CN104611064A - 煤制工业燃气的气化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤制工业燃气的气化装置，包括气化机构和热量回收机构，气化机构包括气化炉、位于气化炉顶部的烧嘴、位于气化炉底部的渣口、和与渣口连接的下渣管，热量回收机构包括位于气化炉下方的换热筒、位于换热筒底部的渣池和排渣口、位于渣池液面上方的激冷环、以及位于激冷环下方的排气口，其中，下渣管伸入换热筒中。本发明的气化装置在生产过程中排水量非常小，生产强度大幅度提高，解决了大气量供应问题，同时对热煤气废热进行回收，进一步降低了燃气成本。

Description

煤制工业燃气的气化装置

技术领域

本发明涉及一种煤制工业燃气的气化装置。

背景技术

目前，工业窑炉所用燃气通常由煤气发生炉提供，典型的有固定床煤气发生炉和流化床煤气发生炉。

固定床煤气发生炉在工业燃气市场应用较多，流化床发生炉相对应用较少，气流床制工业燃气目前还没有业绩。

煤气发生炉虽然投资较少，煤种适用性广，但是也存在很多弊端。其环保性较差，产生的污水基本无法处理，粉尘污染也不可忽视，加之对原料要求是块煤价格相对较高，以及生产强度较低，压力低，产气量不大。

气流床气化目前主要应用于煤化工领域，气流床主要特点是原料易得，采用烟煤末，原料价格低廉，最重要的是其生产压力较大，生产强度高，一台炉子可以相当于常压炉几十台，加之纯氧气化，气化效率较高。还有气流床反应温度高，环保性强，属于煤炭清洁利用技术。

目前，气流床气化应用于工业燃气目前还没有尝试，属于行业空白。气流床气化制气由于具有环保型和高强度生产特点，适合大规模园区供气，有必要开发一种煤制工业燃气的气化装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤制工业燃气的气化装置，以解决大气量供应问题。

为此，本发明提供了一种煤制工业燃气的气化装置，包括气化机构和热量回收机构，气化机构包括气化炉、位于气化炉顶部的烧嘴、位于气化炉底部的渣口、和与渣口连接的下渣管，热量回收机构包括位于气化炉下方的换热筒、位于换热筒底部的渣池和排渣口、位于渣池液面上方的激冷环、以及位于激冷环下方的排气口，其中，下渣管伸入换热筒中。

进一步地，上述换热筒包括水冷壁。

进一步地，上述激冷环位于水冷壁的下方。

进一步地，上述气化装置还包括煤粉输送机构，煤粉输送机构与烧嘴连接，以由烧嘴向气化炉中喷入物料。

进一步地，上述物料由煤粉、氧气和水蒸气构成。

进一步地，上述气化炉的内壁为绝热材料层。

进一步地，上述渣池设有加水口。

进一步地，上述气化炉和换热筒同轴设置。

进一步地，上述下渣管与气化炉同轴设置。

进一步地，上述渣口为锥形渣口。

本发明的气化装置采用了气流床气化制气方式，在生产过程中排水量非常小，实现了加压操作，生产强度大幅度提高，解决了大气量供应问题，可以实现大型煤气供应的要求。同时对热煤气废热进行回收，进一步降低了燃气成本。

除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1是根据本发明的煤制工业燃气的气化装置的结构示意图。

附图标记说明

1、烧嘴；       2、气化炉；

3、气化室；     4、绝热材料层；

5、锥形渣口；   6、下渣管；

7、换热筒；     8、水冷壁；

9、激冷环；     10、出气口；

11、渣池；      12、排渣口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是根据本发明的煤制工业燃气的气化装置的结构示意图。如图1所示，本气化装置包括：煤粉输送机构；气化机构，包括有气化炉2、气化室3、绝热材料层4、烧嘴1、锥形渣口5、下渣管6；热量回收机构，包括换热筒7、水冷壁8、激冷环9、渣池11、出气口10、排渣口12。

煤粉输送机构与烧嘴1相通，用于将煤粉、氧气和水蒸气按照设定比例送入气化室3内，并起到雾化作用，保证原料的充分反应，该煤粉输送机构的优选结构在中国专利ZL200510080334.5中披露，其全部内容结合于此供参考。采用纯氧气化取代煤制工业燃气用的空气，减少了惰性气体进入，提高了煤气热值。

气化炉2内筒衬有绝热材料层4，用于隔绝气化炉2内外热量传递来保护外筒；锥形渣口5在气化炉2的气化室3的底部，用于导流反应过程生成的熔渣和气体；下渣管6与锥形渣口5相接，并进一步导流熔渣和气体。

水冷壁8安装在换热筒7的内壁上，换热筒7与下渣管6同轴布置，即二者的中心轴线重合，水冷壁8是由数个换热管并排组成，换热管与换热管用专用钢板连接，形成一个封闭的机构。

下渣管6与水冷壁8形成的环状结构内腔相通，激冷环9安装在渣池11液面与水冷壁8之间，用于对炙热煤气和熔渣最后降温，保证热煤气的出气温度，渣池11位于整个换热筒7的正下部，熔渣落入渣池11，被渣池中水激冷。

出气口10安装在水冷壁8下部与渣池11液面之间，出气口10主要是将降温后的煤气导出热量回收机构进入下一道工序。

渣池11底部安装有专门的排渣口12。

本发明的气化装置的工作过程如下：

煤粉进入烧嘴1之中，由烧嘴1喷入的煤粉和氧气与水蒸气在气化室3内发生缺氧燃烧反应并放出大量热量，生成炙热煤气，煤粉中的灰分由于受到加热融化由固态融化为液态，部分沿绝热材料层4流向导流锥形渣口5得到收集，同时随煤气一起沿下渣管6流向热量回收机构的换热筒7。

由下渣管6流下的熔渣和炙热煤气进入换热筒7的内腔中，在此通道中熔渣和炙热煤气向水冷壁8通过热辐射形式传递热量，当熔渣和炙热煤气沿中轴线向下流至激冷环9处与激冷环9的水进行直接换热，通过两次换热熔渣和煤气失去热量而温度降低，熔渣由液态凝固为固态，由于重力作用掉入正下方渣池11的水中得到激冷，降温后的煤气最终由出气口10离开热量回收机构进入下一道工序。

在此过程中，气化室绝热材料层提前加热烘炉达到800℃以上，为燃烧提供火源，同时阻绝热量传递起到保护气化炉筒体作用。

渣池底部的排渣口12用于排出收集到得熔渣激冷后的固体，渣池设有加水口用于保证渣池一定液面。

综上所述，本发明的气化装置采用了气流床气化制气方式，降低对了原料煤规格要求，可采用廉价的末煤；在生产过程中排水量非常小；生产强度大幅度提高，单台炉子相当于常压炉子的10～20倍以上，实现了加压操作，解决了大气量供应问题，可以实现大型煤气供应的要求。同时对热煤气废热进行回收，进一步降低了燃气成本。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤制工业燃气的气化装置，包括气化机构和热量回收机构，其特征在于，

所述气化机构包括气化炉、位于气化炉顶部的烧嘴、位于气化炉底部的渣口、和与所述渣口连接的下渣管，

所述热量回收机构包括位于所述气化炉下方的换热筒、位于所述换热筒底部的渣池和排渣口、位于所述渣池液面上方的激冷环、以及位于所述激冷环下方的排气口，其中，所述下渣管伸入所述换热筒中。

2.根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述换热筒包括水冷壁。

3.根据权利要求2所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述激冷环位于所述水冷壁的下方。

4.根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，还包括煤粉输送机构，所述煤粉输送机构与所述烧嘴连接，以由所述烧嘴向所述气化炉中喷入物料。

5.根据权利要求4所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述物料由煤粉、氧气和水蒸气构成。

6.根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述气化炉的内壁为绝热材料层。

7.根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述渣池设有加水口。

8.根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述气化炉和所述换热筒同轴设置。

9.根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述下渣管与所述气化炉同轴设置。

10.根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述渣口为锥形渣口。