一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，包括：承压外壳、气化室、激冷室、除渣室和喷嘴；所述承压外壳内腔上部设有气化室，中部设有激冷室，下部设有除渣室，所述喷嘴为顶进单喷嘴结构，由承压外壳顶端外部插入到气化室内腔顶部。本实用新型专利技术所述的一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，在气化室顶部采用水平蛇形盘管结构的水冷壁，相较于通常使用的耐火砖，加强了气化室顶部抵抗高温及熔渣的侵蚀能力，提高了耐火材料的使用寿命，更换维护简便，正常使用时维护量很少，运行周期长；粉煤气化反应器更换维护方便；单喷嘴的点火、燃烧负荷调节、控制系统都比多喷嘴优越，方便控制。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器
本技术涉及粉煤气化领域，一种加压粉煤气化反应器。
技术介绍
目前，煤气化的工艺是非常多的，这是由于世界各国对于煤气化的研究进行得比较深入，成果也各不相同。在学术上，按煤在气化炉中的流体力学行为，可分为固定床气化、流化床气化、气流床气化、熔融床气化。前三种是比较成熟的工业技术，相比较而言，气流床气化具有气化温度高、强度大、混合充分、煤种适应性强、气化指标好、有效成分高的优点，目前已成为国内外大规模、高效率煤气化技术的首选技术。气流床气化是采用极细的煤粉为原料，被氧气和水蒸气组成的气化剂高速气流携带，喷入气化炉。在炉内，固体细颗粒分散悬浮于气流中，并被气体夹带出去，成为气流床。按煤进料方式的不同，气流床煤气化技术可分为水煤浆气化和粉煤气化技术。成熟的气流床工艺主要以GE德士古(Texaco)水煤衆加压气化技术、壳牌(Shell)干煤粉加压气化技术、GSP干煤粉加压气化技术为代表。目前国内气化技术已完全可以和国外技术在同等水平上竞争。在水煤浆气化技术方面，国外有GE水煤浆气化技术，国内有西北化工研究院的多元料浆加压气化技术、华东理工大学的多喷嘴对置式水煤浆气化技术；在粉煤气化技术方面，国外有Shell的干粉气化技术和GSP技术，国内有华东理工大学的四喷嘴干粉气化技术、西安热工研究院的两段式干粉气化技术及北京航天十一所的航天炉技术等。水煤浆气化技术成熟、结构简单、操作方便、碳转化率和气化效率高，但需要使用挥发分较高的煤、处理量调节幅度小、冷煤气效率较低、投资高，普遍存在着亟待解决的气化炉喷嘴和耐火砖寿命短的难题。与水煤浆气化技术相比，粉煤气流床加压气化技术具有煤种适应性广、原料消耗低、碳转化率高、冷煤气效率高，设备尺寸小，结构紧凑，占地面积小等技术优势，有更强的市场竞争力。另外，粉煤气化炉多采用盘管式水冷壁结构，无耐火衬里。水冷壁优点是外层壳体内壁的温度比较低，不容易损坏，正常使用时维护量很少，运行周期长，但盘管本身同时具有维护检修复杂，以及热阻大的缺点。
技术实现思路
本技术针对以上问题的提出，而研究设计一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，用以解决现有的反应器维护检修复杂，热阻大，以及控制不便的缺点。本技术采用的技术手段如下:一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，包括:承压外壳、气化室、激冷室、除渣室和喷嘴；所述承压外壳内腔上部设有气化室，中部设有激冷室，下部设有除渣室，所述喷嘴为顶进单喷嘴结构，由承压外壳顶端外部插入到气化室内腔顶部水冷壁下部空间。作为优选所述气化室和激冷室之间通过一个倒圆锥形的隔板隔开，通过下降管连通。作为优选所述承压外壳、气化室、激冷室和除渣室同轴设置。作为优选所述气化室为顶部水冷壁和侧面水冷壁围成的一个圆筒形内腔。作为优选所述顶部水冷壁为水平蛇形盘管结构，盘管的一端与顶部水冷壁冷却水出口连接，另一端与顶部水冷壁冷却水入口连接，所述顶部水冷壁冷却水出口与顶部水冷壁冷却水入口设于承压外壳顶部两侧；所述侧面水冷壁为立式列管结构，所述侧面水冷壁立管顶部与侧面水冷壁冷却水出口连接，底部与侧面水冷壁冷却水入口连接，所述侧面水冷壁冷却水出口设于侧面水冷壁立管顶部对应的承压外壳外侧，所述侧面水冷壁冷却水入口设于侧面水冷壁立管底部对应的承压外壳外侧。作为优选所述激冷室由下降管和上升管分隔为气化气体的下降、上升、分离三个空间。所述下降管末端为锯齿状结构，伸入洗涤水液面内，所述下降管和承压外壳之间的激冷室空间称为上升管，所述下降管与上升管间设有破泡板，所述激冷室顶端下降管的外侧设有激冷环，所述激冷环上均匀连接激冷喷头和冷却供水管；所述激冷喷头伸入下降管内侧，所述激冷喷头通过冷却供水管和承压外壳连接在一起。作为优选所述除渣室为激冷室下部的直筒壁和圆锥形底部组合而成的空间，所述圆锥形底部中心设有排渣口，直筒壁底部侧面设有黑水出口。作为优选所述承压外壳中间设有粗合成气出口，所述粗合成气出口与洗涤水液面之间设有激冷水入口，所述四个激冷水入口均匀设于承压外壳外侧，所述激冷水入口通过管道与激冷环连通。与现有技术比较，本技术所述的一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，在气化室侧面采用立式竖管水冷壁，维护检修方便，热阻小，能够节约冷却水耗量，并增加了气化过程的热量回收。同时，在气化室顶部采用水平蛇形盘管结构的水冷壁，相较于通常使用的耐火砖，加强了气化室顶部抵抗高温及熔渣的侵蚀能力，提高了耐火材料的使用寿命，更换维护简便，正常使用时维护量很少，运行周期长；粉煤气化反应器更换维护方便；单喷嘴的点火、燃烧负荷调节、控制系统都比多喷嘴优越，方便控制。【附图说明】图1是本技术的结构示意图。图2是本技术的顶部水冷壁结构示意图。图3是本技术的侧面水冷壁结构示意图。其中:1、顶部水冷壁；2、承压外壳；3、侧面水冷壁；4、侧面水冷壁立管；5、激冷室；6、下降管；7、洗涤水液面；8、喷嘴；9、喷嘴口 ；10、粗合成气出口 ；11、黑水出口 ；12、排渣口 ；13、激冷水入口 ；14、顶部水冷壁冷却水出口 ；15、顶部水冷壁冷却水入口 ；16、侧面水冷壁冷却水出口 ；17、侧面水冷壁冷却水入口 ；18、气化室；19、除渣室；20、破泡板；21、冷却供水管；22、上升管；23、激冷环；24、激冷喷头。【具体实施方式】如图1-图3所示，一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，包括:承压外壳2、气化室18、激冷室5、除渣室19和喷嘴8 ;所述承压外壳2内腔上部设有气化室18，所述气化室18为气化反应区，中部设有激冷室5，下部设有除渣室19，所述喷嘴8为顶进单喷嘴结构，由承压外壳2顶端外部插入到气化室18内腔顶部水冷壁1下部空间，单喷嘴的点火、燃烧负荷调节、控制系统都比多喷嘴优越，方便控制。所述气化室18和激冷室5之间通过一个倒圆锥形的隔板隔开，通过下降管6连通，方便热合成气和熔渣通过下降管6进入除渣室19。所述承压外壳2、气化室18、激冷室5和除渣室19同轴设置。所述气化室18为顶部水冷壁1和侧面水冷壁3围成的一个圆筒形内腔。如图2所示，所述顶部水冷壁1为水平蛇形盘管结构，提供冷却作用，相较于通常使用的耐火砖，加强了气化室顶部抵抗高温及熔渣的侵蚀能力，提高了耐火材料的使用寿命，更换维护简便，正常使用时维护量很少，运行周期长，盘管的一端与顶部水冷壁冷却水出口 14连接，另一端与顶部水冷壁冷却水入口 15连接，所述顶部水冷壁冷却水出口 14与顶部水冷壁冷却水入口 15设于承压外壳2顶部两侧；如图3所示，所述侧面水冷壁3为立式列管结构，提供冷却作用，维护检修方便，热阻小，能够节约冷却水耗量，并增加了气化过程的热量回收，所述侧面水冷壁立管4顶部与侧面水冷壁冷却水出口 16连接，底部与侧面水冷壁冷却水入口 17连接，所述侧面水冷壁冷却水出口 16设于侧面水冷壁立管4顶部对应的承压外壳2外侧，所述侧面水冷壁冷却水入口 17设于侧面水冷壁立管4底部对应的承压外壳2外侧。所述激冷室5由下降管6和上升管22分隔为气化气体的下降、上升、分离三个空间。所述下降管6末端为锯齿状结构，伸入洗涤水液面7内，有利于粗煤气形成均匀的气泡，并可通过锯齿的大小，控制所产生的气泡的大小，所述下降管6和承压外壳2之间的激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，包括：承压外壳（2）、气化室（18）、激冷室（5）和除渣室（19）；其特征在于还包括：喷嘴（8）；所述承压外壳（2）内腔上部设有气化室（18），中部设有激冷室（5），下部设有除渣室（19），所述喷嘴（8）为顶进单喷嘴结构，由承压外壳（2）顶端外部插入到气化室（18）内腔顶部水冷壁（1）下部空间。

【技术特征摘要】
1.一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，包括:承压外壳(2)、气化室(18)、激冷室(5)和除渣室(19);其特征在于还包括:喷嘴(8);所述承压外壳(2)内腔上部设有气化室(18)，中部设有激冷室(5)，下部设有除渣室(19)，所述喷嘴(8)为顶进单喷嘴结构，由承压外壳(2)顶端外部插入到气化室(18)内腔顶部水冷壁(1)下部空间。2.根据权利要求1所述的一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，其特征在于:所述气化室(18)和激冷室(5)之间通过一个倒圆锥形的隔板隔开，通过下降管(6)连通。3.根据权利要求1所述的一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，其特征在于:所述承压外壳(2 )、气化室(18 )、激冷室(5 )和除渣室(19 )同轴设置。4.根据权利要求1所述的一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，其特征在于:所述气化室(18)为顶部水冷壁(1)和侧面水冷壁(3)围成的一个圆筒形内腔。5.根据权利要求4所述的一种顶进单喷嘴加压粉煤气化反应器，其特征在于:所述顶部水冷壁(1)为水平蛇形盘管结构，盘管的一端与顶部水冷壁冷却水出口( 14)连接，另一端与顶部水冷壁冷却水入口(15)连接，所述顶部水冷壁冷却水出口(14)与顶部水冷壁冷却水入口(15)设于承压外壳(2)顶部两侧；所述侧面水冷壁(3)为立式列管结构，所述侧面水冷壁立管(4)顶部与侧面水冷壁冷却水出口(16)连接，底部与侧面水冷壁冷却水入口(17)连接，所述侧面水冷壁冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晖，王治勇，薛磊，康昀，
申请(专利权)人：大连金重鼎鑫科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：