全水冷壁固态排渣高效热能回收气化炉制造技术

本实用新型专利技术涉及常压气流床粉煤气化技术领域中的一种粉煤气化炉，具体为全水冷壁固态排渣高效热能回收气化炉。该气化炉包括气化室、辐射段和对流段三部分，其中气化室与辐射段连接，辐射段与对流段连接。气化室底部连接蒸汽冷渣装置和冷却排渣装置，气化室设置多层多喷嘴燃烧器；在辐射段采用全水冷壁结构；将对流段进行分级设置，在对流段设置多组预热器。本实用新型专利技术可高效吸热降温，达到热能梯级回收、梯级利用的目的；改变采用冷煤气在冷却时或水淬冷降温时使得高位能热利用率低的状况；采用全固态排渣，实施固体热传导回收热能方案，杜绝湿法排渣除灰带来的高耗水，高污染状况；采用烟煤粉煤气化，煤种适应宽；采用高温气化，减少煤焦油、苯、芬等有机物的污染。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及常压气流床粉煤气化
中的一种粉煤气化炉，具体为全水冷壁全固态排渣高温气化高效热能回收气化炉。技术背景 煤气化炉是煤气化的主要设备之一。其按煤在气化炉内的运动方式分为固定床(移动床)、沸腾床和气流床等形式；按气化操作压力分为常压气化和加压气化；按进料方式分固体进料和浆液进料；按排渣方式分固体排渣和熔融排渣等各种设计。现有常压气化炉生产能力小，间歇操作，对煤种选择范围窄，低温气化，其生产的煤气中焦油含量高，不易脱除分离，因而使得后续工序气体净化难度增加，不适用于生产合成气；另外含酚类有害物质的污水处理复杂，污染较重；间歇式转化效率较低。加压气化中的备煤系统输送原料煤复杂，投资高；污水系统处理复杂，投资较高，且污染严重；加压气化的高位能热量利用率低；连续运行周期短，喷嘴更换频繁，4-5个月需更换，周期较短；加压气化压力较高，工况恶劣，冲刷腐蚀大，对设备材料要求较高，投资大，操作难度较大。
技术实现思路
本技术正是针对上述常压气化与加压气化炉的缺点，提供一种在常压高温的条件下可连续生产的大型气化炉，单炉能力可达10 — 20万匪3/h合成气，解决了常压间歇式低温气化、煤种适应性小、污染大、炉子数量多等的缺点，操作弹性大，高位能热利用率高，对热能进行梯级回收利用。同时采用低温全固态排渣，无黑水污染的全水冷壁全固态排渣高温气化高效热能回收气化炉。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是这样的全水冷壁全固态排渣高温气化高效热能回收气化炉，包括气化室、辐射段和对流段三部分，气化室与辐射段连接，辐射段和对流段连接，气化室与辐射段采用全水冷壁结构，并分级循环，该结构可高效吸收粉煤燃烧产生的热量，保护炉壁，并副产蒸汽；将对流段进行分级设置，在对流段设置多组预热器，在气化室的下端设置蒸汽冷渣装置和冷却排渣装置，蒸汽冷渣装置和冷却排渣装置可以实现将排渣、蒸汽冷渣装置与气化室连接，冷却排渣装置与蒸汽冷渣装置连接，冷灰、熄灰一体化操作，在气化室设置多层多喷嘴燃烧器，可以分级回收利用煤气余热，冷却煤气，在气化室的下端设置多层多喷嘴燃烧器，可灵活调整煤气化负荷，提高冷煤效率和气化效率，气化室底部连接蒸汽冷渣装置，冷却排渣装置与蒸汽冷渣装置连接，通过蒸汽急冷和间壁式冷却，实现全固态排渣，杜绝了因湿法排渣产生的大量污水及高水耗现象。在对流段设置多组预热器，该多组预热器由蒸汽过热器、氧气预热器、CO2预热器、废热锅炉一、废热锅炉二和锅炉给水预热器组成，对流段呈Z型结构，在气化室与对流段连接的位置设置蒸汽过热器，蒸汽过热器通过管道与气化室的顶部的汽包连通；在Z型结构的纵向上从上到下依次设置氧气预热器、CO2预热器、废热锅炉一和废热锅炉二，在Z型结构的下端横向位置上设置锅炉给水预热器，在Z型结构的尾部设置煤气出口。气化室采用全水冷壁单循环结构，在气化室的顶部设置汽包，全水冷壁结构由下降管和上升管构成，下降管和上升管均与气化室顶部的汽包连接，水循环是依靠水、汽的密度差所产生的压头来保证自然循环的。多层多喷嘴燃烧器分为三层，每层设置的喷嘴燃烧器为4个，对称分布，共12个喷嘴燃烧器组成。本技术的积极效果体现在(一)采用全水冷壁式结构，可保护炉壁，高效吸热降温，对流段设置多级热能回收装置，达到热能梯级回收、梯级利用的目的，特别是低位能热的有效利用；改变冷煤气在冷却时或水淬冷降温时使得高位能热利用率低的状况；(二)采用全固态排渣，实施固体热传导回收热能方案，杜绝湿法排渣除灰带来的闻耗水，闻污染状况；(H)采用烟煤粉煤气化，煤种适应快强；采用高温气化，减少煤焦油、苯、芬等有机物的污染；(四)使用寿命长，可连续运行不停炉，避免因更换喷嘴，造成的停炉损失；气化炉投资低；(五)采用多层多喷嘴，运行稳定可靠，调节负荷灵活，煤耗低；(六)采用CO2和O2作气化剂，可减少CO2排放。附图说明图I为本技术的结构示意图其中，I—冷却排渣装置、2—蒸汽冷渣装置、3—气化室、4—辐射段、5——蒸汽过热器、6——氧气过热器、7——CO2预热器、8——废热锅炉一、9——废热锅炉二、10——锅炉给水预热器、11——煤气出口、12——汽包、14——水冷壁、15——上升管、16—对流段、17—喷嘴燃烧器。具体实施方式下面结合说明书附图和具体实施例对本技术作进一步说明，但不意味着对本技术的任何限制。实施例I :如图所述，本技术的气化炉，包括气化室、辐射段、对流段三部分，煤气化时，采用的原料煤为经过干燥、磨细后的干粉煤，干粉煤采用CO2做载体气，送入气化炉下部的燃烧器喷嘴，配富氧气、蒸汽制气，气化炉的燃烧器喷嘴为多喷嘴，有12个对称式布置，可灵活调节负荷。气化室内气化温度达到1300-1400°C，气化压力为0.05MPa，碳转化率达98%，有效气(CCHH2)> 90%。气化炉采用全水冷壁，无耐火砖衬里，采用炉水水冷壁管(下降管和汇管上升管)回收粉煤气化反应热，副产蒸汽。煤气由气化室进入辐射段和对流段，分别通过辐射段水冷壁、蒸汽过热器、氧气预热器、CO2预热器、废热锅炉一、废热锅炉二、锅炉给水预热器回收利用热量后，从煤气出口出来通过风机加压后，进入静电除灰、布袋除灰和高效洗气塔降温除尘后进入气柜。煤渣通过蒸汽急冷室急冷，一方面冷却煤渣，另一方面回收煤渣中的显热过热蒸汽。急冷后的煤渣再进入软水预热系统实现干式排渣，彻底杜绝黑水系统污染，减少用水量和水 污染。杜绝采用湿法排渣产生的大量污水、及高水耗现象。实施例2 本技术以一个日处理1200吨原料煤的气化炉为例，其气化炉使用的参数为外形尺寸6000 X 6000 X 35000mm，日处理煤量1200吨，单位有效气体煤耗540Kg/Km3、氧耗280M3/ Km3、气化温度1300-1400°C、气化压力0. 05MPa、碳转化率98%以上有效气(CCHH2) > 90%o干燥、磨细后的干粉煤，用CO2做载气，送入气化炉下部的燃烧器喷嘴，配富氧、蒸汽制气，在气化室内进行气化反应制得煤气。辐射段采用全水冷壁，通过炉水下降水冷壁管和上升管回收粉煤气化反应热，保护炉壁，且副产9. SMpa蒸汽。吸热冷却后的煤气由辐射段进入对流段，分别通过蒸汽过热器、氧气预热器、CO2预热器、废热锅炉一、废热锅炉二、锅炉给水预热器回收利用热量后，从煤气出口进入静电除尘、布袋除尘装置除灰后，进入洗气塔降温后送入煤气贮柜。煤渣通过蒸汽急冷室急冷，一方面冷却煤渣，另一方面回收煤渣中的显热过热蒸汽。急冷后的煤渣再进入软水预热系统实现干式排渣，彻底杜绝黑水系统污染，减少用水量和水污染。本技术的气化炉采用磨煤机磨煤后直接进入气化室的流程，备煤系统简单，无高位煤仓，可避免加压气化中输送原料煤、高位煤仓储煤的复杂系统，缩短流程，降低投资；采用干法排渣，无黑水处理系统，可避免加压气化污水系统处理复杂，投资较高，且污染严重；采用水冷壁吸收冷却煤气的结构，热能利用好，且达到高位能热高用的目的，避免了加压气化的高位能热量利用率低的缺点；由于采用常压气化，喷嘴工况良好，使用寿命>8000小时，使用同期长，可确保气化炉连续运行，避免了加压气化因喷嘴更换频繁，4-5个月需更换，连续运行周期较短；由于采用常压本文档来自技高网...

【技术保护点】
全水冷壁固态排渣高效热能回收气化炉，包括气化室、辐射段和对流段三部分，其特征在于：气化室与辐射段连接，辐射段和对流段连接，在对流段设置多组预热器，在气化室的下端设置蒸汽冷渣装置和冷却排渣装置，在气化室内设置多层多喷嘴燃烧器。

【技术特征摘要】
1.全水冷壁固态排渣高效热能回收气化炉，包括气化室、辐射段和对流段三部分，其特征在于气化室与辐射段连接，辐射段和对流段连接，在对流段设置多组预热器，在气化室的下端设置蒸汽冷渣装置和冷却排渣装置，在气化室内设置多层多喷嘴燃烧器。2.根据权利要求I所述的全水冷壁固态排渣高效热能回收气化炉，其特征在于在对流段设置多组预热器，该多组预热器由蒸汽过热器、氧气预热器、CO2预热器、废热锅炉一、废热锅炉二和锅炉给水预热器组成，对流段呈Z型结构，在气化室与对流段连接的位置设置蒸汽过热器，在Z型结构的纵向上从上到下依次设置氧气预热器、CO2预热器、废热锅炉一和废热锅炉二，在Z型结构的下端横向位置上设置锅炉给水预热器，在Z型结构的尾部设置煤气出口。3.根据权利要求I所述的全水冷壁固态排渣高...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭初，
申请(专利权)人：四川金象赛瑞化工股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：