CN101250439B - 干煤粉气化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了干煤粉气化炉，包括一压力壳体、一气化单元、一合成气激冷器及一合成气冷却器，所述气化单元、合成气激冷器及合成气冷却器为自下而上竖直并同轴地连接在压力壳体中。本发明的干煤粉气化炉与现有技术的干煤粉气化炉相比具有占地面积小、传热面积紧凑及在同样的参数下造价低的优点。还具有高压空间有效利用率高的特点，制成的合成气可用作化工原料气、燃料气、制氢、合成液体燃料及发电等。
Description
技术领域
本发明涉及一种可将干煤粉气化并同时将气化后的合成气冷却的干煤粉气化炉。
背景技术
煤气化技术是煤炭深度加工、转化的先导技术，是洁净煤技术的关键。干煤粉气化工艺的特点是：原料煤以干粉形式随气化剂喷入气化单元，在单元内随气流上升的过程中，在高温下与很短的时间内经过燃烧气化反应转变为可燃气体，它在高压条件下进行气化，主要用于生成合成氨、甲醇等原料气和工业燃料气。
现有干煤粉气化炉，包括设在同一压力壳体中的气化单元单元、合成气激冷器和合成气冷却器，其中合成气激冷器和气化单元单元为上下同轴布置，合成气冷却器与合成气激冷器及气化单元单元为不同轴布置，这样的布置方式使压力壳体除了有垂直方向的热膨胀，还有水平方向的膨胀，造成压力壳体受力较复杂；同时合成气在单元内的流道长，且这些流道为单向传热，传热面利用率低。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种干煤粉气化炉，它在结构上更合理，控制单元内压力平衡的效果更好。
实现上述目的的技术方案是：一种干煤粉气化炉，包括一压力壳体、一气化单元、一合成气激冷器及一合成气冷却器，所述气化单元、合成气激冷器及合成气冷却器为自下而上竖直并同轴地连接在压力壳体中。
上述的干煤粉气化炉，其中，所述压力壳体为一塔型壳体，即气化单元、合成气激冷器及合成气冷却器位于的压力壳体的内径分别由大至小过渡。
上述的干煤粉气化炉，其中，所述合成气激冷器连接在气化单元的顶部，所述合成气激冷器通过输气管连接合成气冷却器。
上述的干煤粉气化炉，其中，所述合成气冷却器为一由内部的中心管、中间的螺旋盘管及外部的外壳构成的筒状壳体，所述中心管与外壳之间的空隙及外壳与压力壳体之间的空隙形成一环形空间。
上述的干煤粉气化炉，其中，所述气化单元为一底部具有渣池的筒状壳体。
上述的干煤粉气化炉，其中，所述合成气冷却器的中心管和外壳均及气化单元的外壁均由一排管子及连接在相邻管子之间的鳍片所构成的膜式水冷壁。
由于采用了本发明的干煤粉气化炉的技术方案，即将气化单元、合成气激冷器和合成气冷却器自下而上竖直并同轴地连接在压力壳体中，又将气化单元和合成气冷却器的外壁设为膜式水冷壁，与现有技术的干煤粉气化炉相比具有占地面积小、传热面积紧凑及在同样的参数下造价低的优点。还具有高压空间有效利用率高的特点，制成的合成气可用作化工原料气、燃料气、制氢、合成液体燃料及发电等。
附图说明
图1为本发明的干煤粉气化炉的结构示意图；
图2为本发明的干煤粉气化炉中的合成气冷却器的结构示意图；
图3为图2中的A-A截面图。
具体实施方式
为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体的实施例并结合附图进行详细地说明：
请参阅图1至图3，本发明的干煤粉气化炉，包括一种干煤粉气化炉，包括一压力壳体1、气化单元2、合成气激冷器3及合成气冷却器4，其中，压力壳体1为一塔型壳体，气化单元2、合成气激冷器3及合成气冷却器4为自下而上竖直并同轴地连接在压力壳体1中。气化单元2、合成气激冷器3及合成气冷却器4位于的压力壳体1的内径分别由小至大过渡。
气化单元2为一底部具有渣池20的筒状壳体。
合成气激冷器3连接在气化单元2的顶部，合成气激冷器3通过输气管34连接合成气冷却器4。
合成气冷却器4包括内部的中心管41、中间的螺旋盘管42及外部的外壳43，中心管41与外壳43之间的空隙及合成气冷却器4的外壳43与压力壳体1之间的空隙形成一环形空间。
合成气冷却器4的中心管41和外壳43均及气化单元2的外壁均由一排管子及连接在相邻管子之间的鳍片所构成的膜式水冷壁。
本发明的干煤粉气化炉的工作原理是：
在气化单元2中，干煤粉被氧气部分氧化为一氧化碳和氢的合成气，煤粉中的灰主要以渣的形态靠重力作用排到位于气化单元2底部的渣池20中，其余的灰被合成气夹带从气化单元2顶部排出。由于在气化单元2的顶部出口处布置了合成气激冷器3，经激冷后的合成气通过输气管34进入合成气冷却器4，其中输气管34又作为冷却器4的一部分。最后经冷却后的合成气向上从冷却器4的中心管41与外壳43之间的空隙再往下回到合成气冷却器4的外壳43与压力壳体1之间的空隙中并从压力壳体1的中部排出。
因为气化压力大于2.0MPa，而气化单元2的外壁和合成气冷却器4的膜式水冷壁只能承受较小的压差，所以气化单元2和合成气冷却器4内部和环形空间之间需要压力补偿。其方法为向环形空间注入经净化和冷却后的合成气，使环形空间内的压力微大于气化单元2和冷却器4内的压力，这样可防止气化单元2和冷却器4内的高温气体流向环形空间，以保护压力壳体1。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
Claims (3)
1.一种干煤粉气化炉，包括一压力壳体、一气化单元、一合成气激冷器及一合成气冷却器，其特征在于，所述气化单元、合成气激冷器及合成气冷却器为自下而上竖直并同轴地连接在压力壳体中；
所述合成气冷却器为一由内部的中心管、中间的螺旋盘管及外部的外壳构成的筒状壳体，所述中心管与外壳之间的空隙及外壳与压力壳体之间的空隙形成一环形空间；
所述压力壳体为一塔型壳体，即气化单元、合成气激冷器及合成气冷却器位于的压力壳体的内径分别由大至小过渡。
2.根据权利要求1所述的干煤粉气化炉，其特征在于，所述合成气激冷器连接在气化单元的顶部，所述合成气激冷器通过输气管连接合成气冷却器。
3.根据权利要求1所述的干煤粉气化炉，其特征在于，所述气化单元为一底部具有渣池的筒状壳体。
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