煤粉/水煤浆气化炉系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种煤粉/水煤浆气化炉系统，包括气化炉、向气化炉投料的投料系统和出炉复合气的后续处理系统，其中，气化炉包括燃烧室和位于燃烧室下方的激冷室，激冷室中设有下降管和在下降管的顶部提供激冷水的激冷环，其中，下降管包括降气筒和布气筒，降气筒的下端伸入布气筒中，布气筒和降气筒之间的环形截面上设置有散气网，降气筒的下沿为锯齿状。根据本实用新型专利技术的煤粉/水煤浆气化炉系统，减轻激冷室合成气的带水带灰，延长激冷环和下降管的使用寿命，保持稳定生产，延长了气化炉的运行周期；实现烘炉、化工投料的连续作业。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种煤粉/水煤浆气化炉系统。
技术介绍
煤炭是一种重要的能源，长期以来，煤炭在使用过程中伴随着严重的环境污染。近年来，以减少污染排放和提高利用效率为目的的洁净煤技术日益为人们所重视。煤气化技术作为其中的一种煤炭加工和转化技术，被认为是最为高效清洁的洁净煤技术之一。现代煤气化技术，尤其是高压、大容量气流床气化技术在工业上获得广泛应用。在我国已经有多家厂家引进并利用现代气流床气化技术，现代气流床气化技术主要分为水煤浆气化和粉煤气化，现代气流床气化技术具有环境污染小、自动化程度高等优点，但该技术工艺带有一些普遍存在的问题，这些问题不同程度上影响着气化装置的正常运行。·煤浆或煤粉在气化炉燃烧室内不完全燃烧生成1350°C左右的高温合成气与熔渣进入气化炉下部的激冷室。现有技术中激冷室主要有激冷环、下降管、上升管和分离挡板；激冷环位于渣口下侧下降管上部，激冷环的作用是将激冷水均匀的分布在下降管内壁上，形成液膜，这层液膜将下降管和高温合成气与熔融渣有效隔离开来，从而保护下降管不被高温合成气与熔渣烧坏，同时高温合成气在一定程度上激冷降温。在现有技术中，气化炉激冷环的结构包括外环、内环、激冷水进口、激冷水出口、夕卜环与内环之间有隔环，隔环的两侧为外腔和内腔室，隔环上有进水孔，外环上有与隔环上进水孔相对应的疏通孔，清通孔中设置疏通丝堵。激冷水从激冷水进口进入外腔室，再经过隔环上的进水孔进入内腔室，在内腔室的内环下端与下降管之间的激冷水出口流出，激冷水沿下降管壁形成液膜流下。高温合成气携带着大量的煤灰和熔渣穿过下降管，与下降管液膜进行换热传质，接着进入水浴，进一步水洗降温除去熔渣和部分煤灰后由合成气出口去洗涤塔进一步水洗除灰。现有技术中激冷环的位置和结构有其不足，内腔室内环的外侧直接与高温合成气、熔渣接触，致使激冷环工作温度过高，加上熔渣对激冷环直接冲刷造成的磨损，致使激冷环使用寿命大为缩短；长期高负荷运行，激冷环内环半年内就变形，一年左右就出现磨损穿孔，下降管液膜断流，使下降管直接暴露在高温合成气和熔渣之下，导致其变形、烧穿等损坏。上升管与下降管为同心同轴套筒结构，下降管套在上升管内，高温合成气从下降管与激冷水并流而下，完成降温过程，而后通过上升管与下降管之间的环隙出气化炉激冷室；高温合成气与下降管液膜进行换热传质时，与液膜接触的那部分合成气的煤灰进入液相获得清除，而下降管中央的合成气中的大部分煤灰没有水洗便随合成气进入水浴，快速地穿过下降管下沿后，合成气以气团的形式立即向上鼓泡离开水浴。在此过程中，也只有气团外表面的煤灰与水接触获得水洗，气团中央的大部分煤灰依然没有获得水洗机会就离开水浴；合成气中的大部分煤灰在洗涤塔被水洗清除，洗涤塔水浴上部的洗涤水作为激冷水反过来供给激冷环使用，虽然激冷水取自洗涤塔水浴上部，但是由于大量的煤灰被水洗到水浴中，水浴上部的洗涤水依然含有很多煤灰尤其是大量的微小固体颗粒，这样即使激冷水过滤器过滤掉堵塞激冷环出口的大颗粒，但是这些微小固体颗粒也会在激冷环内流动微弱的死区沉淀，逐渐积累，最终将影响到激冷环激冷水的出口流量以及整个出口环隙出水流量的均匀性，进而造成下降管液膜不均甚至断流，从而导致下降管变形、烧穿等损坏。激冷水中微小固体颗粒的浓度越高，这种在激冷环内死区沉淀积累的速率也越快，这样下降管的使用寿命也越短，在每次德士古气化炉运行一段时间停车检修时都会发现激冷环环管中淤积着大量的淤泥，这就是这些微小固体颗粒沉积的结果。另外，当生产负荷比较高时，由于上升管与下降管之间的环隙比较窄，导致合成气离开水浴后流速快，易造成合成气带液的现象，即使在激冷室的合成气离开通道中设置有分离挡板，当高速流动的气体还是把挡板上的小液滴扫走而再次带液，激冷室带液容易造成激冷室液位快速下降导致气化炉跳车，生产中不能不加大激冷水供应流量以保证液位， 这样不但增加了能耗和水资源的浪费还一下子加大了后系统的负荷，影响了稳定操作。在气化炉操作温度较高时，致使热负荷高，使得饱和蒸汽压增大，这也会造成合成气带水进入后系统；对于现有技术的气化炉，在超高负荷时，部分合成气会绕过上升管下沿形成大气泡鼓泡离开水浴，这样会造成激冷室液面波动以及波动导致的液位报警，甚至跳车。中国专利申请号200720103616. 7提供了一种雾化-浸没式气化炉激冷室，其实并不适用于煤粉/水煤浆气化炉，尤其不适合加压煤气化炉，因为其结构上的缺陷容易造成其雾化器和雾化喷头受到高温熔渣和煤灰的强烈冲刷而快速磨损，使得激冷室快速损坏，从而无法保证气化炉的长时间运行。在现有技术中，气化炉在投料之前，往往需要先烘炉，如水煤浆气化炉在投料之前，首先需要使用预热烧嘴将炉温烘到120(TC附近，恒温数小时后将预热烧嘴拆下，然后安装工艺烧嘴，切换烧嘴冷却水，气化炉才能进行投料开车，切换烧嘴投料过程劳动强度极大，且若切换烧嘴、置换过程稍有延迟，很可能使炉温降至900°C以下，容易造成投料点火失败且存在安全隐患；干煤粉气化炉开工操作过程繁琐复杂，在冷态时首先启动点火烧嘴，点燃其喷出的可燃气体，然后由点火烧嘴点燃使用燃油的开工烧嘴，按照升温曲线对气化炉进行烘炉，当温度和压力达到了工艺要求的工况时，粉煤烧嘴再进行化工投料，如壳牌气化炉，需要准备三种不同种类的烧嘴，且在气化炉燃烧室开孔较多，容易形成安全隐患。中国专利200910092771. 7提出了一种用于水煤浆或煤粉气化炉的开工复合烧嘴，其设计结构不合理，在烘炉结束投料成功后、生产过程中，其助燃气通道内的助燃气是空气或氧气，点火电极及其保护套管安装在助燃气体通道的外壁燃料气通道(也是其水煤浆或煤粉通道)内，这样必然造成水煤浆或煤粉不能均匀喷出，使得空间煤粉分布或水煤浆的雾化不均，从而导致气化效率不高，同时也造成烧嘴头部受热和受冲刷程度不均，反过来加剧了烧嘴的偏喷和气化效率下降，从而缩短了烧嘴的使用寿命，另外点火电极保护套管在高速水煤浆或煤粉冲刷下，其使用寿命会大为缩短；且其火检套管内没有任何与气化炉系统隔绝的部件，存在着安全隐患。如何减少供应的激冷水中微小固体颗粒的含量减轻这些颗粒在激冷环中的淤积、减轻合成气带水、减轻或避免激冷环的热蚀和磨损、延长激冷环的使用寿命和进一步保护下降管，以及如何做到烘炉、化工投料连续进行成为一个重要的课题，对煤气化乃至煤化工的长满优运行有着重要的意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种煤粉/水煤浆气化炉系统，以延长激冷环和下降管的寿命。为此，本技术提供了一种煤粉/水煤浆气化炉系统，包括气化炉、向气化炉投料的投料系统和出炉复合气的后续处理系统，其中，气化炉包括燃烧室和位于燃烧室下方的激冷室，激冷室中设有下降管和在下降管的顶部提供激冷水的激冷环，其特征在于，下降管包括降气筒和布气筒，其中，降气筒的下端伸入布气筒中，布气筒和降气筒之间的环形空 间内设置有散气网，降气筒的下沿为锯齿状。进一步地，上述激冷室还包括在激冷室液面上方套设在降气筒外周的喷水环管。进一步地，上述喷水环管的上方沿激冷室的高度方向交错布置的多个环形挡板/。进一步地，上述燃烧室的底部设有渣口和渣口砖，该渣口砖包括支撑在渣口的锥底钢板的环状渣口部、以及自环状渣口部伸入激冷室上部、在激冷环的内侧遮挡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤粉/水煤浆气化炉系统，包括气化炉、向气化炉投料的投料系统和出炉复合气的后续处理系统，其中，所述气化炉包括燃烧室（20）和位于所述燃烧室（20）下方的激冷室（10），所述激冷室（10）中设有下降管（11）和在所述下降管（11）的顶部提供激冷水的激冷环（12），其特征在于，所述下降管（11）包括降气筒（111）和布气筒（112），其中，所述降气筒（111）的下端伸入所述布气筒（112）中，所述布气筒（112）和降气筒（111）之间的环形空间内设置有散气网（113），所述降气筒（111）的下沿为锯齿状。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵胜，胡先君，余建良，唐煜，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，中国神华煤制油化工有限公司北京工程分公司，
类型：实用新型
国别省市：