CN102634379B - 一种粉煤气化炉排渣系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种粉煤气化炉排渣系统，该粉煤气化炉的壳体内设有与进料口相连通的气化室，渣室位于所述气化室的下方并且通过渣屏与所述气化室相连通，所述渣室的上端设有用于向进入渣室内的煤渣喷淋激冷水的激冷环管，渣室的下端通过锥形的渣斗连通设置在所述壳体底部的出渣口；其特征在于：所述渣室的周壁上设有与激冷水系统相连接的多个喷水口。与现有技术相比，本发明所提供的粉煤气化炉排渣系统能够有效避免渣室堵渣，从而气化炉能够长期稳定运行，节约了维修成本，提高了生产效率。

Description

一种粉煤气化炉排渣系统

技术领域

本发明涉及到粉煤气化炉结构，具体指一种粉煤气化炉排渣系统。

背景技术

从全球来看，煤炭储量远大于石油和天然气，以热值算，煤炭占64％，原油19％，天然气17％。据测算，以目前的开采速度，全球原油可以开采40.5年，天然气可以开采66.7年，而煤炭可以开采164年。同时，过去20年中，煤炭的探明储量增加了50％以上，由于煤炭分布极其分散，专家们认为煤炭的实际储量将大大高于目前的书面数字。而我国是一个“缺油、少气、相对富煤”的国家，能源结构的基本特点是石油和天然气储量相对不足，煤的储量相对丰富，煤炭是我国最主要的化石能源资源。

作为世界上人口最多的发展中国家，我国所面临的能源供给和环境保护的双重压力，已成为限制我国经济发展的瓶颈。因此，针对我国“富煤、少油”的能源资源特色，合理利用我国的能源资源，尤其是煤炭资源，必须开发采用新型的清洁能源及其能源替代技术。所以现在普遍采用的较为高效、环保的加压气流床气化技术在我国得到了普遍应用。其中水冷壁式的气化炉占相当大份额，从能耗、效率、先进性来看，水冷壁式的气化炉是粉煤气化技术的主流。

水冷壁式气化炉结构示意图如图4所示，适合进料的粉煤或水煤浆进入气化炉的气化室2’内，与气化剂发生部分氧化反应后，生成的粗合成气上行出气化炉，熔融态的灰渣在重力作用下下行出气化室下部进入气化炉的渣室3’。大部分熔渣直接向下，少部分熔渣附着在渣屏4’上沿渣屏向下，这些熔渣下落过程中被激冷环管6’内喷出的激冷水喷淋激冷后落入渣室3’的水中，熔融态渣激冷后破碎为固态细渣。固态细渣经过下渣斗5’汇集经气化炉下渣口7’排入渣收集罐。

在操作不正常时，根据形成的渣块来看，主要有两种情况：(1)在渣屏上形成类似钟乳石状的片状渣，片状渣落入渣室堵塞下渣口；(2)熔融渣下落过程中，熔渣和非熔渣团聚、熔渣和熔渣团聚形成大渣块。

为了避免或减少气化炉渣室堵渣，目前所采取的措施主要有：(1)稳定煤质，采购适合气化炉操作的煤种；生产过程中，尽量少更换煤种；在切换煤种时，控制合适的石灰石添加量、并尽可能使石灰石和粉煤混合均匀。采取以上措施，从气化操作上来看，稳定了进料煤质，气化操作运行时间延长也有了保证。但对于大部分煤气化工厂来说，一方面煤的采购是市场化的，气化装置用煤不可能只用一种煤矿的煤，而同一煤矿的煤也因煤层厚度不同，煤质也有差别；另一方面，为降低煤质灰熔点，需在煤中添加石灰石。但在气化切换新煤种时，石灰石的添加量也是一个难题。(2)向煤中添加一定量的石灰石。对于日投煤2000吨的气化装置来说，小时投煤近84吨，固体和固体的均匀混合本来就不容易，这样大的投煤量，石灰石和煤的混合不能做到完全均匀，尤其不能保证局部混合均匀。

而一旦发生渣室堵渣，现有的煤气化炉基本无应对措施，只能被迫停车。气化炉渣室堵渣已经成为气化炉长期稳定连续运行的瓶颈。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够有效避免渣室堵渣的粉煤气化炉排渣系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该粉煤气化炉排渣系统，该粉煤气化炉的壳体内设有与进料口相连通的气化室，渣室位于所述气化室的下方并且通过渣屏与所述气化室相连通，所述渣室的上端设有用于向进入渣室内的煤渣喷淋激冷水的激冷环管，渣室的下端通过锥形的渣斗连通设置在所述壳体底部的出渣口；其特征在于：所述渣室的周壁上设有与激冷水系统相连接的多个喷水口。

各所述喷水口的喷射方向与所对应的所述渣室外周壁的切线成43-66°，喷水口的数量和角度可根据气化炉渣室尺寸和需要的旋转速度进行确定。

较好的，各所述喷水口可沿所述渣室的周壁均匀布置或对称布置。

上述各方案中，为使渣块破碎效果更好，可在所述渣室的内周壁上设有用于破碎渣块的凸起。

为使气化炉能顺畅排渣，作为上述各方案的进一步改进，可在所述渣斗的周壁上设有多个通过阀门与外界高压水系统相连接的高压喷水口，利用水击将大渣快打碎，方便排渣。

较好的，各所述高压喷水口沿所述渣斗的周壁对称设置，且高压喷水口的数量不少于4个。

或者为了使碎渣效果更好，所述渣斗周壁上的高压喷水口可以有多排，每排上的各所述高压喷水口位于同一圆周上，并且每排上的各所述高压喷水口的数量不少于4个且沿所述渣斗的圆周对称设置。

与现有技术相比，本发明通过在渣室的周壁上设置喷水口，通过从喷水口喷出的水使渣室内渣水旋转，旋转的渣水一方面可使渣块向渣室壁面运动与渣室发生碰撞，使渣块破碎，同时旋转的渣块可减少熔融渣在渣水中团聚为使渣块破碎效果更好；配合优选方案中的在渣室内周壁上所设置的凸起，能够强迫旋转中的渣块碰撞凸起，从而保证渣块的破碎；而高压喷水口的设计，则能够在发生堵渣情况下，向渣斗内喷射高压水破碎渣块，从而使排渣顺畅。本发明所提供的粉煤气化炉排渣系统能够有效避免渣室堵渣，从而气化炉能够长期稳定运行，节约了维修成本，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视示意图；

图3为图1中B-B向剖视示意图；

图4为本发明背景技术中气化炉的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图3所示，该粉煤气化炉排渣系统包括：

壳体1，为压力容器壳体，壳体1周壁的中部设有进料口13，壳体内上部设有与进料口13相连通的水冷壁气化室2，气化室的下端出口连通水冷壁渣屏4；渣屏4的出口连通渣室3的物料进口。

渣室的上端设有用于向进入渣室内的煤渣喷淋激冷水的激冷环管6；渣室的下端通过锥形的渣斗5连接设置在壳体底部的出渣口7；渣室的周壁上设有与激冷水系统相连接的喷水管11，喷水管11上设有多个喷水口10。喷水口10所喷出的水可使用与激冷环管6同源的水，也可在气化炉外另接水。本实施例中喷水口10的数量为四，且沿渣室的同一圆周周壁均匀布置，喷水口的数量可以根据喷水口的大小即供水流量以及气化炉的尺寸来确定。本实施例中各喷水口10的喷水方向即喷水口横截面的垂线方向与各自对应的渣室外周壁的切线方向的夹角α为40°。渣室3的内周壁上设有多块用于破碎渣块的凸起14。

渣斗5的周壁上设有多个高压喷水口8，本实施例中高压喷水口8的数量为四，这些高压喷水口8位于同一圆周上并沿渣斗的周壁对称布置。根据需要，高压喷水口还可以有多排，即设置在多个圆周上。

上述粉煤气化炉排渣系统的工作原理如下：

煤从进料口13进入气化室2内，在气化室2内发生部分氧化反应后，生成的粗合成气上行出气化炉，熔融态的灰渣在重力作用下下行出气化室下部经水冷壁渣屏5进入气化炉渣室3。大部分熔渣直接向下，少部分熔渣附着在渣屏4上沿渣屏向下，这些熔渣下落中被激冷水喷淋激冷后落入渣室水中，熔融态渣激冷后破碎为固态细渣。从喷水口10喷出的水使渣室内的水旋转。旋转的渣水可起到两方面作用：一方面渣块向渣室壁面运动与渣室发生碰装，使渣破碎；另一方面，旋转的渣块可减少熔融渣在渣水中团聚。旋转渣水在旋转过程中碰触到渣室内周壁上的凸起，能进一步破碎渣块。

固态细渣经过渣斗5汇集经气化炉的出渣口7排出。

本实施例中的高压喷水口8外接气化炉外高压水系统，在气化炉渣使排渣不畅时，打开阀门12，高压水势能转化为动能，利用水击将大渣快打碎。待排渣顺畅时，再关闭阀门12。

Claims (6)

1.一种粉煤气化炉排渣系统，该粉煤气化炉的壳体内设有与进料口相连通的气化室，渣室位于所述气化室的下方并且通过渣屏与所述气化室相连通，所述渣室的上端设有用于向进入渣室内的煤渣喷淋激冷水的激冷环管，渣室的下端通过锥形的渣斗连通设置在所述壳体底部的出渣口；其特征在于：所述渣室的周壁上设有与激冷水系统相连接的多个喷水口；

各所述喷水口的喷射方向与所对应的所述渣室外周壁的切线成43-66°；

所述渣屏为水冷壁渣屏；

所述渣室的内周壁上设有用于破碎渣块的凸起。

2.根据权利要求1所述的粉煤气化炉排渣系统，其特征在于各所述喷水口沿所述渣室的周壁均匀布置。

3.根据权利要求1所述的粉煤气化炉排渣系统，其特征在于各所述喷水口沿所述渣室的周壁对称布置。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的粉煤气化炉排渣系统，其特征在于所述渣斗的周壁上设有多个通过阀门与外界高压水系统相连接的高压喷水口。

5.根据权利要求4所述的粉煤气化炉排渣系统，其特征在于各所述高压喷水口沿所述渣斗的周壁对称设置，且高压喷水口的数量不少于4个。

6.根据权利要求5所述的粉煤气化炉排渣系统，其特征在于所述渣斗周壁上的高压喷水口有多排，每排上的各所述高压喷水口位于同一圆周上，并且每排上的各所述高压喷水口的数量不少于4个且沿所述渣斗的圆周对称设置。

Images