CN203820729U - 一种多轴三相粉煤加压气化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多轴三相粉煤加压气化装置，它包括一一端封闭、另一端开口的气化炉，以及同轴连通气化炉开口端的辐射废热锅炉。气化炉包括壳体，设置壳体内侧边和底部的水冷壁，水冷壁的内壁构成粉煤气化室。气化炉的封闭端设置连通水煤浆管路和粉煤气化室的水煤浆烧嘴，靠近气化炉封闭端的周向设置若干连通煤粉管路和粉煤气化室的粉煤烧嘴。水煤浆烧嘴与气化炉同轴设置，粉煤烧嘴的安装位置与气化炉炉顶之间的距离为1～5m。粉煤烧嘴的轴线在烧嘴安装平面的投影与壳体的直径之间的夹角为α，且0°<α<45°，粉煤烧嘴的轴线与烧嘴安装平面的夹角为β，且0°<β<30°。本实用新型具有投煤量大、排渣顺利和气化效率高的优点。

Description

一种多轴三相粉煤加压气化装置

技术领域

本实用新型涉及一种粉煤加压气化装置，特别是关于一种多轴三相粉煤加压气化装置。

背景技术

粉煤气化是煤炭清洁高效利用的核心技术，也是煤化工、整体煤气化联合循环发电、直接还原炼铁等过程工业的龙头。粉煤气化具有煤种适应性宽、有效气成分高、比煤耗和比氧耗低等优点，已成为煤化工领域发展的重要方向。目前，具有代表性的气流床粉煤气化炉主要采用壳牌（Shell）气化技术、西门子（GSP）气化技术和航天炉（HT-L）航天技术，上述气流床粉煤气化炉的相同点是：进料均采用粉煤，并均以纯氧气和水蒸气作为气化剂，且绝热方式采用水冷壁结构。上述气流床粉煤气化炉的不同点是：Shell气化技术采用多喷嘴侧置，上行制气，下行排渣；GSP气化技术和HT-L航天技术采用单喷嘴顶置，下行制气，下行排渣。Shell气化技术由于采用多喷嘴侧置，并形成旋转碰撞流场，水冷壁挂渣“以渣抗渣”效果较好，另外由于采用了多喷嘴，其投煤量较大，适合大型煤化工对气化的要求，但是缺点是下行排渣与上行制气逆流，经常出现排渣不畅或堵塞渣口。GSP气化技术和HT-L航天技术的优点是烧嘴少，且烧嘴顶置，气化炉流场合理，气化效率高，缺点是投煤量较大时水冷壁挂渣和流场较差，水冷壁经常烧穿，不利于气化。因此，需要开发一种投煤量大、排渣顺利且气化效率高的新型粉煤加压气化装置。

发明内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种投煤量大、排渣顺利且气化效率高的多轴三相粉煤加压气化装置。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种多轴三相粉煤加压气化装置，其特征在于：它包括一一端封闭、另一端开口的气化炉，以及一同轴连通所述气化炉开口端的辐射废热锅炉；所述气化炉包括一壳体，一设置所述壳体内侧边和底部的水冷壁，所述水冷壁的内壁构成一粉煤气化室；所述气化炉的封闭端设置一连通水煤浆管路和所述粉煤气化室的水煤浆烧嘴，靠近所述气化炉封闭端的周向设置若干连通煤粉管路和所述粉煤气化室的粉煤烧嘴；所述水煤浆烧嘴与气化炉同轴设置，每一所述粉煤烧嘴的安装位置与所述气化炉炉顶之间的距离均为1～5m；每一所述粉煤烧嘴的轴线在烧嘴安装平面的投影与所述壳体的直径之间的夹角为α，且0°<α<45°；每一所述粉煤烧嘴的轴线与烧嘴安装平面的夹角为β，且0°<β<30°。

所述辐射废热锅炉包括一直径大于所述壳体的另一壳体，一设置在所述另一壳体内且上端连通所述粉煤气化室的中心通道水冷壁，一设置在所述另一壳体和中心通道冷壁之间的环形道水冷壁，以及一设置在所述另一壳体底部的渣池，且所述环形道水冷壁的底端向外折弯以紧固连接所述另一壳体的内壁，所述环形道水冷壁的顶端紧固连接所述中心通道水冷壁；所述另一壳体上部的周向开设若干连通所述中心通道水冷壁和环形道水冷壁之间环形通道的出口。

所述壳体和水冷壁之间填充惰性保护气体。

所述气化炉的炉顶绝热方式采用水冷壁结构、耐火砖结构或水冷壁与耐火砖的混合结构。

本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、由于本实用新型在气化炉的炉顶与其同轴设置有用于喷射水煤浆的烧嘴，因此无需通过增设锅炉系统来补充粉煤气化过程中所需的水蒸气，且通入气化炉的粉煤管路内也不需加入高压蒸汽。水煤浆烧嘴由于安置气化炉顶部，改善了气化炉内的流场分布，解决了气化过程中烧蚀气化炉炉顶的问题，强化了传热传质，增强了气化效果。除此之外，水煤浆采用高浓度污水制备，废物循环利用，环保经济。2、由于本实用新型采用下行制气、下行排渣，且采用水冷壁结构绝热，因此，高温煤气与熔渣同向流动，排渣顺畅且工艺稳定。3、由于本实用新型在气化炉上部的周向等间距设置4个以上粉煤烧嘴，且每一粉煤烧嘴与气化炉的直径以及轴线均有一定的倾斜角度，粉煤烧嘴配合水煤浆烧嘴在气化炉内形成合理的旋转流场，因此，不仅增强了气化炉内粉煤气化效果、优化了气化炉水冷壁挂渣的“以渣抗渣”效果、强化了传热传质过程，而且还使排渣更加顺畅、均匀。4、由于本实用新型采用多个粉煤烧嘴，因此，大大提高了气化粉煤量。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图

图2是图1的A-A剖视示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述，然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本实用新型，它们不应该理解成对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型包括一顶端封闭、底端开口的气化炉1，一同轴连通在气化炉1底端的辐射废热锅炉2。其中，气化炉1包括一壳体10，一与壳体10形状相同且设置在其内部的水冷壁11，水冷壁11的内壁构成一粉煤气化室12。气化炉1的炉顶设置一连通水煤浆管路（图中未示出）和粉煤气化室12的水煤浆烧嘴13，气化炉1上部的周向等间距设置4个以上连通煤粉管路（图中未示出）和粉煤气化室12的粉煤烧嘴14。

辐射废热锅炉2包括一直径大于壳体10的壳体20，一设置在壳体20内且上端连通粉煤气化室12的中心通道水冷壁21，一位于壳体20和中心通道水冷壁21之间的环形道水冷壁22，以及一设置在壳体20底部的渣池23，且环形道水冷壁22的底端向外折弯以紧固连接壳体20内壁，顶端紧固连接中心通道水冷壁21。壳体20上部的周向等间距开设若干连通中心通道水冷壁21和环形道水冷壁22之间环形通道的出口24。

在上述实施例中，壳体10和水冷壁11之间填充惰性保护气体。

在上述实施例中，水煤浆烧嘴13与气化炉1同轴设置，每一粉煤烧嘴14的安装位置与气化炉1炉顶之间的距离均为1～5m。每一粉煤烧嘴14的轴线在烧嘴安装平面的投影与壳体10的直径之间的夹角为α，且0°<α<45°（如图2所示）；此外，每一粉煤烧嘴14的轴线与烧嘴安装平面的夹角为β，且0°<β<30°。

在上述实施例中，气化炉1的炉顶绝热方式也可以采用耐火砖结构或水冷壁与耐火砖的混合结构。

下面详细说明本实用新型的使用流程：

粉煤烧嘴14喷入的煤粉为气、固两相，水煤浆烧嘴13喷入的水煤浆为液、固两相，煤粉、水煤浆三相物质在气化室12内激烈碰撞、燃烧放热，发生气化反应。高温煤气与熔渣同向并流向下经过气化炉渣口15流入辐射废热锅炉2。在辐射废热锅炉2中心通道内与辐射废热锅炉中心通道水冷壁21通过辐射换热的方式进行换热，回收部分高温显热。换热之后，煤气从辐射废热锅炉2的中心通道底部折流向上，在环形通道内与辐射废热锅炉环形通道水冷壁22继续换热。回收高温显热过程，熔渣冷却凝固后落入位于辐射废热锅炉底部的渣池23并排出。冷却后的煤气从出口24流出，进入后续流程进一步处理。

在上述实施例中，气化炉1下方也可以为激冷流程，即高温煤气与熔融的灰渣从渣口15通过下降管直接进入激冷室进行水激冷，激冷流程为现有成熟技术，在此不再详细介绍。

上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种多轴三相粉煤加压气化装置，其特征在于：它包括一一端封闭、另一端开口的气化炉，以及一同轴连通所述气化炉开口端的辐射废热锅炉；所述气化炉包括一壳体，一设置所述壳体内侧边和底部的水冷壁，所述水冷壁的内壁构成一粉煤气化室；所述气化炉的封闭端设置一连通水煤浆管路和所述粉煤气化室的水煤浆烧嘴，靠近所述气化炉封闭端的周向设置若干连通煤粉管路和所述粉煤气化室的粉煤烧嘴；所述水煤浆烧嘴与气化炉同轴设置，每一所述粉煤烧嘴的安装位置与所述气化炉炉顶之间的距离均为1～5m；每一所述粉煤烧嘴的轴线在烧嘴安装平面的投影与所述壳体的直径之间的夹角为α，且0°<α<45°；每一所述粉煤烧嘴的轴线与烧嘴安装平面的夹角为β，且0°<β<30°。

2.如权利要求1所述的一种多轴三相粉煤加压气化装置，其特征在于：所述辐射废热锅炉包括一直径大于所述壳体的另一壳体，一设置在所述另一壳体内且上端连通所述粉煤气化室的中心通道水冷壁，一设置在所述另一壳体和中心通道冷壁之间的环形道水冷壁，以及一设置在所述另一壳体底部的渣池，且所述环形道水冷壁的底端向外折弯以紧固连接所述另一壳体的内壁，所述环形道水冷壁的顶端紧固连接所述中心通道水冷壁；所述另一壳体上部的周向开设若干连通所述中心通道水冷壁和环形道水冷壁之间环形通道的出口。

3.如权利要求1所述的一种多轴三相粉煤加压气化装置，其特征在于：所述壳体和水冷壁之间填充惰性保护气体。

4.如权利要求2所述的一种多轴三相粉煤加压气化装置，其特征在于：所述壳体和水冷壁之间填充惰性保护气体。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种多轴三相粉煤加压气化装置，其特征在于：所述气化炉的炉顶绝热方式采用水冷壁结构、耐火砖结构或水冷壁与耐火砖的混合结构。