CN101054537A - 上行高温煤气激冷装置 - Google Patents

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许世森
任永强
徐越
王保民
夏军仓
李小宇
刘刚
刘沅
李明亮
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Abstract

一种上行高温煤气激冷装置，包括气化炉体以及设置在气化炉体内的耐火衬里，耐火衬里由位于下部的锥形斜坡、中部的筒体和上部的半球形穹顶组成，在锥形斜坡上布置有吹灰装置，在耐火衬里的筒体上设置至少一组的激冷水分配管。本发明在耐火材料和水冷壁直径变化处采用锥面斜坡并通过吹灰装置进行吹扫，使高温煤气及液态渣不直接接触耐火材料锥面，一方面保证了耐火材料不超温，另一方面保证了耐火材料面不结渣，另外通过激冷水分配管使激冷水分为多组进入激冷室，通过调节激冷水喷水组的量，可以达到对煤气出口温度500～900℃可调，不仅结构简单、合理，而且维修量少、寿命长。

Description

上行高温煤气激冷装置
技术领域
本发明涉及一种煤气激冷装置，具体涉及一种上行高温煤气激冷装置。
背景技术
煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液体燃料、联合循环发电、多联产系统、制氢、燃料电池等过程工业的基础，是这些行业的共性技术、关键技术和龙头技术。按煤在气化床层中的流动方式可分为固定床、流化床和气流床三种。而其中气流床气化炉具有单炉处理能力强、煤种适应性广、碳转化率高和负荷调节性好等优点，代表了今后煤气化技术的发展方向。
气流床气化以粉煤为原料，由气化剂夹带入炉，煤和气化剂进行并流(活塞流)部分氧化反应。为弥补反应时间短的缺陷，要求入炉煤粒度很细(＜0.1mm)和高的反应温度(火焰中心温度在2000℃以上)，生成的粗合成气温度高达1400℃。
气流床气化有干法进料和湿法进料两种形式。属于干法进料气流床气化的炉型有：常压K-T炉、Shell、Prenflo、GSP和西安热工院的两段式气化炉等。属于湿法进料气流床气化的炉型有：Texaco炉、E-Gas炉等。
煤气化技术中气化后的流程有激冷流程和废锅流程两种。在激冷流程中，高温粗合成气的热量被水汽化吸收，气相中包含有大量的水蒸气，可以满足变换工艺的需要。废锅流程则通过一级或多级废热锅炉吸收气体的潜热来产生高压和中压蒸汽，气相中只包含有少量的水蒸气。
目前对于气流床气化，根据生成的粗合成气在气化炉内的流动方向，可以分为上行式和下行式。上行式气化包括Shell、Prenflo、西安热工院两段式气化炉(下称TPRI炉)、E-Gas炉。下行式气化包括GSP和Texaco等。对于下行式气化，由于激冷流程投资少、工艺简单、而且适合于化工合成，因而GSP和Texaco均主推激冷流程。
对于上行性气化，如果使用激冷流程，则均可大幅度降低投资、减化工艺、而且也可以减少化工合成变换工序蒸汽的加入量。对于Shell和Prenflo，可以省去冷煤气循环压缩机、废热锅炉和干法除尘器，对于TPRI炉和E-Gas炉，则可以省去废热锅炉和干法除尘器。
但对于上行性气化工艺，最大的困难是激冷室不好布置。如果在气化炉上部水冷壁内直接喷入水，则由于需要水量较多，要么造成激冷段长度过高，要么为了避免所喷水接触到水冷壁面对水冷壁形成腐蚀，必须加大激冷段的直径。激冷段长度和直径的加大，都会直接影响设备成本，从而使激冷的优势荡然无存。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种结构合理、流程简单、维修量少、寿命长的上行高温煤气激冷装置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括气化炉体以及设置在气化炉体内的耐火衬里，其特点是，所说的耐火衬里由位于下部的锥形斜坡、中部的筒体和上部的半球形穹顶组成，在锥形斜坡上布置有吹灰装置，在耐火衬里的筒体上设置至少一组的激冷水分配管。
本发明的锥形斜坡与水平面之间的夹角为20°～60°；吹灰装置至少为两根，且每根吹扫管的出口设置有多个射流孔，其吹扫方向与锥形斜坡平行；激冷水分配管上设置有多个射流孔，且该射流孔与水平面的夹角就保证喷出的水不喷到耐火衬里的内壁。
由于本发明在耐火材料和水冷壁直径变化处采用锥面斜坡并通过吹灰装置进行吹扫，使高温煤气及液态渣不直接接触耐火材料锥面，一方面保证了耐火材料不超温，另一方面保证了耐火材料面不结渣，另外通过激冷水分配管使激冷水分为多组进入激冷室，通过调节激冷水喷水组的量，可以达到对煤气出口温度500～900℃可调，不仅结构简单、合理，而且维修量少、寿命长。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
参见图1，本发明包括气化炉体1以及设置在气化炉体1内的耐火衬里2，耐火衬里2由位于下部的锥形斜坡3、中部的筒体4和上部的半球形穹顶5组成，锥形斜坡3与水平面之间的夹角为20°～60°，以保证该斜坡不积灰，在锥形斜坡3上布置有吹灰装置6，吹灰装置6至少为两根，且每根吹扫管8的出口设置有多个射流孔，其吹扫方向与锥形斜坡3平行，在耐火衬里的筒体4上设置至少一组的激冷水分配管7，激冷水分配管7上设置有多个射流孔，且该射流孔与水平面的夹角就保证喷出的水不喷到耐火衬里的内壁。
本发明的吹灰装置6所用气体根据合成气的用途选择使用N2或CO2或煤气，吹扫气通过吹扫管8对锥形斜坡3进行吹扫，吹灰装置设置目的是用于激冷锥形斜坡3附近高温煤气，保证锥形斜坡3不结渣；将落在锥形斜坡3上的灰吹掉，保证不积灰。
本发明的锥形斜坡3受惰性气吹扫保护，轴向受激冷水保护，可以设计耐火材料向火面温度为800℃，在靠近壳体时温度为50℃。耐火材料所围成的空间直径与水冷壁直径相比可以扩大50％以上。在耐火材料所围成的激冷室，有较低的气体流速，较大的空间，从而保证了所喷入激冷水与高温煤气传热和传质所需要的时间，而且经过激冷后的高温煤气中的液态渣被充分固化，起到对后续系统的保护作用。

Claims (4)

1.一种上行高温煤气激冷装置，包括气化炉体(1)以及设置在气化炉体(1)内的耐火衬里(2)，其特征在于：所说的耐火衬里(2)由位于下部的锥形斜坡(3)、中部的筒体(4)和上部的半球形穹顶(5)组成，在锥形斜坡(3)上布置有吹灰装置(6)，在耐火衬里的筒体(4)上设置至少一组的激冷水分配管(7)。
2、根据权利要求1所述的上行高温煤气激冷装置，其特征在于：所说的锥形斜坡(3)与水平面之间的夹角为20°～60°。
3、根据权利要求1所述的上行高温煤气激冷装置，其特征在于：所说的吹灰装置(6)至少为两根，且每根吹扫管(8)的出口设置有多个射流孔，其吹扫方向与锥形斜坡(3)平行。
4、根据权利要求1所述的上行高温煤气激冷装置，其特征在于：所说的激冷水分配管(7)上设置有多个射流孔，且该射流孔与水平面的夹角就保证喷出的水不喷到耐火衬里的内壁。
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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