喷动流化床煤加压气化装置制造方法及图纸

喷动流化床煤加压气化装置是一种体积小、煤处理量大、气化效率高，对煤种的适应性好，粒径范围宽，适合处理目前机械化开采的碎煤的方法与装置，其将较大直径的喷动流化床子单元（１）并列设置在一个压力壳（３）内，构成一个大型的喷动流化床煤加压气化装置，喷动流化床子单元（１）的底部内设有流化板（７），底部外为共用的气化介质／高温燃气气室（６）和渣斗（９）；喷动流化床子单元（１）上方的悬浮空间（２）沿压力壳（３）圆周方向均匀分布多个与压力壳（３）轴线成１２°～１５°的返料口（１２），循环的飞灰通过返料口（１２）进入各子单元内；悬浮空间（２）的上部设有粗煤气出口（１１）；压力壳（３）的顶部装有防爆门（１４）。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
喷动流化床煤加压气化装置
本技术涉及一种喷动流化床煤加压气化装置的大型化方法与装置，属于流化床
技术背景煤气化是诸多新一代洁净煤技术的基础，如以煤气化为龙头的多联产能源系统、整体煤气化联合循环(IGCC)、加压部分气化燃气/蒸汽联合循环(PPGC-CC)，和以煤气化为基础的制氢与收集埋存CO2相耦合技术等。煤气化不仅可以很大程度上解决直接燃烧过程中的污染问题，而且能形成高价值的产品，在我国能源战略中起着非常重要的地位。当前国内外的煤气化装置向大型化发展，以提高单设备的生产能力，满足大型联合循环电站发电以及大规模多联产能源系统的需求。目前，移动床气化炉(如鲁奇炉)和气流床气化炉(如Texaco炉和Shell炉)已成功大型化，单炉日处理煤可达千吨以上，其中Texaco炉最大的一套日处理能力达2400吨，但这些气化炉的气固传热传质不够理想。流化床气化炉(如HTW炉、U-gas炉和KRW炉，其中U-gas炉和KRW炉属于喷动流化床气化炉，在流化床中有一股中心射流扰动，以加强床内的热质交换和传递，射流区的氧气含量高，主要发生燃烧反应，为周边环形区发生的气化反应提供能量)具有良好的传热和传质特性，气化效率高等优点，受到世界各国政府和研究机构的积极关注。然而，流化床煤气化炉都存在大型化的困难，最大日处理能力仅达800吨，特别是后两种炉型在放大到工业装置时均不成功，因为床径的增大使得中心喷动区和周边环形区的热质交换和传递变差。为满足新一代洁净煤技术的需求，世界各国特别是发达国家纷纷寻求新的思路，研制具备大规模处理能力的流化床煤气化装置。-->
技术实现思路
技术问题：针对喷动流化床煤气化炉大型化的困难，本专利技术旨在提供一种喷动流化床煤加压气化装置，该装置的体积小、煤处理量大、气化效率高，对煤种的适应性好，粒径范围宽，适合处理目前机械化开采的碎煤。技术方案：通过不断增加床体的直径来达到喷动流化床煤气化炉大型化的目的，从目前来看是有困难的，因为床径的增大使中心喷动区和周边环形区的热质交换和传递变差。本专利技术从另一个角度，提出一种喷动流化床煤加压气化装置的大型化方法与装置。其基本思路如下：将目前可成功运行的、较大直径的喷动流化床作为子单元，来构建一个大型的喷动流化床煤加压气化装置。该装置下部的密相区为多个独立的喷动流化床子单元紧密构成，上部的稀相区为一个共用的悬浮空间。煤的气化反应在各自的单元内完成，单元之间互不干扰。该技术路线很大程度上改善了床径增大以后两区之间热质交换和传递变差的问题，使单炉的煤处理量大幅度增大，从而实现大型化。具体方法是将较大直径的喷动流化床子单元并列设置在一个压力壳内，构成一个大型的喷动流化床煤加压气化装置，该装置下部的密相区由多个子单元紧密构成，单元数大于3，煤的气化反应在各自的单元内完成，单元之间互不干扰；上部的稀相区为一个共用的悬浮空间。该装置是将较大直径的喷动流化床子单元并列设置在一个压力壳内，构成一个大型的喷动流化床煤加压气化装置，该装置下部的密相区由多个子单元紧密构成，被套在密相区壳体内，喷动流化床子单元的底部内设有流化板，底部外为共用的气化介质/高温燃气气室和渣斗；该装置上部的稀相区为一个共用的悬浮空间，喷动流化床子单元上方的悬浮空间沿压力壳圆周方向均匀分布多个与压力壳轴线成12°～15°的返料口，分别对应于多个喷动流化床子单元，循环的飞灰通过返料口进入各子单元内；悬浮空间的上部设有粗煤气出口；压力壳的顶部装有防爆门。所述的喷动流化床子单元的流化板为锥角60°的圆台面均匀拓孔而成，上部为斜孔，下部为直孔，总开孔率为1.1％～1.25％。有益效果：本技术的装置与方法具有如下的特色及优点：1、与传统增加床体的直径来达到流化床煤气化炉大型化的思路不同，本专利技术提出：将目前可成功运行的、较大直径的喷动流化床作为子单元，来构建一个大型的喷动流化床煤加压气化装置；装置下部的密相区由多个独立运行的喷-->动流化床子单元(单元数大于3)紧密构成、上部的稀相区为一个共用的悬浮空间的思路来实现大型化。2、本专利技术的大型喷动流化床煤加压气化装置，克服了密相区由于直径增大带来的流动和传热传质恶化的缺点。3、喷动流化床子单元采用了与传统结构不同的异型结构流化板，可加强射流区和周边环形区的热质传递。4、采用加压气化，装置的体积小、煤处理量大、气化效率高。5、对煤种的适应性好，粒径范围宽，适合处理目前机械化开采的碎煤。而移动床气化炉只能处理块煤，气流床气化炉只适合处理煤粉，对煤粉制备系统要求也较高。附图说明图1是本技术的大型喷动流化床煤加压气化装置结构示意图。图2是本技术装置的密相区横截面的示意图。图3是喷动流化床子单元1的结构示意图。图4是喷动流化床子单元1中流化板7的结构示意图。图5是本技术的大型喷动流化床煤加压气化装置实施系统示意图。以上的图中有：喷动流化床子单元1、悬浮段2、压力壳3、气化介质入口4、高温燃气进口5、气化介质/高温燃气气室6、流化板7、喷动管8、渣斗9、排渣口10、粗煤气出口11、返料口12、保温层13、防爆门14、混合器15、启动燃烧室16、粗煤气冷却室17、飞灰分离装置18、返料器19、煤气净化装置20、灰污收集罐21和水冷排渣装置22、排料管23、浇注料24、密相区壳体25、筒体26、圆台面27、直孔28、斜孔29。煤A、脱硫剂B、燃料C、空气D、高温燃气E、过热蒸汽F、高度预热空气G、气化剂H、粗煤气I、飞灰J、煤气K、精煤气L、杂质M、灰渣N。具体实施方式下面参照图1～图4具体说明本技术的技术路线和目标的实现：该大型喷动流化床煤加压气化装置下部的密相区由4个喷动流化床子单元1组成，套在密相区壳体25内，在密相区横截面视图2上，喷动流化床子单元1的中心连线成正方形；子单元之间以及子单元与密相区壳体25之间的空隙用浇-->注料24浇注，浇注的高度从流化板7顶端至这些子单元的出口处；喷动流化床子单元1是筒体26直径为2m、高为6m的喷动流化床，筒体26内壁浇注一层100mm厚的耐热耐磨层(白刚玉或棕刚玉)；排渣管23的中间套有直径为0.2m的喷动管8，喷动管8的出口与排渣管23的入口在同一水平面上；从排渣管23的底面往上，喷动流化床子单元1的总高度为6m，材质为厚10mm的不锈钢(1Cr18Ni9Ti)。流化板7顶端与喷动流化床子单元1的底部之间有一个各单元共用的气化介质/高温燃气气室6，气室的一侧开有气化介质入口4，另一侧开有高温燃气进口5，运行时高温燃气和气化剂由此进入气室6后，再通过流化板7分别进入各子单元。流化板7是由锥角60°的圆台面27上拓孔而成的与传统结构不同的异型结构流化板；圆台顶面直径为2m、底面直径为0.8m、高度为1.04m、台面的厚度为110mm，拓有25层小孔而成，其中下部20层为直孔28、下部5层为斜孔29，小孔的直径为5mm，小孔在圆台面的展开图上呈均匀分布，总开孔率为1.2％；气化介质入口4和高温燃气进口5均为DN500的钢管，材质为1Cr18Ni9Ti。各喷动流化床子单元1的渣先由流化板7底部的排渣管23排入气化介质/高温燃气气室6下方的渣斗9，再由底部的排渣口10排出床内。子单元的排渣管23的直径为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷动流化床煤加压气化装置，其特征在于：将较大直径的喷动流化床子单元（１）并列设置在一个压力壳（３）内，构成一个大型的喷动流化床煤加压气化装置，该装置下部的密相区由多个子单元（１）紧密构成，被套在密相区壳体（２５）内，喷动流化床子单元（１）的底部内设有流化板（７），底部外为共用的气化介质／高温燃气气室（６）和渣斗（９）；该装置上部的稀相区为一个共用的悬浮空间（２），喷动流化床子单元（１）上方的悬浮空间（２）沿压力壳（３）圆周方向均匀分布多个与压力壳（３）轴线成１２°～１５°的返料口（１２），分别对应于多个喷动流化床子单元（１），循环的飞灰通过返料口（１２）进入各子单元内；悬浮空间（２）的上部设有粗煤气出口（１１）；压力壳（３）的顶部装有防爆门（１４）。

【技术特征摘要】
1、一种喷动流化床煤加压气化装置，其特征在于：将较大直径的喷动流化床子单元(1)并列设置在一个压力壳(3)内，构成一个大型的喷动流化床煤加压气化装置，该装置下部的密相区由多个子单元(1)紧密构成，被套在密相区壳体(25)内，喷动流化床子单元(1)的底部内设有流化板(7)，底部外为共用的气化介质/高温燃气气室(6)和渣斗(9)；该装置上部的稀相区为一个共用的悬浮空间(2)，喷动流化床子单元(1)上方的悬浮空间(2)沿压力壳(3)圆周方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟文琪，章文耀，金保升，肖睿，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]