CN105038858A - 气化炉的布煤搅拌装置及其气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气化炉的布煤搅拌装置及其气化炉，其中，气化炉的布煤搅拌装置设置于气化炉内且位于气化炉顶部的进料口的下方，布煤搅拌装置包括位于上部的布煤器和位于下部的搅拌器，布煤器顶部开口与气化炉顶部的进料口相连通，布煤器的底部设有布煤盘，布煤盘的上方形成布煤区，布煤盘的下方、搅拌器周围区域为气化炉的气化区；布煤盘上设有通孔，以供煤块从布煤区进入气化区；布煤盘跟随中心轴杆旋转，布煤器内还设有布煤罩，布煤罩活动连接在中心轴杆上。本发明还提供了包括上述气化炉的布煤搅拌装置的气化炉。本发明采用的上述结构，结构简单，装配方便，成本低廉，气化效率高。

Description

气化炉的布煤搅拌装置及其气化炉

技术领域

本发明属于煤气发生技术领域，特别的涉及一种气化炉的布煤搅拌装置及其气化炉。

背景技术

煤炭气化技术是一种将煤转换成可燃气体的化工科技，是一种以煤或煤焦为原料，以氧气(空气、富氧或工业纯氧)、水蒸气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。

采用煤炭气化技术气化后所得的可燃气体为煤气，进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。按照气化炉的反应器形式的不同，气化炉可以分成多种类型，例如固定床气化炉、流化床气化炉、气流床气化炉、熔融床气化炉等等。其中固定床气化炉的使用尤为常见。并且气化炉生产的煤气可用作城市燃气或作为合成天然气、合成氨及尿素、甲醇、烯烃、合成油的原料气。此外，煤炭气化技术也是国家所提倡的一种洁净煤技术。

但是，目前的固定床气化炉中，由于煤块从进料口进入直接落在布煤盘上，使得煤块分布不均匀，导致固定床气化炉气化效率低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种气化炉的布煤搅拌装置及其气化炉，以提高气化炉的气化效率。

本发明提供一种气化炉的布煤搅拌装置，设置于气化炉内且位于所述气化炉顶部的进料口的下方，其中，所述布煤搅拌装置包括位于上部的布煤器和位于下部的搅拌器，所述布煤器顶部开口与所述气化炉顶部的所述进料口相连通，所述布煤器的底部设有布煤盘，所述布煤盘的上方形成布煤区，所述布煤盘的下方、所述搅拌器周围区域为所述气化炉的气化区；所述布煤盘上设有通孔，以供煤块从所述布煤区进入所述气化区；所述布煤盘跟随中心轴杆旋转，所述布煤器内还设有布煤罩，所述布煤罩活动连接在所述中心轴杆上。

进一步地，在如上所述的气化炉的布煤搅拌装置中，所述布煤盘还设有下料管，所述下料管固定在所述布煤盘的底面并对应于所述通孔的位置向下延伸，煤块通过所述通孔和所述下料管从所述布煤区进入所述气化区。

进一步地，在如上所述的气化炉的布煤搅拌装置中，所述布煤搅拌装置还设有刮刀，所述刮刀固定在所述布煤盘上跟随所述布煤盘一起旋转，将所述气化炉内壁上沉积的焦油刮除。

进一步地，在如上所述的气化炉的布煤搅拌装置中，所述布煤罩呈锥状或伞状。

进一步地，在如上所述的气化炉的布煤搅拌装置中，所述搅拌器也跟随所述中心轴杆旋转，所述搅拌器上设有一层或多层搅拌臂，所述搅拌臂的层数与煤的粘结性高低成正比。

进一步地，在如上所述的气化炉的布煤搅拌装置中，当所述搅拌器上设有多层搅拌臂时，最上层所述搅拌臂上的桨叶长度最长，最下层所述搅拌臂上的桨叶长度最短。

进一步地，在如上所述的气化炉的布煤搅拌装置中，所述搅拌器上的搅拌臂设有三层，从上到下依次包括：上层搅拌臂、中层搅拌臂和下层搅拌臂。

进一步地，在如上所述的气化炉的布煤搅拌装置中，所述上层搅拌臂、所述中层搅拌臂和所述下层搅拌臂上各包括一个或者两个桨叶；且所有桨叶在垂直于所述中心轴杆所在的纵向中轴线的同一平面内，均匀分布在所述纵向中轴线的周围。

进一步地，在如上所述的气化炉的布煤搅拌装置中，所述布煤搅拌装置还设有贯穿所述布煤器和所述搅拌器的冷却装置。

本发明还提供一种气化炉，在所述气化炉的炉体内部、且位于所述气化炉顶部的进料口的下方设置如上所述的布煤搅拌装置。

本发明的气化炉的布煤搅拌装置及其气化炉，通过在布煤器内且布煤盘的上方设置了布煤罩，使得进入布煤器内的煤块均匀分布在布煤盘上，使得布煤器内的各个空间均充实填放煤块，避免气化区生产的煤气大量的从布煤盘上的通孔进入布煤器再从进料口自行逸出，减少煤气的损失，从而大大提高了气化炉的气化效率。另外，因为没有大量的、高温的煤气进入布煤器，所以避免了布煤器内的煤块因受到高温而粘结成大块，能够防止位于布煤盘上的通孔被粘结成的大块的煤块堵塞，减少了停车检修的风险，提高了整体的生产效率。

进一步地，通过将在布煤盘底面设置的下料管向下延伸，使得气化区堆放的煤块的最高位置处于下料管的下端口，煤块的最高位置向上至煤气出口之间具有较大的空间供煤气流通从煤气出口排出；而且还有利于煤气在流通、排出时能够将其所携带的煤尘和焦油自然沉降，从而保证煤气的清洁度，与此同时沉降下来的煤尘和焦油又落入气化炉内继续气化，进一步提高气化炉的气化效率。如果布煤盘底面没有下料管，则气化区内堆放的煤块的最高位置处于布煤盘底面，煤块的最高位置向上至煤气出口之间的空间则比较小，煤气不容易流通从煤气出口排出。如此，则需要降低气化速度以配合出气速度，降低了整体的生产效率。所以，在布煤盘底面设置的下料管向下延伸，进一步提高了气化炉的整体气化效率。

进一步地，通过在布煤盘上设置刮刀，能够将煤气出口附近的内壁上的煤尘和焦油刮除，不仅能够保证煤气顺畅排出，同时被刮下的煤尘和焦油掉入气化炉继续气化，从而进一步提高气化效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的气化炉的布煤搅拌装置实施例的剖面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

图1为本发明的气化炉的布煤搅拌装置的实施例的剖面结构示意图。如图1中所示，本实施例的气化炉的布煤搅拌装置设置于气化炉内且位于气化炉顶部的进料口61的下方，布煤搅拌装置包括位于上部的布煤器1和位于下部的搅拌器4，布煤器1顶部开口与气化炉顶部的进料口61相连通，布煤器1的底部设有布煤盘12，布煤盘12的上方形成布煤区62，布煤盘12的下方、包括搅拌器4的周围区域，均为气化炉的气化区63；该布煤盘12的设置，能够把气化区63的煤块与布煤区62的煤块相互进行隔离。

本实施例的气化炉的布煤搅拌装置中，布煤盘12上设有通孔，以供煤块从布煤区62进入气化区63；布煤盘12跟随中心轴杆5旋转，其中，中心轴杆5从气化炉的进料口61处延伸至搅拌器4的上端处，布煤器1内还设有布煤罩11，布煤罩11位于布煤盘12的上方，且布煤罩11活动连接在中心轴杆5上，亦即中心轴杆5转动时，布煤罩11可以固定不动。或者布煤罩11可以与气化炉布煤器1的侧壁连接，以固定该布煤罩11。如图1所示，本实施例中布煤罩11设置在布煤器1的中心，具体地，布煤罩11的中轴线、中心轴杆5的中轴线以及布煤盘12的中轴线相互重合。

本实施例的气化炉的布煤搅拌装置，煤块从进料口61落下来掉在布煤罩11上，再从布煤罩11的下端均匀洒落在布煤盘12上。而如果没有布煤罩11，煤块则由进料口61落下来直接掉在布煤盘12上，可能分布不均匀，煤块比较可能集中分布在布煤器1的中心位置，布煤器1的周边区域则可能存在空隙，气化区63产生的煤气则可能大量的通过布煤盘12上的通孔进入布煤器1，再从布煤器1的顶部开口以及气化炉顶部的进料口61逸出，直接降低了气化效率。而且如果大量的煤气进入布煤器1，因煤气温度较高，容易导致布煤器1内的煤块粘结成大块，进而可能将布煤盘12上的通孔堵塞，导致煤块无法继续下落，最后只能停车检修，造成很大的浪费，降低生产效率。反之，因为设置了布煤罩11，煤块在布煤器1内分布均匀，布煤器1内的各个空间均充实填放煤块，布煤器1内留存的空隙较小，避免了气化区63生产的煤气大量的从布煤盘12上的通孔进入布煤器1再从进料口61自行逸出，减少煤气的损失，从而大大提高了气化炉的气化效率。另外，因为没有大量的、高温的煤气进入布煤器1，所以避免了布煤器1内的煤块因受到高温而粘结成大块，能够防止位于布煤盘12上的通孔被粘结成的大块的煤块堵塞，减少了停车检修的风险，提高了整体的生产效率。

本实施例中，布煤罩11呈锥状或者伞状，实际应用中，布煤罩11也可以采用其他能够起到相同作用的结构，在此不再一一赘述。

进一步地，如图1所示，在上述实施例的技术方案的基础上，布煤盘12还设有下料管13，下料管13固定在布煤盘12的底面并对应于通孔的位置向下延伸，煤块通过通孔和下料管13从布煤区62进入气化区63。也就是说，本实施例中，通孔的位置即在布煤盘12上、与下料管13相交接的位置。下料管13的上端口的尺寸与通孔的尺寸大小相同，或者略小于通孔的尺寸，以使得下料管13能够与通孔无缝连接，保证煤块能够穿过通孔进入下料管13，再从下料管13底部进入气化区63。

本实施例中，在布煤盘12底面设置的下料管13向下延伸，使得气化区63堆放的煤块的最高位置处于下料管13的下端口，煤块的最高位置向上至煤气出口之间具有较大的空间供煤气流通从煤气出口排出。而且还有利于煤气在流通、排出时能够将其所携带的煤尘和焦油自然沉降，从而保证煤气的清洁度，与此同时沉降下来的煤尘和焦油又落入内继续气化，进一步提高炉的气化效率。如果布煤盘12底面没有下料管13，则气化区63内堆放的煤块的最高位置处于布煤盘12底面，煤块的最高位置向上至煤气出口之间的空间则比较小，煤气不容易流通从煤气出口排出。如此，则需要降低气化速度以配合出气速度，如此则降低了整体的生产效率。所以，在布煤盘12底面设置下料管13向下延伸，进一步提高了的整体气化效率。

本实施例中，下料管13的形状结构以及尺寸并没有特别的限制，可根据实际情况进行设置。例如，下料管13的纵向截面可以呈八字形或喇叭形，小口的一端在上面与通孔连接，大口的一端在下面，这样可以保证从通孔落下来的煤块都能被充分落下去。

进一步地，如图1所示，在上述实施例的技术方案的基础上，本实施例的气化炉的布煤搅拌装置中还设有刮刀14，该刮刀14固定在布煤盘12上跟随布煤盘12一起旋转，将气化炉内壁上沉积的焦油刮除。这样刮刀14能够将炉体6的煤气出气口附近的内壁上的煤尘和焦油刮除，保证煤气的顺利排出，同时刮下的煤尘和焦油掉入气化炉继续燃烧，进一步提高气化炉的气化效率。本实施例的刮刀14的尺寸和大小不做特别的限制，可根据实际需求进行设置即可。

本实施例设置的搅拌器4，可以防止有粘结性的煤在气化炉内粘结成块，以保证气化炉内煤炭气化反应的顺利进行，提高气化效率。搅拌器4也跟随所述中心轴杆5旋转。搅拌器4上设有一层或多层搅拌臂，搅拌臂的层数与煤的粘结性高低成正比，煤的粘结性越大，搅拌臂的层数设置越多。且当搅拌器4上设有多层搅拌臂时，最上层搅拌臂上的桨叶长度最长，最下层的搅拌臂上的桨叶长度最短。其中，所提及的桨叶长度为每一个桨叶从与搅拌轴相连之处到桨叶端部之间的距离。这是因为，在炉体6内，越往下，环境温度越高，搅拌时桨叶受到的磨损容易加重。长度相同的桨叶，因搅拌时桨叶本身受到的阻力、磨损大致相同。结合环境温度的影响，则下层的桨叶容易损坏。所以下层的搅拌臂短一些，减少搅拌时本身受到的阻力、磨损，进而提高使用寿命。具体实施时，上下层搅拌臂上的桨叶长度可以逐层递减，也可以不逐层递减，只需要保持整体趋势上递减即可。例如，当有三层搅拌臂时，可以使得上中下三层搅拌臂上的桨叶长度递减，也可以上层搅拌臂和中层搅拌臂上的桨叶长度相同且稍长，下层搅拌臂上桨叶长度则稍短。当有五层搅拌臂时，可以使得上下共五层搅拌臂上的桨叶长度递减，也可以上面两层搅拌臂的桨叶长度相同且稍长，中间两层搅拌臂上的桨叶长度相同且稍短于上面两层搅拌臂上的桨叶长度，最下面一层搅拌臂上的桨叶长度则最短。以此类推，不再赘述。

进一步地，如图1所示，在上述实施例的技术方案的基础上，搅拌器4上的搅拌臂设有三层，从上到下依次可以包括：上层搅拌臂41、中层搅拌臂42和下层搅拌臂43，其中，上层搅拌臂41、中层搅拌臂42和下层搅拌臂43各包括一个或者两个桨叶。上层搅拌臂41、中层搅拌臂42和下层搅拌臂43中包括的所有桨叶在垂直于中心轴杆5所在的纵向中轴线的同一平面内，均匀分布在中心轴杆5所在的纵向中轴线的周围。

例如，当上层搅拌臂41、中层搅拌臂42和下层搅拌臂43各包括一个桨叶时，可以将上层搅拌臂41的桨叶、中层搅拌臂42的桨叶和下层搅拌臂43的桨叶，共三个桨叶，在垂直于中心轴杆5的同一平面内进行投影，这三个桨叶的投影是均匀分布在中心轴杆5所在的纵向中轴线的周围，且三个桨叶中，两两之间的投影在该平面内的夹角为120度。

当每层搅拌臂包括两个桨叶时，每层搅拌臂上的两个桨叶在同一直线上；相邻两层搅拌臂上的两个桨叶在垂直于所述炉体6的纵向中轴线的同一平面内所呈的夹角为60或者120度。

在实际应用中，还可以根据具体需求对各层搅拌臂的尺寸大小进行分别设置。

进一步地，如图1所示，在上述实施例的技术方案的基础上，还可以在搅拌器4的外部设置有用于支撑桨叶的搅拌筒体45。特别的，在上层搅拌臂41、中层搅拌臂42和下层搅拌臂43处套装有搅拌筒体45，且各层搅拌臂均穿出搅拌筒体45的筒壁。其中，搅拌筒体45的形状结构以及尺寸大小并没有特别的限制，可根据实际需求进行选择。特别的，搅拌筒体45呈圆柱体。

进一步地，如图1所示，在上述实施例的技术方案的基础上，由于布煤搅拌装置，特别是搅拌器4在工作时，环境温度非常高，最高可达1000℃，因此，本实施例的布煤搅拌装置还设有贯穿布煤器1和搅拌器4的冷却装置3。具体地，该冷却装置3在布煤器1上具体可以设置在中心轴杆5中。该冷却装置3在搅拌器4中，具体可以设置在搅拌筒内部，具体位于中心轴5的下方。本实施例中的布煤区62和气化区63中的冷却装置3可以为一体化的冷却装置。通过设置该冷却装置3，并且在冷却装置3的内部，通入冷却介质，例如冷却水，从而对整个布煤搅拌装置进行有效的降温。

进一步地，在炉体6上设置电机驱动装置2，在电机驱动装置2的驱动作用下，中心轴杆5带动搅拌器4进行运转。

本实施例中，煤块从进料口61处进入炉体6的内部，在布煤罩11的作用下，均匀分布在布煤盘12上，然后煤块通过位于布煤盘12上的通孔和下料管13，均匀分散在炉体6内的气化区63，同时落入气化区63内的煤块，煤块在搅拌器4的搅拌作用下防止粘结聚集成很大的块，与在气化区63产生的煤气充分混合接触换热，提高气化效率。由于下料管13的设置，使得气化产生煤气具有较大空间进行流通、排出，且煤气中夹带的尘和煤粉等小颗粒物能够充分沉降分离，从而使得从煤气出口排出的煤气比较清洁。与此同时，设置在布煤盘12上的刮刀14在中心轴杆5的旋转作用下，将沉积在炉体6的煤气出口附近的煤尘和焦油刮除返落在气化区63内继续利用。

总之，上述实施例的气化炉的布煤搅拌装置，由于在布煤搅拌装置中增设了布煤罩11、布煤口和刮刀14，使得炉体6内的煤块均匀分布，提高了气化炉的气化效率；而且上述实施例提供的气化炉的布煤搅拌装置结构简单，易于装配且成本低廉。

本发明还提供了一种气化炉，在气化炉的炉体6内部、且在气化炉顶部的进料口61的下方设置上述实施例所述的气化炉的布煤搅拌装置，详细可以参考上述实施例的记载，在此不再赘述。

本实施例的气化炉，采用上述气化炉的布煤搅拌装置，通过在布煤器1内的布煤盘12的上方设置了布煤罩11，使得进入布煤器1内的煤块均匀分布在布煤盘12上，使得布煤器1内的各个空间均充实填放煤块，避免气化区63生产的煤气从布煤盘12上的通孔进入布煤器1再从进料口61自行逸出，减少煤气的损失，从而大大提高了气化炉的气化效率；而且因为没有高温的煤气进入布煤器1，所以避免了布煤器1内的煤块因受到高温而粘结成大块，能够防止位于布煤盘12上的通孔被粘结成的大块的煤块堵塞。减少了停车检修的风险，提高了整体的生产效率。

进一步地，本实施例的气化炉，还通过在布煤盘12底面设置的下料管13向下延伸，使得气化区63堆放的煤块的最高位置处于下料管13的下端口，煤块的最高位置向上至煤气出口之间具有较大的空间供煤气流通从煤气出口排出。而且还有利于煤气在流通、排出时能够将其所携带的煤尘和焦油自然沉降，从而保证煤气的清洁度，与此同时沉降下来的煤尘和焦油又落入床气化炉内继续气化，进一步提高气化炉的气化效率。如果布煤盘12底面没有下料管13，则气化区63内堆放的煤块的最高位置处于布煤盘12底面，煤块的最高位置向上至煤气出口之间的空间则比较小，煤气不容易流通从煤气出口排出。如此，则需要降低气化速度以配合出气速度，降低了整体的生产效率。所以，在布煤盘12底面设置的下料管13向下延伸，进一步提高了气化炉的整体气化效率。

进一步地，本实施例的气化炉，还通过在布煤盘12上设置刮刀14，能够将煤气出口附近的内壁上的煤尘和焦油刮除，不仅能够保证煤气顺畅排出，同时被刮下的煤尘和焦油掉入气化炉继续气化，从而进一步提高气化效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种气化炉的布煤搅拌装置，设置于气化炉内且位于所述气化炉顶部的进料口的下方，其特征在于，所述布煤搅拌装置包括位于上部的布煤器和位于下部的搅拌器，所述布煤器顶部开口与所述气化炉顶部的所述进料口相连通，所述布煤器的底部设有布煤盘，所述布煤盘的上方形成布煤区，所述布煤盘的下方、所述搅拌器周围区域为所述气化炉的气化区；所述布煤盘上设有通孔，以供煤块从所述布煤区进入所述气化区；所述布煤盘跟随中心轴杆旋转，所述布煤器内还设有布煤罩，所述布煤罩活动连接在所述中心轴杆上。

2.根据权利要求1所述的气化炉的布煤搅拌装置，其特征在于，所述布煤盘还设有下料管，所述下料管固定在所述布煤盘的底面并对应于所述通孔的位置向下延伸，煤块通过所述通孔和所述下料管从所述布煤区进入所述气化区。

3.根据权利要求1所述的气化炉的布煤搅拌装置，其特征在于，所述布煤搅拌装置还设有刮刀，所述刮刀固定在所述布煤盘上跟随所述布煤盘一起旋转，将所述气化炉内壁上沉积的焦油刮除。

4.根据权利要求1所述的气化炉的布煤装置，其特征在于，所述布煤罩呈锥状或伞状。

5.根据权利要求1～4任一项所述的气化炉的布煤搅拌装置，其特征在于，所述搅拌器也跟随所述中心轴杆旋转，所述搅拌器上设有一层或多层搅拌臂，所述搅拌臂的层数与煤的粘结性高低成正比。

6.根据权利要求5所述的气化炉的布煤搅拌装置，其特征在于，当所述搅拌器上设有多层搅拌臂时，最上层所述搅拌臂上的桨叶长度最长，最下层所述搅拌臂上的桨叶长度最短。

7.根据权利要求5所述的气化炉的布煤搅拌装置，其特征在于，所述搅拌器上的搅拌臂设有三层，从上到下依次包括：上层搅拌臂、中层搅拌臂和下层搅拌臂。

8.根据权利要求7所述的气化炉的布煤搅拌装置，其特征在于，所述上层搅拌臂、所述中层搅拌臂和所述下层搅拌臂上各设有一个或者两个桨叶；且所有桨叶在垂直于所述中心轴杆所在的纵向中轴线的同一平面内，均匀分布在所述纵向中轴线的周围。

9.根据权利要求5所述的气化炉的布煤搅拌装置，其特征在于，所述布煤搅拌装置还设有贯穿所述布煤器和所述搅拌器的冷却装置。

10.一种气化炉，其特征在于，在所述气化炉的炉体内部、且位于所述气化炉顶部的进料口的下方设置如上权利要求1～9中任一所述的布煤搅拌装置。