一种废锅除灰一体式煤气化炉制造技术

本发明专利技术提供了一种废锅除灰一体式煤气化炉，包括壳体、气化室、辐射废锅、激冷室、密封板、三位一体除灰装置。气化室、辐射废锅、激冷室均位于壳体内部，且由上至下沿壳体的轴线依次排列布置。本发明专利技术的废锅除灰一体式煤气化炉对高温合成气/熔渣中的显热进行分段回收，生产高压过热蒸汽和高压饱和蒸汽，蒸汽品质更好，能源回收利用率更高。通过除灰设备及辐射废锅水冷壁的合理布局，实现了在充分除灰的同时对合成气进行降温，并保证合成气的水气比，使合成气可以直接进入变换工段，节省了后续的文丘里、洗涤塔等设备，减少了设备投资。

An integrated gasification furnace for ash removal from waste boiler

The invention provides a waste boiler ash removal integrated coal gasifier, which comprises a shell, a gasification chamber, a radiation waste boiler, a chilling chamber, a sealing plate and a trinity ash removal device. The gasification chamber, the radiation waste pot and the chilling chamber are all located inside the shell and arranged in sequence along the axis of the shell from top to bottom. The waste boiler ash removal integrative coal gasifier of the invention recovers sensible heat in high temperature syngas/slag by stages, produces high pressure superheated steam and high pressure saturated steam, and has better steam quality and higher energy recovery utilization rate. Through reasonable arrangement of ash removal equipment and water wall of radiation waste boiler, the temperature of syngas is lowered while fully ash removal is carried out, and the water-gas ratio of syngas is ensured, so that syngas can be directly entered into the shift section, and subsequent equipment such as Venturi and scrubbing tower are saved, and equipment investment is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种废锅除灰一体式煤气化炉
本专利技术属于煤气化生产设备领域，特别涉及一种废锅除灰一体式煤气化炉。
技术介绍
煤炭是我国的主体能源，担负着全社会60%以上的能源供应任务。随着低碳经济发展和环境治理力度的加大，煤炭作为化石能源面临的环境压力越来越大，因此，高效、清洁的煤气化技术是我国经济和社会可持续发展必然的战略选择，是保证我国能源稳定可靠供应以及可持续发展的重要基础。气流床气化技术是现代煤化工主流技术。国外的气流床气化技术主要有荷兰的Shell粉煤加压气化技术、西门子GSP气化技术、科林CCG粉煤加压气化技术、德士古气化炉；国内的气化技术主要有航天HT-L炉、神宁炉、东方炉、华能两段式加压气化炉、多喷嘴气化炉等。干煤粉煤气化技术因煤种适用性广、气化效率高是目前煤气化技术中的主要选择。现阶段国内在运行气化技术，以激冷流程、废锅流程为主。激冷流程具有投资低、操作维护简单的优势，但是，激冷流程煤气化技术存在能源利用率低、水耗高的缺点。废锅流程的优势是能源回收利用率高，缺点是投资高、对煤质要求高、废锅系统维护困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种废锅除灰一体式煤气化炉，既可以使用干煤粉气化，也可以使用水煤浆气化，并且解决了水煤浆气化技术对煤质要求高的缺点。本专利技术煤种适用性广，气化效率高，利用高温辐射废锅合成气中的气化显热，提高煤气化过程中的热量回收率，同时在废锅内部完成合成气除尘、除渣、降温，减少了后续文丘里、碳洗塔等设备，气化效率高，达到节能节水、高效环保的目的。本专利技术的废锅除灰一体式煤气化炉包括壳体、气化室、辐射废锅、激冷室、密封板、三位一体除灰装置，其中气化室、辐射废锅、激冷室均位于壳体内部，且由上至下沿壳体的轴线依次排列布置；气化室包括膜式水冷壁、燃烧器、气渣出口、导流件；燃烧器采用顶置1个燃烧器、或侧置4个燃烧器、或顶置1个燃烧器同时侧置4个燃烧器的方式，以适应不同投煤量的需求；侧置的4个燃烧器在气化室1/2～2/3高度处沿气化室圆周均匀分布；气渣出口位于气化室底部，气渣出口为三段内径依次增大的圆筒的叠加，三段圆筒同轴布置，其中，上层圆筒顶部与气化室底部连接，中间圆筒的上、下两端分别与上层圆筒底部、下层圆筒顶部连接，下层圆筒底部与辐射废锅顶部连接处设有导流件；导流件呈底面封闭的双层筒状，导流件内侧筒壁是下层圆筒的延伸，导流件外侧筒壁的顶端与辐射废锅筒形水冷壁顶部连接，导流件外侧筒壁的底端高于导流件内侧筒壁的底端，导流件内、外侧筒壁的底端通过一导流斜面连接，导流斜面与水平线的夹角α为5°～30°；辐射废锅包括筒形水冷壁、翅片水冷壁、倒锥形护板、降温喷头，筒形水冷壁顶部呈水平状，底部为倒锥形护板，翅片水冷壁分为上下两段，每段各含有2～10个，且各段中的翅片水冷壁均沿筒形水冷壁内壁竖向均匀设置；翅片水冷壁下方的倒锥形护板上设有两层降温喷头，每层降温喷头的数量为8～20个，且沿倒锥形护板内壁面圆周均匀分布；激冷室包括降气筒、支撑板或上升筒、合成气出口，其中，降气筒的入口与倒锥形护板的出口连通，降气筒的出口位于激冷水浴中；密封板为圆环形，密封板的内圆、外圆圆周分别焊接于降气筒的外壁以及壳体的内壁；合成气出口位于密封板与激冷水浴液面之间；三位一体除灰装置包括吹扫除灰装置、声波除灰装置、振打除灰装置；所述吹扫除灰装置数量为2～8个，布置在气渣出口外侧和密封板上侧；所述声波除灰装置数量为2～4个，布置在筒形水冷壁顶部水平段、翅片水冷壁的上方；振打除灰装置数量为2～8个，布置在壳体与筒形水冷壁之间的空腔内。本专利技术的气化炉辐射废锅采用筒形水冷壁、两段式翅片水冷壁的组合，可同时产生高压饱和蒸汽和过热蒸汽，极大的提高了热量回收利用效率。煤气化炉使用煤质灰分低时，激冷室采用支撑板的结构；煤气化炉使用煤质灰分高时，激冷室采用上升筒的结构，上升筒可以对出激冷池的合成气进行导流，进一步除灰。进一步地，所述导流件底部斜面与水平线的夹角α为15°。进一步地，所述气渣出口上层圆筒的直径为Φ400mm～500mm、中间圆筒的直径为Φ700mm～800mm、下层圆筒的直径为Φ950mm～1000mm；上层圆筒的高度为980mm～1020m、中间圆筒的高度为810mm～850mm、下层圆筒的高度为310mm～350mm。本专利技术的废锅除灰一体式煤气化炉采用三段平推式气渣出口与导流件配合，控制气化室气渣向辐射废锅的喷射角度和强度，防止熔渣喷溅、堆积到辐射废锅水冷壁的顶部以及翅片水冷壁的顶部；进一步通过合理控制气渣出口上、中、下段圆筒的高径比以及导流件斜面导流角度，实现了气化室与辐射废锅的良好的耦合连接。进一步地，所述吹扫除灰装置数量为4个，在气渣出口外侧和密封板上侧各均匀布置2个；所述声波除灰装置数量为3个，均匀布置在筒形水冷壁顶部水平段、翅片水冷壁的上方；振打除灰装置数量为6个，其中每2个为一组，每组中的2个振打除灰装置位于筒形水冷壁直径的两端，相邻每组所在直径间相互程90°夹角，布置在筒形水冷壁2/3、1/2、1/3高度处圆周上。吹扫除灰装置布置在气化炉壳体与气化室模式水冷壁、辐射废锅筒形水冷壁、密封板构成的密封空间内，清除该密封空间的少量渣灰。翅片式水冷壁可以极大的增强换热效率，但翅片式结构不利于清渣、清灰，因此限制了其在辐射废锅中的应用。本专利技术的三位一体除灰装置中，将声波除灰装置均匀布置在筒形水冷壁顶部，该位置同时也是翅片水冷壁的上方，可以对辐射废锅顶部区域的灰渣起到很好的清除作用，避免水冷壁积灰，增强换热效果。进一步地，所述两段式翅片水冷壁中，上段翅片水冷壁的宽度大于下段翅片水冷壁的宽度。上段翅片水冷壁的宽度大，下段翅片水冷壁的宽度小，从而在辐射废锅内部形成了一个扩口的换热面，同时与辐射废锅倒锥形护板构成了一个气渣流动缓冲区，便于降温喷头更充分地对气渣喷淋降温，更有利于熔渣沉积、提高系统的除灰率，此外，还可以有效避免CaCl2、Na2O、K2O等在其上黏结堵塞。进一步地，导流件内侧筒壁、导流件斜面、导流件外侧筒壁由水冷管盘制。进一步地，气渣出口的三段同轴布置的圆筒为盘管水冷壁，且盘管与导流件的水冷管相接。导流件的水冷管可以与气渣出口的水冷管一体制作，增强导流件的稳定性，简化制作工序。进一步地，降气筒的入口处设有激冷环。激冷环可进一步保护降气筒不被高温灰渣烧穿，同时配合降温喷头对出辐射废锅的气渣进一步冷却、除灰。进一步地，膜式水冷壁为螺旋盘管式水冷壁，膜式水冷壁的内壁涂饰碳化硅，气渣出口的内壁涂饰有耐火材料。进一步地，还包括集气箱、集水箱，所述集气箱位于筒形水冷壁、翅片水冷壁的上部；所述集水箱位于筒形水冷壁、翅片水冷壁的下部。集气箱、集水箱与汽包连接，提供高压蒸汽和高压饱和蒸汽。本专利技术具有的优点和积极效果是：（1）辐射废锅采用的两段式水冷壁，可分别产生高压过热蒸汽和高压饱和蒸汽，极大的提高了高品质热量回收利用效率；（2）三位一体除灰装置，解决了辐射废锅水冷壁的积灰的行业问题；（3）气化室气渣出口与导流件的设计解决了冷壁式气化室与辐射废锅之间的耦合连接问题；（4）采用冷壁式气化/燃烧室，提高了气化/燃烧室的反应温度，使得水煤浆气化技术可以使用高灰熔点、高灰分的煤种，解决了水煤浆气化炉对煤质要求高的问题；（5）将半废锅半激冷流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废锅除灰一体式煤气化炉，其特征在于：包括壳体（5）、气化室（1）、辐射废锅（2）、激冷室（3）、密封板（23）、三位一体除灰装置，其中气化室（1）、辐射废锅（2）、激冷室（3）均位于壳体内部，且由上至下沿壳体的轴线依次排列布置；气化室（1）包括膜式水冷壁（15）、燃烧器（11）、气渣出口（12）、导流件（13）；燃烧器（11）采用顶置1个燃烧器、或侧置4个燃烧器、或顶置1个燃烧器同时侧置4个燃烧器的方式，以适应不同投煤量的需求；侧置的4个燃烧器在气化室（1）1/2～2/3高度处沿气化室（1）圆周均匀分布；气渣出口（12）位于气化室（1）底部，气渣出口（12）为三段内径依次增大的圆筒的叠加，三段圆筒同轴布置，其中，上层圆筒（121）顶部与气化室（1）底部连接，中间圆筒（122）的上、下两端分别与上层圆筒（121）底部、下层圆筒（123）顶部连接，下层圆筒（123）底部与辐射废锅（2）顶部连接处设有导流件（13）；导流件（13）呈底面封闭的双层筒状，导流件内侧筒壁（131）是下层圆筒（123）的延伸，导流件外侧筒壁（132）的顶端与辐射废锅（2）筒形水冷壁（25）顶部连接，导流件外侧筒壁（132）的底端高于导流件内侧筒壁（131）的底端，导流件（13）内、外侧筒壁的底端通过一导流斜面（133）连接，导流斜面（133）与水平线的夹角α为5°～30°；辐射废锅（2）包括筒形水冷壁（25）、翅片水冷壁（26）、倒锥形护板（27）、降温喷头（37），筒形水冷壁（25）顶部呈水平状，底部为倒锥形护板（27），翅片水冷壁（26）分为上下两段，每段各含有2～10个，且各段中的翅片水冷壁（26）均沿筒形水冷壁（25）内壁竖向均匀设置；翅片水冷壁（26）下方的倒锥形护板（27）上设有两层降温喷头（37），每层降温喷头（37）的数量为8～20个，且沿倒锥形护板（27）内壁面圆周均匀分布；激冷室（3）包括降气筒（32）、支撑板（36）或上升筒（38）、合成气出口（35），其中，降气筒（32）的入口与倒锥形护板（27）的出口连通，降气筒（32）的出口位于激冷水浴（33）中；密封板（23）为圆环形，密封板（23）的内圆、外圆圆周分别焊接于降气筒（32）的外壁以及壳体（5）的内壁；合成气出口（35）位于密封板（23）与激冷水浴（33）液面之间；三位一体除灰装置包括吹扫除灰装置（41）、声波除灰装置（42）、振打除灰装置（43）；所述吹扫除灰装置（41）数量为2～8个，布置在气渣出口（12）外侧和密封板（23）上侧；所述声波除灰装置（42）数量为2～4个，布置在筒形水冷壁（25）顶部水平段、翅片水冷壁（26）的上方；振打除灰装置（43）数量为2～8个，布置在壳体（5）与筒形水冷壁（25）之间的空腔内。...

【技术特征摘要】
1.一种废锅除灰一体式煤气化炉，其特征在于：包括壳体（5）、气化室（1）、辐射废锅（2）、激冷室（3）、密封板（23）、三位一体除灰装置，其中气化室（1）、辐射废锅（2）、激冷室（3）均位于壳体内部，且由上至下沿壳体的轴线依次排列布置；气化室（1）包括膜式水冷壁（15）、燃烧器（11）、气渣出口（12）、导流件（13）；燃烧器（11）采用顶置1个燃烧器、或侧置4个燃烧器、或顶置1个燃烧器同时侧置4个燃烧器的方式，以适应不同投煤量的需求；侧置的4个燃烧器在气化室（1）1/2～2/3高度处沿气化室（1）圆周均匀分布；气渣出口（12）位于气化室（1）底部，气渣出口（12）为三段内径依次增大的圆筒的叠加，三段圆筒同轴布置，其中，上层圆筒（121）顶部与气化室（1）底部连接，中间圆筒（122）的上、下两端分别与上层圆筒（121）底部、下层圆筒（123）顶部连接，下层圆筒（123）底部与辐射废锅（2）顶部连接处设有导流件（13）；导流件（13）呈底面封闭的双层筒状，导流件内侧筒壁（131）是下层圆筒（123）的延伸，导流件外侧筒壁（132）的顶端与辐射废锅（2）筒形水冷壁（25）顶部连接，导流件外侧筒壁（132）的底端高于导流件内侧筒壁（131）的底端，导流件（13）内、外侧筒壁的底端通过一导流斜面（133）连接，导流斜面（133）与水平线的夹角α为5°～30°；辐射废锅（2）包括筒形水冷壁（25）、翅片水冷壁（26）、倒锥形护板（27）、降温喷头（37），筒形水冷壁（25）顶部呈水平状，底部为倒锥形护板（27），翅片水冷壁（26）分为上下两段，每段各含有2～10个，且各段中的翅片水冷壁（26）均沿筒形水冷壁（25）内壁竖向均匀设置；翅片水冷壁（26）下方的倒锥形护板（27）上设有两层降温喷头（37），每层降温喷头（37）的数量为8～20个，且沿倒锥形护板（27）内壁面圆周均匀分布；激冷室（3）包括降气筒（32）、支撑板（36）或上升筒（38）、合成气出口（35），其中，降气筒（32）的入口与倒锥形护板（27）的出口连通，降气筒（32）的出口位于激冷水浴（33）中；密封板（23）为圆环形，密封板（23）的内圆、外圆圆周分别焊接于降气筒（32）的外壁以及壳体（5）的内壁；合成气出口（35）位于密封板（23）与激冷水浴（33）液面之间；三位一体除灰装置包括吹扫除灰装置（41）、声波除灰装置（42）、振打除灰装置（43）；所述吹扫除灰装置（41）数量为2～8个，布置在气渣出口（12）外侧和密封板（23）上侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚敏，匡建平，焦洪桥，刘水刚，苏智彬，聂杰，白云波，张亚宁，郭中山，杨加义，李刚健，黄斌，李晓东，庞忠荣，白海，
申请(专利权)人：宁夏神耀科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64