一种气流床气化炉制造技术

本发明专利技术公开了一种气流床气化炉，本发明专利技术的气流床气化炉包括一气化室和一可拆卸地连接于气化室底部的辐射废锅，气化室的顶部设有主工艺烧嘴，气化室具有一炉体，炉体外壁上设有若干排副工艺烧嘴，炉体内设有炉膛，炉体与炉膛之间设有气化室冷却壁，辐射废锅的外壁上、中心轴线处分别设有外层冷却壁、内层冷却壁；辐射废锅的底部设有一渣池，并连通一循环水管路，用以向渣池内补充渣池循环水。本发明专利技术提供的气流床气化炉气化效率高、安全性高、清洁环保、操作简便、启停快速。

【技术实现步骤摘要】
一种气流床气化炉
本专利技术属于工业燃气制备
，具体涉及一种气流床气化炉。
技术介绍
我国分布广泛的筑路、建筑、建材、交通、陶瓷、玻璃、冶金、机械制造和轻纺等行业有大量的工业燃气的需求，用于加热各种窑、炉或直接加热产品或半成品。这些行业的工业燃气需求具有热值较低、负荷变化大、规模较小、分布零散的特点。这些特点使得工业燃气用户难以与民用工业燃气网路连接，往往采用分布式工业燃气制备与应用方式，即由生产企业建立独立的小型人工工业燃气制备装置满足自身工业燃气消耗需要。加之国内天然气资源有限、价格较高，因此采用储量丰富的煤炭通过气化技术制取并提供稳定的人工工业燃气，是符合我国国情且能够满足国内日益增长的工业燃气需求的一条重要途径。目前煤气化制工业燃气技术主要有固定床、流化床和气流床三种流派。目前小规模工业燃气制备采用较多的是固定床气化技术，该技术开发应用时间较早，主要存在煤种适应性差、碳转化率低、工业燃气净化难、环境污染严重等缺点，无法满足国家煤炭高效清洁利用的能源和环境要求。相比固定床，流化床气化技术煤种适应性较好、炉内温度分布均匀。但是其飞灰循环量大、对原料粒度分布要求较高、流态化状态难以控制、操作难度大，这些缺点都限制了流化床技术的应用和发展。目前最为成熟的是气流床煤气化技术，其煤种适应性强、碳转化率高、环境污染小，已成为煤气化技术主要的发展方向。但是，现有的气流床气化炉主要为大型化和高温、高压条件的化工生产而设计，具有如下特点：1、下游合成均为带压操作，要求气化装置高压操作以便与下游工艺衔接；2、重点追求合成气品质，特别是CO和H2等有效气含量。因此，现有工艺采用纯氧气化，冷煤气效率高；3、现有工艺需求合成气中的水蒸气含量(便于下游CO变换制H2)，普遍采用激冷工艺。使得副产蒸汽量降低，且增加庞大的渣水处理系统。这些特点使得现有气流床气化工艺投资巨大、操作复杂、安全联锁系统要求高，并不符合工业燃气制备用户要求气化工艺简单、气化炉体积小、反应效率高、安全性高、清洁环保、操作简便、启停快速的需求，无法将现有煤化工技术直接应用于燃气制备领域。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有的气流床气化炉主要应用于大型化、高温、高压条件下的化工生产，导致投资巨大、操作复杂、安全联锁系统要求高而不适用于低压、小型化工业燃气制备的缺陷，提供了一种气流床气化炉，本专利技术提供的气流床气化炉成本低、高效、安全，适用于工业化推广。本专利技术是通过如下技术方案解决上述技术问题的：本专利技术提供了一种气流床气化炉，其包括一气化室和一可拆卸地连接于所述气化室底部的辐射废锅，所述气化室的顶部设有一主工艺烧嘴，所述气化室具有一炉体，所述炉体的外壁上垂直穿设有若干排副工艺烧嘴，所述炉体内设有一炉膛，所述炉体与所述炉膛之间设有一气化室冷却壁，所述炉膛的底部设有一气化室出口；所述辐射废锅包括一进料口、一渣水出口和一工业燃气出口，所述进料口、所述渣水出口和所述工业燃气出口分别设于所述辐射废锅的顶部、底部和中上部，所述进料口与所述气化室出口相连通，所述辐射废锅的外壁上、中心轴线处分别设有一外层冷却壁、一内层冷却壁；所述辐射废锅的底部设有一渣池，并连通一循环水管路，通过渣水循环口向渣池内补充渣池循环水。本专利技术中，所述气流床气化炉的气化室和辐射废锅可使用同一金属壳体或分别使用单独的金属壳体；当二者分别使用单独的金属壳体时，较佳地，二者通过法兰连接。本专利技术中，所述炉膛由一半球形空间、一直筒段及一锥段依次连接而成；所述半球形空间顶部设置有所述主工艺烧嘴，所述锥段连接所述气化室出口，所述半球形空间、所述直筒段和所述锥段连接处的内径相等；所述炉膛内发生气化反应，产生工业燃气及熔渣，所述工业燃气及所述熔渣进入所述气化室出口；所述直筒段的高径比为本领域常规，较佳地为(2～10)：1，更佳地为(3～5)：1。本专利技术中，所述气化室出口的直径与所述炉膛的内径的比例关系为本领域常规，较佳地，所述气化室出口的直径为所述炉膛的内径的0.2～0.6倍。本专利技术中，所述辐射废锅由一上锥段、一圆柱段及一下锥段依次连接而成；所述上锥段顶部设置有所述进料口，所述工业燃气出口设置于所述圆柱段的上部的壁面上，所述下锥段设置有所述渣池，所述渣水出口设置于所述下锥段的底部，所述循环水管路设置于所述渣池的中部；所述上锥段、所述圆柱段及所述下锥段连接处的内径相等。其中，所述上锥段的锥面与所述辐射废锅的轴向的夹角较佳地为30°～60°；所述下锥段的锥面与所述辐射废锅的轴向的夹角较佳地为30～60°，更佳地为40～50°。其中，所述圆柱段的高径比为本领域常规，较佳地为(2～8)：1。本专利技术中，所述辐射废锅设有所述内层冷却壁和所述外层冷却壁，所述外层冷却壁设置于所述辐射废锅的金属壳体内侧，所述内层冷却壁设置于所述辐射废锅的内部，为竖直放置的圆筒状；所述进料口与所述气化室出口相连通，由所述气化室出口进入所述进料口的工业燃气和熔渣经所述内层冷却壁初步冷却后从内层冷却壁下端流出，熔渣经初步冷却后变为固化灰渣落入辐射废锅下部渣水中通过渣水出口排出，工业燃气向上折返后进入内层冷却壁与外层冷却壁间的夹层，经所述夹层进一步冷却后由所述工业燃气出口排出。其中，所述内层冷却壁的内径较佳地为所述气化室出口内径的2～5倍，所述内层冷却壁的高径比较佳地为(3～10)：1。本专利技术中，所述工艺烧嘴为具有多个通道的复合式设备，用于将气化原料和/或气化剂以射流形式引入气化室，利用射流高速剪切作用实现雾化和弥散，强化物料混合。其中，所述主工艺烧嘴用于气化炉开工点火及正常进料；根据实际的设计工况，所述主工艺烧嘴可作为气化原料和/或气化剂的入口。所述副工艺烧嘴排布于所述气化室的炉壁的四周，根据实际的设计工况，分为1～4排，所述的副工艺烧嘴的任一排均匀分布于炉壁同一横截面上，每排包含4、6或8个副工艺烧嘴；所述副工艺烧嘴作为气化剂入口；所述副工艺烧嘴与气化炉的径向夹角为0～10°，可根据工艺条件的需要控制气化炉小角度旋流-撞击流流场的旋流度。本专利技术中，所述气化室冷却壁、内层冷却壁、外层冷却壁可分别选自冷却夹套或水冷管，其作用在于隔绝气化室内、辐射废锅内高温，保护金属壳体，冷却工业燃气及熔渣。所述水冷管为盘管式水冷管或列管式水冷管。较佳地，所述气化室冷却壁为气化室冷却夹套，所述气化室冷却夹套是由气化炉金属壳体与气化室冷却夹套壳体构成的环形空间，其内部设置有导流片，并充满导热介质；导热介质通过环形空间内的导流片均匀、稳定地流动；所述导热介质为本领域常规，较佳地为水、导热油或熔盐。所述气化室冷却夹套的壁面结构按从炉膛中心向外依次分布耐火材料、耐火涂层、气化室冷却夹套金属壁、导热介质通道、气化炉金属壳体，所述冷却夹套金属壁向炉膛一侧焊有销钉，用以加固耐火材料，以防止其脱落。较佳地，所述外层冷却装置为外层冷却夹套，所述内层冷却装置为内层冷却夹套。所述内层冷却夹套、所述外层冷却夹套的结构与所述气化室冷却夹套的结构相似，其内部均设置有导流片，并充满导热介质，所述导热介质为本领域常规，较佳地为水、导热油或熔盐。当气化炉或导热介质压力较高时，所述气化室冷却壁、内层冷却壁和外层冷却壁均选用水冷管。所述气化室的水冷管的壁面结构按从炉膛中心向外依次分布耐火材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气流床气化炉，其特征在于，其包括一气化室和一可拆卸地连接于所述气化室底部的辐射废锅，所述气化室的顶部设有一主工艺烧嘴，所述气化室具有一炉体，所述炉体的外壁上垂直穿设有若干排副工艺烧嘴，所述炉体内设有一炉膛，所述炉体与所述炉膛之间设有一气化室冷却壁，所述炉膛的底部设有一气化室出口；所述辐射废锅包括一进料口、一渣水出口和一工业燃气出口，所述进料口、所述渣水出口和所述工业燃气出口分别设于所述辐射废锅的顶部、底部和中上部，所述进料口与所述气化室出口相连通，所述辐射废锅的外壁上、中心轴线处分别设有一外层冷却壁、一内层冷却壁；所述辐射废锅的底部设有一渣池，并连通一循环水管路，通过渣水循环口向渣池内补充渣池循环水。

【技术特征摘要】
1.一种气流床气化炉，其特征在于，其包括一气化室和一可拆卸地连接于所述气化室底部的辐射废锅，所述气化室的顶部设有一主工艺烧嘴，所述气化室具有一炉体，所述炉体的外壁上垂直穿设有若干排副工艺烧嘴，所述炉体内设有一炉膛，所述炉体与所述炉膛之间设有一气化室冷却壁，所述炉膛的底部设有一气化室出口；所述辐射废锅包括一进料口、一渣水出口和一工业燃气出口，所述进料口、所述渣水出口和所述工业燃气出口分别设于所述辐射废锅的顶部、底部和中上部，所述进料口与所述气化室出口相连通，所述辐射废锅的外壁上、中心轴线处分别设有一外层冷却壁、一内层冷却壁；所述辐射废锅的底部设有一渣池，并连通一循环水管路，通过渣水循环口向渣池内补充渣池循环水。2.如权利要求1所述的气流床气化炉，其特征在于，所述炉膛由一半球形空间、一直筒段及一锥段依次连接而成；所述半球形空间顶部设置有所述主工艺烧嘴，所述锥段连接所述气化室出口，所述半球形空间、所述直筒段和所述锥段连接处的内径相等；所述直筒段的高径比为(2～10)：1，较佳地为(3～5)：1。3.如权利要求1所述的气流床气化炉，其特征在于，所述辐射废锅由一上锥段、一圆柱段及一下锥段依次连接而成；所述上锥段顶部设置有所述进料口，所述工业燃气出口设置于所述圆柱段的上部的壁面上，所述下锥段设置有所述渣池，所述渣水出口设置于所述下锥段的底部，所述循环水管路设置于所述渣池的中部；所述上锥段、所述圆柱段及所述下锥段连接处的内径相等；所述上锥段的锥面与所述辐射废锅的轴向的夹角为30°～60°；所述下锥段的锥面与所述辐射废锅的轴向的夹角为30～60°，较佳地为40...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，刘海峰，梁钦锋，许建良，郭晓镭，代正华，李伟锋，王剑峰，龚欣，于广锁，王辅臣，王亦飞，陈雪莉，郭庆华，王兴军，陆海峰，赵辉，龚岩，刘霞，
申请(专利权)人：上海熠能燃气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31