CN104946310B - 一种移动床气化炉 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种移动床气化炉，用于燃料的气化，包括炉体，炉体的侧壁内部设置有可流通冷却水的水冷壁，以冷却炉体内部燃料气化产生的高温；炉体的侧壁与水冷壁之间形成有空腔，空腔内可填充惰性气体，以防止炉体温度过高。该移动床气化炉内部设置有水冷壁，以保护移动床气化炉的炉体，防止温度过高造成炉体的损坏。

Description

一种移动床气化炉
技术领域
本发明涉及一种气化炉，尤其涉及一种水冷壁式的移动床气化炉。
背景技术
煤在气化生产合成气的过程中，气化炉及气化方法是气化过程关键环节。截至目前，工业化的气化炉按类可分为：移动床、气流床和流化床工艺。其中移动床是指气化原料与气化氧气同步入炉，但气化原料颗粒相对运动速度非常慢，这样的移动床气化炉代表有：传统鲁奇炉、BGL气化炉和YM云维炉。
其中，鲁奇炉采用炉体内水夹套冷却，固态排灰，缺点是气化能度低，水夹套易烧穿，产品气有效组成低(CO+H2≤60％mol)；BGL气化炉是在鲁奇炉基础上的改进炉型，将液态排渣引入炉体设计，有效的提高气化强度和效率。
中国专利中公开了申请号为CN201310411452.4的发明专利，该专利公开了一种加压固定床熔渣气化炉，该气化炉包括煤锁，用于间歇地从煤仓取煤向加压气化容器加煤；过渡仓，便于使煤锁中的煤加入到加压气化容器；加压气化容器，利用来自喷嘴的气化剂在一定温度和压力下将含碳固体燃料燃烧和气化；连接短节，用于排渣、激冷、放空等气化操作；激冷室，用于激冷、冷却熔渣；以及渣锁，用于储存玻璃质渣颗粒并通过锥阀将其排出界外。气化炉的操作方法包括调节粗煤气出口温度；将固体含碳燃料气化；调整气化炉的气化负荷；控制气化炉的操作压力；控制连接短节与气化炉的压差、排渣口的排渣和托渣操作；激冷和冷却熔渣；控制激冷室的水量以移除熔渣的热量；储存渣颗粒并将其排出界外。
但是在实践中，直径为4500mm的炉型日投是为900～1050吨(干燥基)，相对其它炉型气化强度仍然偏低，主要原因是该炉型采用水夹套保护外炉体，内衬为220mm厚度的耐火砖，其有效炉径仅有3600mm，内部容间利用率低，以至于投煤量有限。
中国专利中公开了专利号为CN102041098B的发明专利，该专利中公开了一种固定床熔渣气化炉，该种气化炉中复合炉衬包括耐火砖等4层构型，其结构过于复杂，并不利于提高气化强度。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种移动床气化炉，该移动床气化炉内部设置有水冷壁，以保护移动床气化炉的炉体，防止温度过高造成炉体的损坏。
为了实现上述目的，本发明提供了一种移动床气化炉，用于燃料的气化，包括炉体，炉体的侧壁内部设置有可流通冷却水的水冷壁，以冷却炉体内部燃料气化产生的高温；炉体的侧壁与水冷壁之间形成有空腔，空腔内可填充惰性气体，以防止炉体温度过高。
作为本发明的进一步优化，水冷壁包括可流通冷却水的多个水冷管道，以及连接相邻水冷管道的连接体，连接体上设置有用于测试水冷壁温度的测温计。
作为本发明的进一步优化，炉体的上部设置有用于输送燃料的多个进料口，炉体的顶部设置有用于排出气化后合成气的出气口，炉体的底部设置有用于排出气化后残渣的排渣口，进料口、出气口以及排渣口均从炉体外部穿过炉体和水冷壁伸入至移动床气化炉内部。
作为本发明的进一步优化，炉体侧壁的下方均布有多个可通入气化剂的第一烧嘴，第一烧嘴的上部设置有多个可通入氧化剂和含碳物料的二次烧嘴，两次进料可使炉体内部的温度场分布均匀。
作为本发明的进一步优化，第一烧嘴为2-8个，每个第一烧嘴的轴线与炉体的轴线夹角为45°-90°，二次烧嘴为2-6个，每个二次烧嘴的轴线与炉体的轴线夹角为15°-30°。
作为本发明的进一步优化，排渣口的底部设置有可使高温残渣温度降低的水浴室，水浴室内可装入冷却水；水浴室的底部设置有用于排出冷却后残渣的固渣出口，水浴室的底部与固渣出口之间设置有能控制残渣排出的渣锁。
作为本发明的进一步优化，炉体的内部设置有加速燃料与气化剂反应的推进器，推进器包括驱动装置，驱动装置设置在出气口内部，驱动装置的动力输出端连接传动装置，传动装置上设置有螺旋盘片，驱动装置可带动螺旋盘片旋转。
作为本发明的进一步优化，推进器上设置有冷却保护器，以防止推进器受热过高。
作为本发明的进一步优化，水冷壁的上端设置有上联箱，下端设置有下联箱，通过上联箱以及下联箱向水冷壁中供应冷却水。
作为本发明的进一步优化，二次烧嘴的外部设置有用于防止烧嘴温度过高的降温换热保护器。
本发明所具有的优势在于，
(1)该移动床气化炉内部设置有水冷壁，该水冷壁为沿炉体内壁设置的水冷管道，以保护移动床气化炉的炉体，防止温度过高造成炉体的损坏；
(2)该移动床气化炉为分级进料，分级进料有助于改善燃烧室的温度场分布，提高液态排渣的稳定性，降低氧耗。
附图说明
图1为本发明中移动床气化炉的结构示意图；
图2为水冷壁的局部放大图；
图3为图2水冷壁的俯视图。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
参见图1-图3，如图1-3所示，本发明的移动床气化炉，用于燃料的气化，包括炉体1，炉体1的侧壁内部设置有可流通冷却水的水冷壁2，以冷却炉体1内部燃料气化产生的高温；水冷壁2包括可流通冷却水的多个水冷管道21，以及连接相邻水冷管道的连接体22，连接体22优选为连接翅片，该连接翅片为采用与水冷管道相同材料的焊丝双面焊接在相邻的水冷管道的管外壁，通过焊丝的宽度，可调节管数量，以利于调节换热面；连接体22上设置有用于测试水冷壁温度的测温计，通过测温计显示的温度，可以实时调节水冷壁内的冷却水；炉体1的侧壁与水冷壁2之间形成有空腔13，空腔13内可填充较低温度的惰性气体，例如N2、CO2等，若发生水冷壁空腔内携带气体，惰性保护气保护气化炉的炉体外壁不超温，可有效避免因局部高温而发生气化炉事故，从而防止炉体1温度过高。
为了使水冷壁内的冷却水循环更换，水冷壁2的上端设置有上联箱，下端设置有下联箱，通过上联箱以及下联箱向水冷壁中供应冷却水。
进一步参见图1，炉体1的上部设置有用于输送燃料的多个进料口5，图1中设置为两个，分别设置在炉体上部的两侧，该进料口5同平面设置，以使进入的燃料高度一致；炉体1的顶部设置有用于排出气化后合成气的出气口6，出气口6布置于炉体顶部有利于炉内气体分布，防止偏烧和气体沟流。
炉体1的底部设置有用于排出气化后残渣的排渣口8，进料口5、出气口6以及排渣口8均从炉体1外部穿过炉体1和水冷壁2伸入至移动床气化炉内部；炉体1侧壁的下方均布有多个可通入气化剂的第一烧嘴3，第一烧嘴3的上部设置有多个可通入氧化剂和含碳物料的二次烧嘴4，二次烧嘴4的外部设置有用于防止烧嘴温度过高的降温换热保护器，两次进料可使炉体1内部的温度场分布均匀，提高气化炉操作负荷，在同等设备尺寸下，可处理更多含碳物质。同时，分级进氧可避免集中进氧而可能产生的局部温度过高而烧坏气化炉衬里和水冷壁，而底部的融焊区温度可保持稳定的连续激态排渣。
上述第一烧嘴3优选为2-8个，每个第一烧嘴3的轴线与炉体1的轴线夹角优选为45°-90°，二次烧嘴4优选为2-6个，每个二次烧嘴4的轴线与炉体1的轴线夹角为15°-30°，该二次烧嘴内通入含碳物质和氧气或纯氢气(无氧气)，在下部炉体内部燃烧后上行的高温气体存在下，含碳物质气化或反应加氧反应产生干气(CH4)，特别适用于煤制天然气的项目需要。作为一种实施例，所述二次烧嘴喷入的含碳物质占气化炉操作负荷0～25％，二次进料喷入的氧化剂均占气化炉操作所需气化剂0～30％。
在炉体底部的排渣中，排渣口8的底部设置有可使高温残渣温度降低的水浴室10，水浴室10内可装入冷却水；水浴室10的底部设置有用于排出冷却后残渣的固渣出口9，水浴室10的底部与固渣出口9之间设置有能控制残渣排出的渣锁。
为了能够使进入到炉体内部的燃料分布均匀，在炉体1的内部设置有加速燃料与气化剂反应的推进器7，推进器7包括驱动装置，驱动装置设置在出气口内部，驱动装置的动力输出端连接传动装置，传动装置上设置有螺旋盘片，驱动装置可带动螺旋盘片旋转；螺旋盘片优选与传动装置的轴向成45°-135°夹角，传动装置具有变速装置，可根据气化负荷调节螺旋盘片的转动速度。作为一种实施例，上述推进器7上还可设置有冷却保护器，以防止推进器受热过高。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (3)

1.一种移动床气化炉，用于燃料的气化，其特征在于，包括炉体(1)，炉体(1)的侧壁内部设置有可流通冷却水的水冷壁(2)，以冷却炉体(1)内部燃料气化产生的高温；炉体(1)的侧壁与水冷壁(2)之间形成有空腔(13)，空腔(13)内可填充惰性气体，以防止炉体(1)温度过高；
炉体(1)的上部设置有用于输送燃料的多个进料口(5)，炉体(1)的顶部设置有用于排出气化后合成气的出气口(6)，炉体(1)的底部设置有用于排出气化后残渣的排渣口(8)，进料口(5)、出气口(6)以及排渣口(8)均从炉体(1)外部穿过炉体(1)和水冷壁(2)伸入至移动床气化炉内部；
炉体(1)侧壁的下方均布有多个可通入气化剂的第一烧嘴(3)，第一烧嘴(3)的上部设置有多个可通入氧化剂和含碳物料的二次烧嘴(4)，两次进料可使炉体(1)内部的温度场分布均匀；
炉体(1)的内部设置有加速燃料与气化剂反应的推进器(7)，推进器(7 )包括驱动装置，驱动装置设置在出气口内部，驱动装置的动力输出端连接传动装置，传动装置上设置有螺旋盘片，驱动装置可带动螺旋盘片旋转；
水冷壁(2)包括可流通冷却水的多个水冷管道(21)，以及连接相邻水冷管道的连接体(22)，连接体(22)上设置有用于测试水冷壁温度的测温计；
第一烧嘴(3)为2-8个，每个第一烧嘴(3)的轴线与炉体(1)的轴线夹角为45°-90°，二次烧嘴(4)为2-6个，每个二次烧嘴(4)的轴线与炉体(1)的轴线夹角为15°-30°；
排渣口(8)的底部设置有可使高温残渣温度降低的水浴室(10)，水浴室(10)内可装入冷却水；水浴室(10)的底部设置有用于排出冷却后残渣的固渣出口(9)，水浴室(10)的底部与固渣出口(9)之间设置有能控制残渣排出的渣锁；
推进器(7)上设置有冷却保护器，以防止推进器受热过高。
2.根据权利要求1所述移动床气化炉，其特征在于，水冷壁(2)的上端设置有上联箱，下端设置有下联箱，通过上联箱以及下联箱向水冷壁中供应冷却水。
3.根据权利要求1或2所述移动床气化炉，其特征在于，二次烧嘴(4)的外部设置有用于防止烧嘴温度过高的降温换热保护器。
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