上壳体110内且限定出气化室111，所述气化炉上壳体110的底部收缩形成出渣口112，所述辐射废锅壳体120的顶部与所述气化炉上壳体110的底部连接，所述辐射废锅壳体120的上部具有合成气出口121；第一水冷壁200设在所述气化室111内；一个主烧嘴300设置在所述气化炉上壳体110顶壁的中心位置，所述主烧嘴300适于向所述气化室111内烧射粉煤、氧气和蒸汽；至少两个工艺烧嘴400位于所述气化炉上壳体110顶壁上且邻近所述主烧嘴300设置，所述工艺烧嘴400适于向所述气化室111内喷射干煤粉、氧气和蒸汽或水煤浆和氧气；第二水冷壁500设置在所述辐射废锅壳体120内，所述第二水冷壁500形成合成气下行通道510；水冷屏组600包括多个长水冷屏610和多个短水冷屏620，所述多个长水冷屏610和所述多个短水冷屏620设置在所述合成气下行通道510内且沿周向分布，每个所述长水冷屏610和每个所述短水冷屏620均由所述第二水冷壁500向所述合成气下行通道的中心轴方向延伸；第三水冷壁700设在所述第二水冷壁500的外侧，且所述第三水冷壁700与所述第二水冷壁500之间形成有连通所述合成气下行通道510与所述合成气出口121的合成气上行通道710；其中，所述第二水冷壁500的下集箱、每个所述水冷屏600的下集箱和所述第三水冷壁700的下集箱相连并与穿过所述辐射废锅壳体120下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气化炉，其特征在于，包括：壳体，所述壳体包括气化炉上壳体和辐射废锅壳体，所述气化炉上壳体内且限定出气化室，所述气化炉上壳体的底部收缩形成出渣口，所述辐射废锅壳体的顶部与所述气化炉上壳体的底部连接，所述辐射废锅壳体的上部具有合成气出口；第一水冷壁，所述第一水冷壁设在所述气化室内；一个主烧嘴，所述主烧嘴设置在所述气化炉上壳体顶壁的中心位置，所述主烧嘴适于向所述气化室内烧射粉煤、氧气和蒸汽；至少两个工艺烧嘴，所述工艺烧嘴位于所述气化炉上壳体顶壁上且邻近所述主烧嘴设置，所述工艺烧嘴适于向所述气化室内喷射干煤粉、氧气和蒸汽或水煤浆和氧气；第二水冷壁，所述第二水冷壁设置在所述辐射废锅壳体内，所述第二水冷壁形成合成气下行通道；水冷屏组，所述水冷屏组包括多个长水冷屏和多个短水冷屏，所述多个长水冷屏和所述多个短水冷屏设置在所述合成气下行通道内且沿周向分布，每个所述长水冷屏和每个所述短水冷屏均由所述第二水冷壁向所述合成气下行通道的中心轴方向延伸；第三水冷壁，所述第三水冷壁设在所述第二水冷壁外侧，且所述第三水冷壁与所述第二水冷壁之间形成有连通所述合成气下行通道与所述合成气出口的合成气上行通道；其中，所述第二水冷壁的下集箱、每个所述水冷屏的下集箱和所述第三水冷壁的下集箱相连并与穿过所述辐射废锅壳体下部的冷却水进水管相连通，所述第二水冷壁的上集箱、每个所述水冷屏的上集箱和所述第三水冷壁的上集箱相连并与穿过所述辐射废锅壳体上部的冷却水出水管相连通；排渣池，所述排渣池连接在所述辐射废锅壳体的下方且适于对废渣进行冷却，所述排渣池的底部具有排渣口。...

【技术特征摘要】
1.一种气化炉，其特征在于，包括：壳体，所述壳体包括气化炉上壳体和辐射废锅壳体，所述气化炉上壳体内且限定出气化室，所述气化炉上壳体的底部收缩形成出渣口，所述辐射废锅壳体的顶部与所述气化炉上壳体的底部连接，所述辐射废锅壳体的上部具有合成气出口；第一水冷壁，所述第一水冷壁设在所述气化室内；一个主烧嘴，所述主烧嘴设置在所述气化炉上壳体顶壁的中心位置，所述主烧嘴适于向所述气化室内烧射粉煤、氧气和蒸汽；至少两个工艺烧嘴，所述工艺烧嘴位于所述气化炉上壳体顶壁上且邻近所述主烧嘴设置，所述工艺烧嘴适于向所述气化室内喷射干煤粉、氧气和蒸汽或水煤浆和氧气；第二水冷壁，所述第二水冷壁设置在所述辐射废锅壳体内，所述第二水冷壁形成合成气下行通道；水冷屏组，所述水冷屏组包括多个长水冷屏和多个短水冷屏，所述多个长水冷屏和所述多个短水冷屏设置在所述合成气下行通道内且沿周向分布，每个所述长水冷屏和每个所述短水冷屏均由所述第二水冷壁向所述合成气下行通道的中心轴方向延伸；第三水冷壁，所述第三水冷壁设在所述第二水冷壁外侧，且所述第三水冷壁与所述第二水冷壁之间形成有连通所述合成气下行通道与所述合成气出口的合成气上行通道；其中，所述第二水冷壁的下集箱、每个所述水冷屏的下集箱和所述第三水冷壁的下集箱相连并与穿过所述辐射废锅壳体下部的冷却水进水管相连通，所述第二水冷壁的上集箱、每个所述水冷屏的上集箱和所述第三水冷壁的上集箱相连并与穿过所述辐射废锅壳体上部的冷却水出水管相连通；排渣池，所述排渣池连接在所述辐射废锅壳体的下方且适于对废渣进行冷却，所述排渣...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建胜，毕大鹏，李位位，袁苹，胡振中，张晋玲，
申请(专利权)人：清华大学，清华大学山西清洁能源研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11