CN105385474A - 两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构 - Google Patents

两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构 Download PDF

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安海泉
江砚池
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Abstract

本发明涉及两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，下方连接激冷室，该结构为耐火材料堆砌而成的倒圆锥台状的中空形状，炉膛尾部结构的内侧壁与水平面之间呈60-68°的夹角。与现有技术相比，本发明不需要对现有的气流床气化炉进行整体结构修改，只需要将气化炉炉膛尾部的耐火材料进行重新布置，固体渣粒从炉膛中上部落下后不会在炉膛尾部壁面发生堆积，有效保证了固体渣粒顺利通过排渣口进入到激冷室，提高了两段供氧干排渣加压气流床气化炉的工作寿命和效率，从而提升了气化系统的安全性。

Description

两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构
技术领域
本发明涉及两段供氧干排渣加压气流床气化技术，尤其是涉及一种两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构。
背景技术
两段供氧干排渣加压气流床气化炉具有高灰熔点煤气化实用性、自动化程度高、可调节性强、气化效率高和整体排污小等特点，是目前气流床气化炉中最优的燃用高灰熔点煤气化的炉型，是中国高灰熔点煤气化技术的主要发展方向。
在两段供氧干排渣加压气流床气化炉中，由于反应温度被控制在灰熔点100℃以下，一般在1250℃～1350℃之间，排渣方式选择固态排渣。现有的液态排渣炉炉膛尾部壁面与水平方向角度均为45°左右，对于液渣延炉膛尾部壁面流出炉膛没有影响。然而，固体渣粒由炉膛上部向下掉落时，会有一部分落在炉膛尾部壁面上，产生堆积效应，当大量的灰粒堆积后，可能相互粘附形成大块的灰块，造成排渣口堵塞。
在运行的气化炉系统中，炉膛尾部排渣不顺将造成燃烧室温度升高而形成运行事故，这就需要在气化系统中对其进行重要改进。
中国专利CN101985568A公开了煤气煤炭技术领域的两段供氧干排渣加压气流床气化炉,包括:圆柱形承压外壳、设置在圆柱形承压外壳内的气化室、合成气冷却室、机械式碎渣机和锁渣罐,气化室与合成气冷却室分别置于圆柱形承压外壳内的上部和下部,机械式碎渣机位于气化炉底部下方,锁渣罐位于机械式碎渣机的下方，但是上述专利只是笼统的提出了排渣口角度对固体渣堆积的影响，但是不能够完全保证两段供氧干排渣加压气流床气化炉的顺利排渣及安全稳定长期高效的运行。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，可以使得固态渣粒顺利通过炉膛尾部，特别适用于应用高灰熔点煤的气化，适用于两段供氧干排渣加压气流床气化炉的固态排渣形式。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，下方连接激冷室，该结构为耐火材料堆砌而成的倒圆锥台状的中空形状，炉膛尾部结构的内侧壁与水平面之间呈60-68°的夹角，从而可以保证固态渣不在炉膛尾部壁面堆积的同时，保证炉膛内部几何体积足够大。
作为优选的技术方案，炉膛尾部结构的内侧壁与水平面之间呈65°的夹角。
炉膛尾部结构上方进口处的内径为下方排渣口处内径的2.4～2.8倍，其优势在于保证固态渣顺利排出炉膛的条件下，同时保证炉膛向激冷室的散热保持在较低水平。
作为优选的技术方案，炉膛尾部结构上方进口处的内径为下方排渣口处内径的2.6倍。
所述的炉膛尾部结构的出口处设有扩口，例如可以是喇叭状扩口，也可以是自上而下依次增大的阶梯状扩口。
所述的耐火材料为含碳化硅的耐火材料，例如可以采用高铝碳化硅砖、刚玉碳化硅砖，其优势在于具有很高的耐温性、良好的抗腐蚀性，便于在高温灰渣的冲击下保持正常的工作状态。
与现有技术相比，本发明不需要对现有的气流床气化炉进行整体结构修改，只需要将气化炉炉膛尾部的耐火材料进行重新布置，固体渣粒从炉膛中上部落下后不会在炉膛尾部壁面发生堆积，有效保证了固体渣粒顺利通过排渣口进入到激冷室，提高了两段供氧干排渣加压气流床气化炉的工作寿命和效率，从而提升了气化系统的安全性。
本发明专利通过对固体渣粉体特性的研究，在冷态实验中验证了固体渣的堆积角度应大于60°，考虑到固体渣在高温条件下的软化以及坠落到炉膛尾部壁面上后的粘附力，我们建议选择炉膛尾部结构的内侧壁与水平面之间夹角为65°以保证固体渣在炉膛尾部壁面上不堆积。当角度小于60°时，由于个别固体渣的软化和粘附作用，会使得少部分灰渣发生粘附，随着时间的推移，更多的渣会堆积，热量难以散出，使得灰渣之间发生强有力的粘结，形成大渣块，过多的大渣块会造成排渣口的堵塞，危害气化炉的安全生产。同时，越小的角度将产生越严重的堆积问题。当角度大于68°时，灰渣会顺利的从炉膛尾部壁面上滑落，但是，角度过大时，会使得炉膛内部体积减小或者排渣口直径变大，这将使得气化炉处理能力下降或者气化炉效率降低。
通过对现有气化技术及两段供氧干排渣加压气流床气化技术的研究，我们发现，选择炉膛尾部结构上方进口处的内径为下方排渣口处内径的2.4～2.8倍的结构能够保证灰渣的顺利落下，同时保持气化炉炉膛的散热在一个相对很小的范围内。
选择含有碳化硅的耐火材料作为炉膛尾部壁面材料，能够保证壁面在较高温度下正常工作，不会被高温灰渣融化。选择高铝碳化硅砖、刚玉碳化硅砖等抗磨损性能好的耐火材料，保证了在固体灰渣冲刷作用下，炉膛尾部壁面的长期稳定工作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，1-炉膛尾部结构、11-耐火材料、12-中空部分、13-排渣口、2-激冷室。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构1，下方连接激冷室2，其结构如图1所示。本实施例中炉膛尾部结构1为由耐火材料11堆砌而成的倒圆锥台状的中空形状，中间为中空部分12，炉膛尾部结构1的内侧壁与水平面之间呈65°的夹角。另外，炉膛尾部结构上方进口处的内径为下方排渣口处内径的2.6倍。为了方便排渣，炉膛尾部结构的出口处设有扩口状的排渣口13，在本实施例中，采用的排渣口13是自上而下依次增大的阶梯状扩口。
实施例2
两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，其结构与实施例1大致相同，不同之处在于，炉膛尾部结构的内侧壁与水平面之间呈60°的夹角，炉膛尾部结构上方进口处的内径为下方排渣口处内径的2.4倍。
实施例3
两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，其结构与实施例1大致相同，不同之处在于，炉膛尾部结构的内侧壁与水平面之间呈68°的夹角，炉膛尾部结构上方进口处的内径为下方排渣口处内径的2.8倍。炉膛尾部结构下方的排渣口为喇叭状扩口。

Claims (8)

1.两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，下方连接激冷室，其特征在于，该结构为耐火材料堆砌而成的倒圆锥台状的中空形状，炉膛尾部结构的内侧壁与水平面之间呈60-68°的夹角。
2.根据权利要求1所述的两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，其特征在于，所述的炉膛尾部结构的内侧壁与水平面之间呈65°的夹角。
3.根据权利要求1所述的两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，其特征在于，所述的炉膛尾部结构上方进口处的内径为下方排渣口处内径的2.4～2.8倍。
4.根据权利要求3所述的两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，其特征在于，所述的炉膛尾部结构上方进口处的内径为下方排渣口处内径的2.6倍。
5.根据权利要求1所述的两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，其特征在于，所述的炉膛尾部结构的出口处设有喇叭状扩口。
6.根据权利要求1所述的两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，其特征在于，所述的炉膛尾部结构的出口处设有自上而下依次增大的阶梯状扩口。
7.根据权利要求1所述的两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，其特征在于，所述的耐火材料为含碳化硅的耐火材料。
8.根据权利要求1或7所述的两段供氧干排渣加压气流床气化炉的炉膛尾部结构，其特征在于，所述的耐火材料为高铝碳化硅砖或刚玉碳化硅砖。
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