CN102703130A - 一种能同时处理多种劣质原料的气化炉结构 - Google Patents

一种能同时处理多种劣质原料的气化炉结构 Download PDF

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亢万忠
章晨晖
宋燕
孙志刚
郭文元
李晓黎
陈金锋
张炜
张丽
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Sinopec Ningbo Engineering Co Ltd
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Abstract

本发明涉及到一种能同时处理多种劣质原料的气化炉结构，包括炉体，所述炉体的顶部设有主喷嘴室，所述主喷嘴室内设有主喷嘴；其特征在于所述炉体的侧壁上沿同一水平周线均匀设有多个副喷嘴室，各所述副喷嘴室内设有副喷嘴，并且，各所述副喷嘴的轴线与水平线成-45～45°角。与现有技术相比较，本发明不但可以处理常规原料，而且可以同时处理电厂、炼厂和石化等企业产生的各种污染物以及不同状态的劣质原料，既可以实现消除污染物的目的，又能实现资源的综合利用，且处理效果能达到环保要求，实现资源经济利用的最大化。

Description

一种能同时处理多种劣质原料的气化炉结构
技术领域
本发明涉及一种化工设备领域，具体指一种能同时处理劣质原料的气化炉结构。
背景技术
随着全球原油的重质化与劣质化，渣油、重油的产量大幅提高，从而不得不建设更多的延迟焦化装置以获得更多的轻质燃料，这样导致高硫、高灰的劣质石油焦和劣质沥青产量的大量增加。另外，大型炼油以及石化企业普遍产生大量的废气、废液、固体废渣和污水处理后产生的含碳污泥，目前对于这些污染物普遍采用放空、燃烧、焚烧以及填埋的处理方式，不仅对环境造成了极大的危害，同时也造成了资源的极大浪费。另一方面，清洁油品指标要求不断提高，为此炼厂需要更多的氢气对汽油、柴油和润滑油进行改质和精制，导致氢气需求不断上升。现有炼厂的氢气主要是通过石脑油裂解得到，如今石脑油价格高涨，使得氢气成本大幅提高。若能利用上述废弃物气化制氢，一方面可以对废弃物进行无害洁净处理，达到“零排放”，一方面又能回收利用含碳物质等有用原料，变废为宝，节能降耗，最大限度地做到节约资源和保护环境，保证企业和社会的可持续发展。
劣质原料主要是指煤、固体废物、废液、废气等或这些原料的混合物。劣质原料可以通过气化喷嘴加入气化炉中进行非催化部分氧化反应制备合成气，进而用于制氢、生产氨、甲醇、液体燃料油等大宗化学品，或用于IGCC电厂发电。如今石油价格高昂，通过不同劣质原料组合生产合成气或制氢，可较好地实现有限资源的最大化、集约化、综合利用，同时可以做到降低成本，环境友好。
现有的气化炉结构主要包括炉体，炉体的顶部设有单喷嘴或对置式多喷嘴。所有的原料从该喷嘴中送入炉体内进行气化。这种气化炉可以单独处理劣质原料气或者处理可以制成具有一定浓度的浆体的原料，包括固体劣质原料和部分废液。但是该种气化炉由于只设置了一个喷嘴，因此只能处理一种规格原料，不能同时处理多种规格的原料，尤其是无法在处理劣质原料浆的同时处理劣质原料气；另外，如果工厂的废液含有部分不利于制浆的物质使得制得的浆体浓度过低，也不能在这种气化炉中处理；并且对于不适于制浆的废液和热值较低的劣质原料气，也不能单独处理。
中国专利ZL 200820028282.6公开了一种劣质碳氢化合物气化炉。采用从气化炉顶部加入劣质混合原料，实现劣质混合原料的综合利用，但不能单独气化难于处理的低热值废气和不易成浆的废液等废弃物。
中国专利CN 201110094537.5公开了一种具有多种喷嘴配置方案的气化炉。其喷嘴均采用多通道喷嘴，各个喷嘴通入的原料相同，这样便于调整气化炉的操作负荷，但不能单独气化难于处理的低热值废气和不易成浆的废液等废弃物。
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同时处理多种劣质原料的气化炉结构。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该能同时处理多种劣质原料的气化炉结构，包括炉体，所述炉体的顶部设有主喷嘴室，所述主喷嘴室内设有主喷嘴；其特征在于所述炉体的侧壁上沿同一水平周线均匀设有偶数个副喷嘴室，各所述副喷嘴室内设有副喷嘴，并且，各所述副喷嘴的轴线与水平线成-45～45°角。
较好的，所述副喷嘴室位于所述炉体直段高度的1/4至3/4处。将副喷嘴室设置在该位置并通过调节副烧嘴角度，使得在通入不同量的气体或液体原料时，能获得良好的气化炉流场结构和混合效果，从而提高气化效率。
上述各方案中，所述副喷嘴室的轴线与所述炉体的轴线相垂直，副烧嘴与副烧嘴室通过法兰连接。该结构方便设计副烧嘴法兰形式，从而调整副烧嘴的入射角度。
副喷嘴室的设计原则是在满足可以同时通入废气和废液的要求下，尽量减少喷嘴数量，从而避免增加系统的复杂性，降低投资。较好的，所述副喷嘴室可以有两个。
所述主喷嘴的轴线与所述炉体的轴线重合。
与现有技术相比较，本发明不但可以处理常规原料，而且可以同时处理电厂、炼厂和石化等企业产生的各种污染物以及不同状态的劣质原料，既可以实现消除污染物的目的，又能实现资源的综合利用，且处理效果能达到环保要求，实现资源经济利用的最大化。
附图说明
图1为本发明实施例的纵向剖视图；
图2为本发明实施例中主喷嘴的剖视图；
图3为图1中A-A的剖视图。
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，该气化炉包括：
炉体1，为承压炉体，包括炉体直段和位于炉体直段的两端为半圆形封头；炉体1的顶部设有主喷嘴室2，主喷嘴3固定在主喷嘴室2内，并且，主喷嘴室2、主喷嘴3和炉体1的轴线重合。本实施例中的主喷嘴采用现有技术中的多通道喷嘴，含有三个进料通道，中间环系通道用于通入含碳原料，中心通道和最外侧环系通道用于通入含氧气体。本实施例中的含碳原料可以是液相、固相或气相。
主喷嘴还可以根据需要采用其它通道数的喷嘴。
炉体1的侧壁上在1/2高度处同一水平直径上设有两个副喷嘴室4，副喷嘴室4的轴线与炉体1的轴线相垂直。两个副喷嘴室4内分别固定有单通道的副喷嘴5。本实施例中副喷嘴5的轴线与气化炉的轴线成30°夹角。两个副喷嘴一个用于通入废气，一个用于通入废液。副烧嘴与副烧嘴室通过法兰(图中未示出)连接
炉体1的底部设有与下游设备相连接的出口6。
上述气化炉的工作原理如下：
固态、液态或气态含碳原料与含氧气体从主喷嘴2的三个通道内进入炉体1，进行气化反应产生以一氧化碳和氢气为主的合成气，气化炉的操作压力2～10Mpa，操作温度1200℃～1750℃。
电厂、炼厂和石化等企业产生的难以处理的废气、废液等污染物从两个副喷嘴51、52通入炉体1中。废液和废气可以从两个副喷嘴直接通入，也可以从两个喷嘴分别通入，即一个副喷嘴通入废气，另一个副喷嘴通入废液。通入的污染物在高温下分解、气化，生产合成气，同时达到保护环境和资源利用的目的。经炉体1处理后的煤气和液渣从出口6排出炉体外，进入下游设备。
该炉体结构可用于多种相态的劣质污染原料的综合处理，既可用于煤气化发电，化工合成系统中，也可用于炼厂制氢。

Claims (5)

1.一种能同时处理多种劣质原料的气化炉结构，包括炉体，所述炉体的顶部设有主喷嘴室，所述主喷嘴室内设有主喷嘴；其特征在于所述炉体的侧壁上沿同一水平周线均匀设有多个副喷嘴室，各所述副喷嘴室内设有副喷嘴，并且，各所述副喷嘴的轴线与水平线成-45～45°角。
2.根据权利要求1所述的能同时处理多种劣质原料的气化炉结构，其特征在于所述副喷嘴室位于所述炉体直段高度的1/4至3/4处。
3.根据权利要求1或2所述的能同时处理多种劣质原料的气化炉结构，其特征在于所述副喷嘴室的轴线与所述炉体的轴线相垂直，所述副喷嘴与所述的副喷嘴室通过法兰连接。
4.根据权利要求3所述的能同时处理多种劣质原料的气化炉结构，其特征在于所述副喷嘴室有两个。
5.根据权利要求4所述能同时处理多种劣质原料的气化炉结构，其特征在于所述主喷嘴的轴线与所述炉体的轴线重合。
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