CN104403694A - 一种固定床气化炉的液态连续排渣器及排渣方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固定床气化炉的液态连续排渣器及其排渣方法，其特征在于：排渣器安装于气化炉炉体的下方，排渣器包括一环形倒圆锥台状渣池，渣池的中部为中空圆锥台状排渣口，且排渣口上端的溢流口在高度方向上略低于渣池外侧边缘。本发明在使用时熔渣气化炉中产生的液态熔渣能够汇集到渣池中，并在渣池充满液态熔渣后，液态熔渣从排渣口上端的溢流口溢出，在这过程中，气化剂与含碳物质反应后放出的巨大热量使液态熔渣在渣池内一直处于流动状态，防止了液态熔渣在排渣口上端溢流口的冷凝，保证了排渣过程的顺利进行。本发明相比于现有的排渣器省去了原有排渣所必需的复杂控制系统，节省了设备投资，并且解决了因渣口较小而导致的排渣不畅现象，有效保证顺利排渣，从而提高固定床熔渣气化炉的运行效率及运行安全性。

Description

一种固定床气化炉的液态连续排渣器及排渣方法
技术领域
本发明涉及一种排渣器及排渣方法，特别是关于一种固定床气化炉的液态连续排渣器及排渣方法。
背景技术
目前，传统的熔渣气化炉炉体下部的排渣器主要为倒锥形的熔渣池，熔渣池的内表面自熔渣池的上端朝向熔渣池的下端呈收敛构型，熔渣池的内表面水平坡度为25°～60°。同时，排渣器采取间歇排渣方式，即在炉体与激冷室之间安有压差检测，并与激冷室的放散阀进行联锁。当熔融状态的灰渣在熔渣池内积累到一定高度后，便会有一个确切的压差值，该压差值触动联锁，激冷室的放散阀自动打开，此时激冷室内的压力小于炉体内的压力，熔渣自动排入激冷室。随着熔渣池内液渣量的逐渐减少，炉体与激冷室之间的压差值变小。当压差小到一定值后，再次触发联锁，激冷室的放散阀自动关闭，排渣过程结束。整个排渣过程是通过控制排渣口上下压差来实现，这就要求排渣口不宜过大，由此容易出现排渣口堵塞现象。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于固定床气化炉的液态连续排渣器及排渣方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种固定床气化炉的液态连续排渣器，该排渣器安装于熔渣气化炉炉体的下方，其特征在于：所述排渣器包括一环形倒圆锥台状渣池，所述渣池的中部为中空圆锥台状排渣口，且所述排渣口上端的溢流口在高度方向上略低于所述渣池外侧边缘。
所述排渣口上端的溢流口直径D1满足：20<D1<400mm；所述溢流口直径D1与所述排渣口下端的敞口状部分直径D2满足：D2>D1；所述渣池的侧壁与炉体轴线之间的夹角为β，且β满足以下角度要求：0°<β<90°；所述渣池的深度H满足：0<H<1.5m；所述排渣口上端的溢流口低于所述渣池外侧边缘h满足：20≤h≤100mm。
所述渣池的工作表面均浇注一层耐火材料，所述耐火材料厚度为20～30mm，所述耐火材料满足耐压强度≥55MPa、荷重软化开始温度≥1700℃、抗铁水溶蚀指数≤1％、抗炉渣侵蚀性≤10％、抗碱性≤10％、显气孔率≤16％、透气度≤1.0mDa、平均孔径≤1.0μm、小于1μm孔容积率≥70％；所述耐火材料具体为微孔刚玉砖、碳复合砖、赛隆结合刚玉砖、刚玉砖、高铬砖、碳化硅或氮化硅结合碳化硅。
所述渣池采用金属铸造而成，其内部预埋有螺旋状的冷却水管。
所述渣池的材质满足电导率≥85％IACS、抗拉强度≥170N/mm2、延伸率≥30％，具体为纯铜、钢或球墨铸铁。
一种所述排渣器的固定床气化炉的液态连续排渣方法，其包括以下步骤：
1)熔渣气化炉工作时，熔渣气化炉内气化剂与含碳物质反应产生的液态熔渣先汇集到渣池中；
2)当渣池被炉内气化反应产生的液态熔渣充满后，液态熔渣从排渣器中高度较低的排渣口上端的溢流口连续溢流而出并进入激冷室中；
3)进入激冷室中的高温液态熔渣通过激冷水迅速冷却后，再通过渣锁排出熔渣气化炉。
在上述步骤2)中，熔渣气化炉内气化剂与含碳物质反应后放出的巨大热量使液态熔渣在渣池内一直处于连续的流动状态，使液态熔渣在排渣口上端的溢流口处不会产生冷凝，保证排渣过程的顺利进行。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用了环形倒圆锥台状渣池，渣池的中部为中空圆锥台状排渣口，且排渣口上端的溢流口在高度方向上略低于渣池外侧边缘，因此熔渣气化炉中产生的液态熔渣能够汇集到渣池中，并在渣池充满液态熔渣后，液态熔渣从渣池上端的溢流口溢出，在这过程中，气化剂与含碳物质反应后放出的巨大热量使液态熔渣在渣池内一直处于流动状态，防止了液态熔渣在渣池上部溢流口的冷凝，保证了排渣过程的顺利进行。2、本发明采用溢流方式进行排渣，相比于现有的排渣器省去了原有排渣所必需的复杂控制系统，节省了设备投资，并且解决了因渣口较小而导致的排渣不畅现象，有效保证顺利排渣，从而提高固定床熔渣气化炉的运行效率及运行安全性。3、本发明在渣池的工作表面浇注一层特殊耐火材料，该材料荷重软化温度高，抗铁水、抗渣及抗碱性能均较好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明提供的排渣器5安装于固定床熔渣气化炉炉体1的下方，排渣器5包括一环形倒圆锥台状渣池51，渣池51的中部为中空圆锥台状排渣口52，且排渣口52上端的溢流口在高度方向上略低于渣池51外侧边缘。
在上述实施例中，排渣口52上端的溢流口直径D1满足：20<D1<400mm，同时溢流口直径D1与排渣口52下端的敞口状部分直径D2满足：D2＞D1。
在上述实施例中，渣池51的侧壁与炉体1轴线之间的夹角为β，β满足以下角度要求：0°<β<90°。
在上述实施例中，渣池51的深度H满足：0<H<1.5m，排渣口52上端的溢流口低于渣池51外侧边缘h满足：20≤h≤100mm。
在上述实施例中，渣池51的工作表面均浇注一层特殊耐火材料53，特殊耐火材料53厚度为20～30mm，特殊耐火材料53满足耐压强度≥55MPa、荷重软化开始温度≥1700℃、抗铁水溶蚀指数≤1％、抗炉渣侵蚀性≤10％、抗碱性(强度下降率)≤10％、显气孔率≤16％、透气度≤1.0mDa、平均孔径≤1.0μm、小于1μm孔容积率≥70％，具体可为微孔刚玉砖、碳复合砖、赛隆结合刚玉砖、刚玉砖、高铬砖、碳化硅或氮化硅结合碳化硅等，优选微孔刚玉砖、碳复合砖、高铬砖、碳化硅或氮化硅结合碳化硅。
在上述实施例中，渣池51采用金属铸造而成，其内部预埋有螺旋状的冷却水管54。
在上述实施例中，渣池51的材质满足电导率≥85％IACS(International AnnealedCopper Standard，国际退火铜标准)、抗拉强度≥170N/mm2、延伸率≥30％，具体可为纯铜、钢或球墨铸铁等，优选纯铜。冷却水管54的材质可为纯铜、钢或球墨铸铁等，优选钢。
根据上述实施例中提供的排渣器5，本发明还提供了一种固定床气化炉的液态连续排渣方法，其包括以下步骤：
1)熔渣气化炉工作时，熔渣气化炉内气化剂与含碳物质反应产生的液态熔渣先汇集到渣池51中；
2)当渣池51被炉内气化反应产生的液态熔渣充满后，液态熔渣从排渣器中高度较低的排渣口52上端的溢流口连续溢流而出并进入激冷室中；
3)进入激冷室中的高温液态熔渣通过激冷水迅速冷却后，再通过渣锁排出熔渣气化炉(图中未示出)。
在上述步骤2)中，熔渣气化炉内气化剂与含碳物质反应后放出的巨大热量使液态熔渣在渣池51内一直处于连续的流动状态，使液态熔渣在排渣口52上端的溢流口处不会产生冷凝，保证排渣过程的顺利进行。
上述各实施例仅用于对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种固定床气化炉的液态连续排渣器，该排渣器安装于熔渣气化炉炉体的下方，其特征在于：所述排渣器包括一环形倒圆锥台状渣池，所述渣池的中部为中空圆锥台状排渣口，且所述排渣口上端的溢流口在高度方向上略低于所述渣池外侧边缘。
2.如权利要求1所述的一种固定床气化炉的液态连续排渣器，其特征在于：所述排渣口上端的溢流口直径D1满足：20<D1<400mm；所述溢流口直径D1与所述排渣口下端的敞口状部分直径D2满足：D2>D1；所述渣池的侧壁与炉体轴线之间的夹角为β，且β满足以下角度要求：0°<β<90°；所述渣池的深度H满足：0<H<1.5m；所述排渣口上端的溢流口低于所述渣池外侧边缘h满足：20≤h≤100mm。
3.如权利要求1所述的一种固定床气化炉的液态连续排渣器，其特征在于：所述渣池的工作表面均浇注一层耐火材料，所述耐火材料厚度为20～30mm，所述耐火材料满足耐压强度≥55MPa、荷重软化开始温度≥1700℃、抗铁水溶蚀指数≤1％、抗炉渣侵蚀性≤10％、抗碱性≤10％、显气孔率≤16％、透气度≤1.0mDa、平均孔径≤1.0μm、小于1μm孔容积率≥70％；所述耐火材料具体为微孔刚玉砖、碳复合砖、赛隆结合刚玉砖、刚玉砖、高铬砖、碳化硅或氮化硅结合碳化硅。
4.如权利要求2所述的一种固定床气化炉的液态连续排渣器，其特征在于：所述渣池的工作表面均浇注一层耐火材料，所述耐火材料厚度为20～30mm，所述耐火材料满足耐压强度≥55MPa、荷重软化开始温度≥1700℃、抗铁水溶蚀指数≤1％、抗炉渣侵蚀性≤10％、抗碱性≤10％、显气孔率≤16％、透气度≤1.0mDa、平均孔径≤1.0μm、小于1μm孔容积率≥70％；所述耐火材料具体为微孔刚玉砖、碳复合砖、赛隆结合刚玉砖、刚玉砖、高铬砖、碳化硅或氮化硅结合碳化硅。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种固定床气化炉的液态连续排渣器，其特征在于：所述渣池采用金属铸造而成，其内部预埋有螺旋状的冷却水管。
6.如权利要求5所述的一种固定床气化炉的液态连续排渣器，其特征在于：所述渣池的材质满足电导率≥85％IACS、抗拉强度≥170N/mm2、延伸率≥30％，具体为纯铜、钢或球墨铸铁。
7.如权利要求5所述的一种固定床气化炉的液态连续排渣器，其特征在于：所述冷却水管的材质为纯铜、钢或球墨铸铁。
8.一种基于上述权利要求1到7任一项所述排渣器的固定床气化炉的液态连续排渣方法，其包括以下步骤：
1)熔渣气化炉工作时，熔渣气化炉内气化剂与含碳物质反应产生的液态熔渣先汇集到渣池中；
2)当渣池被炉内气化反应产生的液态熔渣充满后，液态熔渣从排渣器中高度较低的排渣口上端的溢流口连续溢流而出并进入激冷室中；
3)进入激冷室中的高温液态熔渣通过激冷水迅速冷却后，再通过渣锁排出熔渣气化炉。
9.如权利要求8所述的一种固定床气化炉的液态连续排渣方法，其特征在于：在上述步骤2)中，熔渣气化炉内气化剂与含碳物质反应后放出的巨大热量使液态熔渣在渣池内一直处于连续的流动状态，使液态熔渣在排渣口上端的溢流口处不会产生冷凝，保证排渣过程的顺利进行。
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