一种旋流干煤粉气化炉制造技术

本实用新型专利技术提供了一种旋流干煤粉气化炉，包括旋流煤粉烧嘴、反应室、排渣口、激冷室、外壳和保护环。旋流煤粉烧嘴设置在反应室上部，排渣口的上部与下部分别与反应室的下部和保护环的上部连通，保护环的下部与激冷室的下降管上部连通，排渣口的直径与反应室的直径的比例为1:3～1:4。激冷室包括激冷环、下降管和破泡板，破泡板设置在下降管与外壳之间，反应室及排渣口的外部设有冷却水盘管。本实用新型专利技术的旋流干煤粉气化炉结构简单，特别适合日处理2000～3000吨的大规模煤气化生产工艺，同时碳转化率可达到98%以上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种旋流干煤粉气化炉，包括旋流煤粉烧嘴、反应室、排渣口、激冷室、外壳和保护环。旋流煤粉烧嘴设置在反应室上部，排渣口的上部与下部分别与反应室的下部和保护环的上部连通，保护环的下部与激冷室的下降管上部连通，排渣口的直径与反应室的直径的比例为1:3～1:4。激冷室包括激冷环、下降管和破泡板，破泡板设置在下降管与外壳之间，反应室及排渣口的外部设有冷却水盘管。本技术的旋流干煤粉气化炉结构简单，特别适合日处理2000～3000吨的大规模煤气化生产工艺，同时碳转化率可达到98%以上。【专利说明】一种旋流干煤粉气化炉
本技术涉及干煤粉气化领域，特别涉及一种干煤粉气化炉。
技术介绍
煤的洁净与高效利用是当今世界能源与环境保护领域中的重大技术课题，也是我国国民经济可持续发展的关键技术之一，煤气化是将一次能源转化成洁净的二次能源的主要途径，大规模高效煤气化技术是发展煤基化学品生产、煤基液体燃料(合成油品、甲醇、二甲醚等)、先进的整体煤气化联合循环(IGCC)发电系统、多联产系统、制氢、燃料电池以及直接还原炼铁等过程工业的基础，是这些行业的公共技术、关键技术和龙头技术。目前采用干煤粉气化的技术中，有代表性的主要有Shell、GSP、航天炉等干煤粉气化技术。Shell干煤粉气化炉采用四个煤粉烧嘴，为废锅流程，投资高，制造难度大，制造周期长；GSP为单喷嘴煤粉气化炉，但其激冷采用喷嘴喷淋方式，粗煤气中灰含量大；航天炉干煤气化炉在处理煤粉规模上还没有达到2000吨/天，且排渣口与反应室直径比例较大(1:2?1:2.5)，碳转化率较低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种旋流干煤粉气化炉，实现大规模的干粉气化，提高碳转化率。为实现上述目的，本技术采取了如下的技术方案:本技术提供了一种旋流干煤粉气化炉，包括旋流煤粉烧嘴、反应室、排渣口、激冷室、外壳和保护环。所述旋流煤粉烧嘴设置在所述反应室的上部，所述反应室的下部与所述排渣口的上部连通，所述激冷室包括激冷环、下降管和破泡板，所述破泡板设置在所述下降管与所述外壳之间，所述激冷环设置在所述下降管的上端，所述反应室及所述排渣口的外部设有冷却水盘管。所述排渣口的下端和所述下降管的上端分别与所述保护环的上端与下端连通。所述排渣口的直径与所述反应室的直径的比例为1:3?1:4。本技术的旋流干煤粉气化炉相应缩小了排渣口的直径，在保证排渣口不堵塞的前提下延长了干煤粉在反应室内的停留时间，提高了碳转化率；增加的保护环实现了排渣口与下降管的过渡，进一步保护了下降管，同时便于后续的检修。优选地，所述旋流煤粉烧嘴由内到外依次包括点火通道、第一冷却循环水通道、氧气与蒸汽通道、煤粉通道和第二冷却循环水通道，所述第一冷却循环水通道与所述第二冷却循环水通道分别在向火端螺旋盘绕。所述第一冷却循环水通道与所述第二冷却循环水通道在向火端处分别通过螺旋盘绕的部分使冷却水高速螺旋流动，减薄甚至破坏湍流流动的层流底层，提高了导热系数，提高了冷却件的换热效果，保护了烧嘴端部。进一步优选地，所述氧气与蒸汽通道内设有旋流叶片，所述旋流叶片与所述旋流煤粉烧嘴的纵轴夹角为20?30°，这有利于煤粉与氧气在燃烧前充分混合。优选地，所述旋流煤粉烧嘴包括4-6根煤粉管线，例如5根，所述煤粉管线沿所述旋流煤粉烧嘴的纵轴均匀分布，所述煤粉管线使得干煤粉在进入反应室前混合均匀，从而在与氧气混合进入反应室后能够充分燃烧，有利于提高碳转化率。优选地，所述排渣口的直径与所述反应室的直径的比例为1:3.3?1:3.8，例如1:3.5 或 1:3.6。优选地，所述反应室的直径与所述下降管的直径的比例为2:0.8?2:1.2，进一步优选为2:0.9?2:1.1，例如2:1。优选地，所述破泡板为3?6层。优选地，所述保护环为独立冷却水盘管，形状为圆筒状或喇叭口形，所述保护环的内表面堆焊镍基合金材料，以提高保护环的寿命。进一步优选地，当所述保护环为圆筒状时，所述排渣口的直径<所述保护环的直径<所述下降管的直径；当所述保护环为喇叭口形时，所述保护环的小口端与所述排渣口的下端连通，所述保护环的大口端与所述下降管的上端连通，所述保护环的小口端的直径 > 所述排渣口的直径，所述保护环的大口端的直径 < 所述下降管的直径。优选地，所述下降管内侧壁与所述激冷环之间形成环形的激冷水出口，所述激冷水出口的环宽为5?15mm,例如8?12mm,从而使得激冷水的宽度合适,既不会浪费过多的水同时又能达到理想的激冷效果。优选地，所述外壳与所述排渣口之间设有支撑板，所述下降管的下部通过固定杆与所述旋流干煤粉气化炉的外壳固定。优选地，所述反应室由膜式水冷壁包绕，所述膜式水冷壁由冷却水盘管或竖直管构成，所述膜式水冷壁的内表面焊有长I?3cm，直径3?15mm的圆柱状不锈钢抓钉，抓钉上涂有I?3cm厚的碳化硅涂层。本技术的旋流干煤粉气化炉煤粉在炉内弥散充分，停留时间长，碳转化率高，激冷洗涤除尘效果好，设备投资省，特别适合日处理2000?3000吨的大规模煤气化生产工艺。【专利附图】【附图说明】图1为本技术的旋流干煤粉气化炉示意图；图2为本技术的旋流煤粉烧嘴的剖面图；图3为图1所示激冷环的局部放大图。【具体实施方式】下面结合附图，对本技术的一个优选实施例作进一步描述。如图1所示，本技术的旋流干煤粉气化炉包括旋流煤粉烧嘴1、反应室2、排渣口 3、支撑板4、保护环5和激冷室6，外部设有外壳23。旋流煤粉烧嘴I设置在反应室2的顶部中心，其结构如图2所示，由内向外依次包括呈环状的点火通道11、第一冷却循环水通道12、氧气与蒸汽通道13、煤粉通道14和第二冷却循环水通道15。为提高旋流煤粉烧嘴I向火端处的冷却效果，第一冷却循环水通道12和第二冷却循环水通道15分别包括沿向火端螺旋盘绕的第一螺旋冷却管121和第二螺旋冷却管151，其前端面由I?4mm的高温合金薄壁构成，冷却水通过第一冷却循环水通道12的入口及第二冷却循环水通道15的入口流入，分别流入第一螺旋冷却管121和第二螺旋冷却管151内高速螺旋流动，再分别从第一冷却循环水通道12的出口及第二冷却循环水通道15的出口流出，冷却效果明显提高。煤粉通道14包括4根煤粉管线，相对于旋流煤粉烧嘴I的纵轴均匀分布，煤粉管线螺旋延伸至距离旋流煤粉烧嘴I出口 L处，此时在图2中L为30mm。氧气与蒸汽通道13内设有18个均匀分布的旋流叶片16，旋流叶片16与旋流煤粉烧嘴I的纵轴的夹角为25。，旋流叶片16的高度为100mm。反应室2由膜式水冷壁21包绕，膜式水冷壁21由冷却水盘管构成，膜式水冷壁21的内表面焊有长1.5cm，直径IOmm的圆柱状不锈钢抓钉，抓钉上涂有2cm厚的碳化硅涂层。排渣口 3的外部也设有膜式水冷壁，排渣口 3的直径D2与反应室2的直径Dl的比例为1:3.5。排渣口 3与外壳23之间设有支撑反应室2的支撑板4。膜式水冷壁21与外壳23之间设有空腔，可以防止高温向外辐射，同时空腔中有吹扫气，可以带走冷却水盘管的热量，防止冷却水盘管热疲劳及寿命下降。保护环5呈圆筒状，内表面堆焊镍基合金材料，使保护环5能够承受高温。排渣口 3的上端与下端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚敏，马银剑，罗春桃，黄斌，井云环，徐才福，张志华，杨巍巍，赵涛，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，神华宁夏煤业集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：