低热值固体燃料弥散气化器制造技术

低热值固体燃料弥散气化器，主要包括壳体(1)，调速器(2)，细圆管状点火烧嘴(3)和圆锥形钝体(4)。壳体(1)底部内壁面为倒置式圆锥台斜面。调速器(2)主要包括倒置式圆锥台斜面和立式圆柱筒，能上下移动。壳体(1)底部内壁面和调速器(2)圆锥台斜面平行并围成气化剂通道，调速器(2)圆柱筒为燃料通道。和调速器(2)同轴线的点火烧嘴(3)沿钝体(4)中心轴线穿过钝体(4)，钝体(4)顶点和壳体(1)底面中心重合。以生物质或粉煤为主的化肥煤制合成气，电力(IGCC)和城市煤气等可使用本发明专利技术。本发明专利技术节能经济效益显著，下料系统简单，调控简便，CO+H2含量89～92％，碳转化率＞99％，煤气化热效率高达95％，煤气热值达到中热值水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有强化气粒两相混合、均勻分布燃料颗粒和弥散均勻气化等特征的低热值固体燃料弥散气化器，适用于以生物质燃料或低热值煤等低热值固体燃料为主的民用合成燃气，化工化肥行业煤制合成气，电力(IGCC)和城市煤气化等领域使用。
技术介绍
传统煤气化原料以块煤为主。块煤气化装置普遍存在的缺陷有气化剂气流和块煤接触的表面积有限；块煤空隙分布不均勻导致气化剂气流分布不均勻，出现局部火焰和局部高温，相当多的二氧化碳气体未被还原而流出炉膛。为了克服这两个缺陷， 气化操作时往往供给大大过量的气化剂，结果煤气中含有大量过剩的氮气、氧气和二氧化碳气体，煤气热值不高(低热值煤气)。解决块煤气化技术不足的途径在于原料改为粉末颗粒，并使得颗粒和气化剂混合均勻。专利0^27056. 8公开了一种粉煤加压气化系统，原料为粉煤，但使用了多个喷嘴，多喷嘴形成撞击流以强化混合和热质传递过程，显然气粒混合均勻性差，系统操作调控复杂，且需加压，既存在安全隐患，又加大了日常运行费用。专利 98110616. 1公开了一种多喷嘴对置式水煤浆或煤粉气化炉，在炉体周边同一水平面或多个水平面对称设置多喷嘴对置的两个或两个以上的喷嘴，显然存在气固混合不均勻、颗粒分布不均勻、系统复杂且调控困难。专利200510031316. 8公开了一种高温闪速气化装置和工艺，在水平喷出的辅助气流作用下燃料颗粒由自由下落改为水平分散，除结构完全不同外， 气化剂气流流速不可调节，且需要高压辅助气流才能运行工作。开发结构简单、调控性好、 气固混合均勻、气化性能指标先进的以生物质和粉煤为主的低热值粉末状固体燃料气化技术和装置，具有良好的经济效益和社会效益，也适应当今节能减排形势需要。
技术实现思路
为了克服传统块煤气化中的气固两相接触面积小，气化剂气流分布不均勻，存在局部火焰，二氧化碳还原不彻底等缺点，本专利技术提供一种具有气粒混合均勻、气粒混合调控范围宽、炉内燃料分布均勻，炉内气化反应均勻、无明显火焰等特征的低热值固体燃料弥散气化器。低热值固体燃料弥散气化器，主要包括壳体，调速器，细圆管状点火烧嘴和圆锥形钝体，壳体底部内壁面为倒置式圆锥台斜面，调速器主要包括倒置式圆锥台斜面和立式圆柱筒，调速器圆柱筒底圆和圆锥台斜面底圆大小相等且焊接连接，调速器能上下移动，壳体底部内壁面和调速器圆锥台斜面平行，壳体底部内壁面中心轴线和调速器圆锥台中心轴线重合，壳体底部内壁面和调速器圆锥台斜面之间的空间为气化剂气流通道，调速器圆柱筒以内和点火烧嘴之外的空间为燃料颗粒通道，点火烧嘴中心轴线和调速器中心轴线重合， 点火烧嘴沿钝体中心轴线穿过钝体，钝体在点火烧嘴底部和点火烧嘴焊接连接，钝体底圆直径大于调速器圆柱筒内径但小于壳体底部内壁面底圆内径，钝体顶点和壳体底部内壁面底圆中心重合。以生物质燃料或低热值煤等低热值固体燃料为主的各类民用合成燃气，化工化肥行业煤制合成气，电力(IGCC)和城市煤气化等领域都可以使用本专利技术。专利技术节能和经济效益显著。和传统块煤气化相比，专利技术结构简单，调控简便，比氧耗330 360Nm302/kNm3 (C0+H2)，有效燃气成分(CCHH2)含量89 92 %，碳转化率大于99 %，冷煤气热效率80 83 %，煤气化热效率高达95 %。 附图说明图1为专利技术结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图对专利技术作进一步的说明。如图1所示，低热值固体燃料弥散气化器，主要包括壳体1，调速器2，细圆管状点火烧嘴3和圆锥形钝体4。壳体1底部内壁面为倒置式圆锥台斜面。调速器2主要包括倒置式圆锥台斜面和立式圆柱筒，圆柱筒底圆和圆锥台斜面底圆大小相等且焊接连接成一体， 圆柱筒中心轴线和圆锥台中心轴线重合，调速器2能上下移动以调节气化剂气流速度。壳体1底部内壁面和调速器2圆锥台斜面平行，壳体1底部内壁面和调速器2圆锥台中心轴线重合，壳体1底部内壁面和调速器2圆锥台斜面之间的空间为气化剂气流通道，气化剂气流通道中心线延长相交于调速器2中心轴线，调速器2移动到最低位置时完全切断气化剂气流通道。调速器2圆柱筒内腔设置点火烧嘴3，调速器2圆柱筒以内和点火烧嘴之外的空间为燃料颗粒通道。点火烧嘴3呈细圆管状，安装在调速器2圆柱筒内，点火烧嘴3圆管内通入点火燃料和点火助燃空气。点火烧嘴3中心轴线和调速器2中心轴线重合，点火烧嘴 3沿钝体4中心轴线穿过钝体4，钝体4在点火烧嘴3底部和点火烧嘴3焊接连接成一体。 钝体4底圆直径大于调速器2圆柱筒内径，但小于壳体1底部内壁面底圆内径。钝体4顶点和壳体1底部内壁面底圆中心重合。除调速器2在壳体1内能上下移动外，其余部件位置均为固定不动，即壳体1位置固定不动，钝体4固定在点火烧嘴3上，点火烧嘴3连同钝体4位置固定不动。钝体4顶点和壳体1底部内壁面底圆中心重合，壳体1底部内壁面底圆平面即为立式气化炉炉膛内壁顶面，完成专利技术所指的弥散气化器后钝体4位于立式气化炉炉膛里。 立式气化炉顶壁中心留有气化器安装孔，弥散气化器悬挂式安装，弥散气化器中心轴线和立式气化炉中心轴线重合。点火烧嘴3连同钝体4不能从调速器2的燃料通道里拉出。停炉维修时，先移走调速器2，再移走点火烧嘴3和钝体4。正常工作时，燃料粉末从调速器2圆柱筒内腔自由落下。气化剂从壳体1底部内壁面和调速器2圆锥台斜面之间空间以一定速度斜向下喷入，气化剂气流可以是富氧空气气流、水蒸汽气流或富氧空气与水蒸汽混合气流，温度可以是常温或高温，气化剂气流速度不超过70m/s。燃料在调速器2圆柱筒内腔里沿圆周方向均勻分布。燃料颗粒离开调速器 2后沿调速器2中心轴线方向下落，在立式圆锥形钝体4作用下被均勻分散，并沿钝体4圆锥侧面继续下落。在燃料颗粒沿钝体4圆锥侧面斜向下下落过程中遇到斜向喷入的气化剂气流，燃料颗粒和环状气化剂气流“聚焦”于钝体4圆锥侧面上。在气化剂气流强湍流搅混作用下，燃料颗粒自动均勻分布于气化剂射流中。燃料颗粒自动掺混于气化剂气流效果是受控于气-固两相流动量守恒。颗粒离开钝体4圆锥面后，在气化剂气流和钝体4圆锥面作用下，燃料颗粒进行斜抛运动并沿气化炉炉膛圆周方向均勻分布，钝体4底圆下方自然形成高温回流区。燃料颗粒挥发分首先释放，接着固定碳气化，最后形成灰渣。高温灰渣不和气化炉内壁接触，避免高温灰渣对气化炉内壁的冲刷，延长了气化炉炉衬寿命。在回流区作用下，小部分燃料颗粒被卷吸进入，加上点火烧嘴3局部补充热量，回流区燃料颗粒首先气化，高温气化反应接着扩散延伸到钝体4以外的气粒两相流动区，进而引发整个炉膛的气化反应。钝体4底圆下方高温回流区的设置，既保证了燃烧气化反应的稳定性，又启动了气化炉绝大部分燃料颗粒的气化反应。整个气化炉只需安装一个喷嘴，就可以达到大的气化处置能力，高的炉膛空间利用率，满足可工业化煤气化生产需要。专利技术具有“调速器2圆锥台斜面能上下移动”技术特征。该特征导致的直接技术效果是在0 70m/s范围连续调节变化气化剂气流速度，弥散气化器的气化处置能力宽调节范围变化，满足了弥散气化器工业化和系列化生产制造的需要。调速器2沿中心轴线能上下移动，从而改变气化剂气流通道面积达到控制气化剂气流流量和喷入速度，当调速器2 向下运动到调速器2圆锥台曲面和壳体1底部内壁面重合时，可完全堵死气化剂气流通道而使得气流剂气本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．低热值固体燃料弥散气化器，主要包括壳体（１），调速器（２），细圆管状点火烧嘴（３）和圆锥形钝体（４），其特征在于：壳体（１）底部内壁面为倒置式圆锥台斜面，调速器（２）主要包括倒置式圆锥台斜面和立式圆柱筒，调速器（３）圆柱筒底圆和圆锥台斜面底圆大小相等且焊接连接，调速器（２）能上下移动，壳体（１）底部内壁面和调速器（２）圆锥台斜面平行，壳体（１）底部内壁面中心轴线和调速器（２）圆锥台中心轴线重合，壳体（１）底部内壁面和调速器（２）圆锥台斜面之间的空间为气化剂气流通道，调速器（２）圆柱筒以内和点火烧嘴之外的空间为燃料颗粒通道，点火烧嘴（３）中心轴线和调速器（２）中心轴线重合，点火烧嘴（３）沿钝体（４）中心轴线穿过钝体（４），钝体（４）在点火烧嘴（３）底部和点火烧嘴（３）焊接连接，钝体（４）底圆直径大于调速器（２）圆柱筒内径但小于壳体（１）底部内壁面底圆内径，钝体（４）顶点和壳体（１）底部内壁面底圆中心重合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：艾元方，胡菁菁，刘雨梦，陈洪东，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43