CN100404652C - 用于煤、焦气化的分级式气化炉 - Google Patents

用于煤、焦气化的分级式气化炉 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可将煤、焦气化，生产含有一氧化碳和氢的粗煤气的用于煤、焦气化的分级式气化炉。解决目前气化炉氧气一次加入，无法在反应过程中人为控制的问题，包括耐压壳体构成的炉体、耐压壳体内的耐火层、设置在耐压壳体侧壁下部的粗煤气出口、设置在耐压壳体底部的排渣口、设置在炉体下部的水激冷系统、设置在耐压壳体顶部的供给氧气和原燃料的给料烧嘴，其特征是所述耐压壳体上位于所述炉体回流区下缘部分还设置有二级氧气喷嘴，能调节炉内氧气的分布，建立炉内的不同温度区，从而优化反应条件，延长给料烧嘴的寿命，提高气化炉容积利用率。

Description

用于煤、焦气化的分级式气化炉
技术领域
本发明涉及一种可将煤、焦气化，生产含有一氧化碳和氢的粗煤气的分级式气化炉。
背景技术
现有的可将煤、焦气化，生成含有一氧化碳和氢的粗煤气的气化炉，一般采用原燃料及氧气一次投入的方式。由于无法人为控制气化炉内的反应状态，使得炉内的温度分布和气流状态不尽合理。虽然本申请发明人之一申请的021210861号发明专利申请非熔碴-熔碴气化炉公开的结构涉及到了两次氧气供给，但是，由于必须采取两个炉体，因此结构复杂，成本大幅度提高，不但管路连接带来损失，而且控制难度大，水平设置的气化炉还会发生固、气两相的分离和偏流，因此在实践中难以推广应用。而在现有顶端喷燃气化的单体气化炉内的某些部位，例如气化炉上部靠近炉顶的环形区内存在“回流区”，在“回流区”内，气体流动速度慢，影响气化炉内原燃料和氧气的传质和传热，使气化炉内的容积利用率下降。再有现在使用的某些气化炉，炉内热点距给料烧嘴很近，高温烧蚀，缩短了烧嘴的寿命。
发明内容
解决问题：本发明解决目前气化炉内由于氧气分布无法调整，造成炉内反应条件无法优化的问题，提供一种分级式气化炉，采用分级加入氧气的方法，调节炉内氧气的分布，建立炉内不同温度区，优化反应条件，第二级加入的氧气在回流区下缘，可扰动炉内的“回流区”的气体，强化此区域内原燃料和氧气的传质与传热，使这个低效率的回流区域变成了高效率的反应区域，提高了气化炉的容积利用率。
技术方案：一种用于煤、焦气化的分级式气化炉，包括耐压壳体构成的炉体、耐压壳体内的耐火层、设置在耐压壳体侧壁下部的粗煤气出口、设置在耐压壳体底部的排渣口、设置在炉体下部的水激冷系统、设置在耐压壳体顶部的供给氧气和原燃料的给料烧嘴，其特征是所述耐压壳体上位于所述炉体回流区下缘部分还设置有二级氧气喷嘴，以在炉内形成不同的温度区，即上下顺流连结的炉内低温非熔碴区与高温熔碴区。
本发明在炉体回流区下缘设置二级氧气喷嘴，从而可以采用分级加入氧气的方法，调节炉内氧气的分布，建立炉内不同温度区，优化反应条件，第二级加入的氧气在回流区下缘，可扰动炉内的“回流区”的气体，强化此区域内原燃料和氧气的传质与传热，使这个低效率的回流区域变成了高效率的反应区域，大大减少了回流区的空间，强化了炉内化学反应的传质和传热过程，在不改变炉体结构的条件下提高了气化炉的容积利用率。采用分级加入氧气还使气化炉形成了上下串联连接的两部分，即上下顺流连结的炉内低温非熔碴区与高温熔碴区。上下串联的优势在于原燃料和氧气在气化炉内流动顺畅，不会造成两个孤立炉体存在的固、气两相的分离和偏流。上下两部分可采用等直径直接连接，也可采用不等直径直接连接或缩径连接。
二级氧气喷嘴为两个，对称设置于所述耐压壳体侧壁上。对称喷氧能均衡强化此区域内原燃料和氧气的传质与传热，进一步提高气化炉的容积利用率。
所述给料烧嘴为三套管式喷嘴，分别为内管、中间套管和外层套管，所述内管通入惰性气体和/或蒸汽，中间套管通入煤或焦，外层套管通入氧气。内管的惰性气体使炉内高温点下移，可减少高温下给料烧嘴的烧蚀。
给料烧嘴可使用浆状原燃料，也可以使用粉状原燃料。耐压壳体内的耐火层可采用水冷壁，也可用耐火砖砌筑。
本发明的工作流程是：原燃料(煤或焦)、惰性气体、氧气一起从给料烧嘴进入以煤、焦为原料的分级式气化炉，其中惰性气体作为雾化剂，将高温点推离烧嘴，形成一个1000℃左右的温度区，灰碴处于非熔融态。反应后的含灰气流和未反应原燃料一起向下进入二级气化区域。在此区域内与从侧壁二级氧气喷嘴进入的氧气接触，发生氧化反应，形成一个高于1300℃的温度区，灰碴处于熔融态。熔融态的灰碴沿炉内壁向下流动，在炉底部与水接触，固化形成玻璃体的固态熔碴排出。
附图说明
图1是本发明一个等直径炉体实施例的结构示意图；
图2是本发明一个不等直径炉体实施例的结构示意图；
图3是本发明一个不等直径缩径连接炉体实施例的结构示意图；
具体实施方式
实施例1：见图1。本实施例的煤、焦气化的分级式气化炉由钢质耐压壳体1和其内的耐火层2构成，形成炉体9。粗煤气出口5装在耐压壳体1的侧壁下部，排渣口6装在耐压钢壳体1的底部。在炉体9下部设置有水激冷系统10，水激冷系统10在耐压壳体1的下部装有排水口8和补水口7，本发明的特征在于将二级氧气喷嘴3设置在耐压壳体1的侧壁上部，优选二级氧气喷嘴3为两个，如图所示，对称设置在耐压壳体1上，二级氧气喷嘴3设置的位置对于炉体9来说应是回流区下缘部分，在该位置设置不但能够实现分级加入氧气，而且同时能够强化此区域内原燃料和氧气的传质与传热，使这个低效率的回流区域变成高效率的反应区域，大大减少了回流区的空间，强化了炉内化学反应的传质和传热过程，在不改变炉体结构的条件下提高了气化炉的容积利用率。
三套管式给料烧嘴4装在耐压壳体的顶部，分别为内管41、中间套管42和外层套管43，内管41通入惰性气体和/或蒸汽，中间套管42通入煤或焦，外层套管43通入氧气。内管41的惰性气体使炉内高温点下移，可减少高温下给料烧嘴的烧蚀。
另外，本发明的三套管式给料烧嘴4设置在炉体顶端，在炉体侧面分级加入氧气还使气化炉形成了上下串联连接的两部分，即上下顺流连结的炉内低温非熔碴区与高温熔碴区。上下串联的优势在于原燃料和氧气在气化炉内流动顺畅，不会造成两个孤立炉体存在的固、气两相的分离和偏流。上下两部分可采用等直径直接连接，也可采用不等直径直接连接或缩径连接。
本实施例在应用时，原燃料、氧气、惰性气体通过各自的管路由给料烧嘴4进入煤、焦气化的分级式气化炉，在此区内控制氧气和惰性气体的量，使炉体内温度不超过熔碴温度约1000℃。反应后的气体及未反应的物料进入等径直接连接的区域内，在此区域内与二级氧气喷嘴3补入的氧气进一步反应，使炉体内温度升高至熔碴温度以上，一般高于1300℃。最后生成的粗煤气在水激冷后经粗煤气出口5送出煤、焦气化的分级式气化炉。
实施例2：见图2。本实施例的煤、焦气化的分级式气化炉上部低温非熔渣区与下部高温熔渣区不等直径直接连接，上部低温非熔渣区的直径小于下部高温熔渣区，本实施例根据回流区的位置，将回流区及以下部分设置成较大直径，便于根据燃料性质更好控制温度。本实施例的其它构造同实施例1。
实施例3：见图3。本实施例的煤、焦气化的分级式气化炉上部低温非熔渣区与下部高温熔渣区缩径连接，这种结构的上部低温非熔渣区空间区域较长，对于热值较低的原燃料可提供较大的较充分一次气化空间，使其能接近1000℃的熔碴温度。本实旋例的其它构造同实施例1。
实施例4-6：实施例1-3的二级氧气喷嘴可均设置为一个。

Claims (9)

1.一种用于煤、焦气化的分级式气化炉，包括耐压壳体构成的炉体、耐压壳体内的耐火层、设置在耐压壳体侧壁下部的粗煤气出口、设置在耐压壳体底部的排渣口、设置在炉体下部的水激冷系统、设置在耐压壳体顶部的供给氧气和原燃料的给料烧嘴，其特征是所述耐压壳体上位于所述炉体回流区下缘部分还设置有二级氧气喷嘴，以在炉内形成不同的温度区，即上下顺流连结的炉内低温非熔碴区与高温熔碴区。
2.根据权利要求1所述的用于煤、焦气化的分级式气化炉，其特征是所述二级氧气喷嘴为两个，对称设置于所述耐压壳体侧壁上。
3.根据权利要求1或2所述的用于煤、焦气化的分级式气化炉，其特征是所述给料烧嘴为三套管式喷嘴，分别为内管、中间套管和外层套管，所述内管通入惰性气体和/或蒸汽，中间套管通入煤或焦，外层套管通入氧气。
4.根据权利要求1或2所述的用于煤、焦气化的分级式气化炉，其特征是所述炉体为等直径炉体，即低温非熔碴区与高温熔碴区直径相同。
5.根据权利要求1或2所述的用于煤、焦气化的分级式气化炉，其特征是所述炉体为不等直径炉体，即低温非熔碴区与高温熔碴区直径不相同。
6.根据权利要求3所述的用于煤、焦气化的分级式气化炉，其特征是所述炉体所述炉体为缩径炉体，即低温非熔碴区和高温熔碴区通过缩径口连接。
7.根据权利要求3所述的用于煤、焦气化的分级式气化炉，其特征是所述炉体为等直径炉体，即低温非熔碴区与高温熔碴区直径相同。
8.根据权利要求3所述的用于煤、焦气化的分级式气化炉，其特征是所述炉体为不等直径炉体，即低温非熔碴区与高温熔碴区直径不相同。
9.根据权利要求3所述煤、焦气化的分级式气化炉，其特征是耐压壳体内的耐火层采用水冷壁，或用耐火砖砌筑。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011009234A1 (zh) * 2009-07-20 2011-01-27 Gu Dadi 改进的氧气分级气化工艺
AU2010246510B2 (en) * 2009-12-01 2013-01-24 Electric Power Development Co. Ltd. Gasifier, thermal power plant using gasifier, operating procedure of gasifier, and operating procedure of thermal power plant using gasifier
CN102358849B (zh) * 2011-09-09 2013-12-25 华东理工大学 热回收式燃气制备系统及其燃气制备方法
CN104004549A (zh) * 2014-06-11 2014-08-27 华东理工大学 分级给氧气化炉及其气化方法
CN105132037B (zh) * 2015-09-11 2018-07-06 哈尔滨工业大学 一种煤粉气化炉烧嘴
CN108130132A (zh) * 2018-01-30 2018-06-08 北京阳华科技有限公司 一种分级供氧水冷壁型固定床气化炉
CN110240944B (zh) * 2019-05-21 2021-01-01 浙江大学 粉煤常压高温裂解富氧气化联产煤气和半焦的方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06256775A (ja) * 1993-03-04 1994-09-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 有機物のガス化方法
US5484554A (en) * 1993-01-15 1996-01-16 Texaco Inc. Oxidant injection for improved controlled oxidation
DE10343582A1 (de) * 2003-09-18 2005-05-19 Rwe Power Ag Verfahren und Vorrichtung zur Wirbelschichtvergasung mit Flüssigschlackeabzug
CN1775920A (zh) * 2005-12-14 2006-05-24 华东理工大学 多喷嘴水煤浆或粉煤气化炉及其工业应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5484554A (en) * 1993-01-15 1996-01-16 Texaco Inc. Oxidant injection for improved controlled oxidation
JPH06256775A (ja) * 1993-03-04 1994-09-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 有機物のガス化方法
DE10343582A1 (de) * 2003-09-18 2005-05-19 Rwe Power Ag Verfahren und Vorrichtung zur Wirbelschichtvergasung mit Flüssigschlackeabzug
CN1775920A (zh) * 2005-12-14 2006-05-24 华东理工大学 多喷嘴水煤浆或粉煤气化炉及其工业应用

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