CN105482854B - 一种固态床煤炭气化炉 - Google Patents
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Abstract
一种固态床煤炭气化炉，包括炉身(1)、炉底(2)、炉顶(3)，其特征是：炉身(1)采用圆筒形，其内腔设为上大下小的锥形,其锥角ɑ为1～30度；在炉身(1)的下部连接有漏斗式的圆锥形炉底(2)；在炉身(1)的上部连接有圆锥形炉顶(3)；在炉顶(3)的周边，环安装有至少2个煤炭压送器(8)；在中心加煤管(6)的下端连接有煤炭分布器(7)。本发明固态床煤炭气化炉的有益效果是：在气化效率不受影响的前提下，保证气化炉有很长的免维护使用寿命。
Description
技术领域
本专利产品属煤炭化工行业装备
技术背景
目前，国内外使用的固态床煤炭气化炉都存在一个共同的缺陷----炉身炉壁的免维护使用寿命太短！据调查，平均免维护使用寿命不超过60天，最短使用时间13天，最长使用时间也不超过90天！导致炉壁使用寿命不长的主要原因是固态床煤炭气化炉采用富氧甚至纯氧燃烧方式！其燃烧中心的温度高达2600℃以上，一旦燃烧中心靠近炉壁，任何材质的炉壁都将被快速烧坏。防止炉壁烧坏的有效手段就是防止燃烧中心靠近炉壁，但现有固态床煤炭气化炉均无法做到！因燃烧中心会随着炉内透气性的变动而移动。透气性相对均匀时，燃烧中心在炉下部中间位置，炉壁是安全的。但炉内透气性会因诸多因素改变：如一方燃烧喷嘴损坏，或煤炭颗粒不均匀、结渣不均匀、或煤层下降速度不均匀等，都可能导致透气性不均匀。透气性好的区域燃烧剧烈，燃烧中心随之向该区域移动，靠近该区域的炉壁内侧温度随之不断升高。因现有的固态床煤炭气化炉均无法直接检测炉壁内侧的测温，无法获知燃烧中心的具体位置。也无有效调节燃烧中心移动方向的手段。因此，一旦燃烧中心漂移至很靠近炉壁的位置，该处炉壁不可避免被烧坏。本专利固态床煤炭气化炉能克服现有固态床煤炭气化炉的缺陷和不足，可保证炉壁有很长的免维护使用寿命。
发明内容
一种固态床煤炭气化炉，包括炉身、炉底、炉顶，本发明特征是：炉身采用圆筒形，其内腔设为上大下小的锥形,其锥角ɑ为1～30度；在炉身的下部连接有漏斗式的圆锥形炉底；在炉身的上部连接有圆锥形炉顶；在炉顶的周边，环安装有至少2个煤炭压送器；在中心加煤管的下端连接有煤炭分布器。
本发明煤炭压送器由弧形压送板、连接在弧形压送板中部的压送杆、套设在压送杆上的导向套和连接在压送杆顶端的拉压器四部分构成；弧形压送板为一段与内衬的内圆相配的弧形板，其中部与压送杆相连；压送杆穿过导向套与拉压器相连；拉压器通过压送杆使压送板沿炉身内壁产生往复运动。
本发明环安装在炉顶周边上的煤炭压送器的各个弧形压送板，分段组成一个紧靠在内衬内的圆环。
本发明采用至少2根连接杆将圆锥形煤炭分布器连接在中心加煤管的下端；圆锥形煤炭分布器的锥角β为1～45度。
本发明固态床煤炭气化炉的有益效果是：在气化效率不受影响的前提下，保证气化炉有很长的免维护使用寿命。
附图说明
图1为炉体结构示意图；图2为炉顶布置示意图；
图3为弧形压送板布置示意图；
图4为炉壁结构示意图；
图中1-炉身，2-炉底，3-炉顶，4-喷嘴，5-排渣管，6-加煤管，7-分布器，8-压送器，9-排气管，10-外壳，11-内壳，12-内衬，13-间隙，14-水套，15-冷却水，16-间隙，17-胶泥，18-压送板，19-压送杆，20-拉压器，21-导向套，26-开孔，27-连接杆，28-炉壁。
具体实施方式
见图1，图2，图3，图4，一种固态床煤炭气化炉，包括炉身1、炉底2、炉顶3，本发明特征是：炉身1采用圆筒形，其内腔设为上大下小的锥形,其锥角ɑ为1～30度；在炉身1的下部连接有漏斗式的圆锥形炉底2；在炉身1的上部连接有圆锥形炉顶3；在炉顶3的周边，环安装有至少2个煤炭压送器8；在中心加煤管6的下端连接有煤炭分布器7。
本发明煤炭压送器8由弧形压送板18、连接在弧形压送板18中部的压送杆19、套设在压送杆19上的导向套21和连接在压送杆19顶端的拉压器20四部分构成；弧形压送板18为一段与内衬12的内圆相配的弧形板，其中部与压送杆19相连；压送杆19穿过导向套21与拉压器20相连；拉压器20通过压送杆19使压送板18沿炉身1内壁产生往复运动。
本发明环安装在炉顶3周边上的煤炭压送器8的各个弧形压送板18，分段组成一个紧靠在内衬12内的圆环。
本发明采用至少2根连接杆27将圆锥形煤炭分布器7连接在中心加煤管6的下端；圆锥形煤炭分布器7的锥角β为1～45度。
本发明的工作原理及结构设计为：
1、在中心加煤管6下端的煤炭分布器7负责将来自加煤管6的煤炭分布到炉壁内衬12附近。锥形体的煤炭分布器7采用耐热钢制成，有很长的使用寿命。
2、在炉顶3周边安装的煤炭压送器8的抽压器20使弧形压送板18沿炉身1的内衬12做上下往复运动，将内衬12附近的煤炭不断往下压送。
3、炉身1的筒壁28的内径设计成上大下小，炉腔成倒锥形。在弧形压送板18的作用下，筒壁28的内衬12附近，一定厚度和宽度范围内即保温区25内的低温煤炭将沿一定的角度，向炉筒下部的炉心，即燃烧中心22运动。处于保温区25的低温煤炭将处于备烧区24中温的煤炭挤入半烧区23，半烧区23内的高温煤炭同时被挤入燃烧中心22燃烧，如此往复。由于进入燃烧中心22的煤炭大部分是由煤炭压送器压送的，是可控的，因而燃烧中心22的位置是相对稳定。因而炉壁28的安全性大大提高；同时，处于炉身下部内衬12附近的保温区25的煤炭不断被上部挤压下来的、温度更低的煤炭所替代，因而始终处于未燃低温状态，对内衬12起到很好的保温隔热作用，因而用耐高温材料制成的内衬12不会被烧坏；加之，处于下部保温区25内的煤炭不断受上部煤炭挤压，其密实度远高于其他炉内未受压部分，其透气性也差得多！因而，既使燃烧中心靠近该区域，也不可能在该区域内产生剧烈燃烧。从而有效防止了因剧烈燃烧产生的超高温烧坏内衬12的可能。
4、漏斗形炉底2、中心排渣管5均取用钢外壳+冷却水套+钢内壳+导热胶泥+导热耐火内衬五层结构。其使用寿命取决于耐火内衬。选用高温耐磨性能好，抗氧化能力强，耐急冷急热的碳化硅材料做耐火内衬，1700℃以下，其免维护使用寿命相当长。因工作区温度不超过1400℃，加之有冷却水套的強制冷却，其使用寿命更长。
5、中心加煤管6、排气管9，均用耐热钢制作，有很长的免维护使用寿命。
本发明炉壁28的外壳10，内壳11用耐热钢制成，厚度20--80mm,冷却水套宽度20--60mm,导热耐火内衬12选用碳化硅材料制成，且从上到下，内衬12厚度不断增加，成一定倾角，角ɑ为1～30度，依据炉腔直径及高度选定，平均厚度200～300mm；导热胶泥特别配制，厚度20～50mm，用以将导热耐火内衬12和内壳11粘合成一体，同时吸收双方产生的机械应力和热应力，并将内衬12的热量传导给内壳11；炉底2，中心排渣管5同样由钢外壳、冷却水套、钢内壳、导热胶泥和导热耐火内衬五层构成。其中，钢外壳、内壳及、水套宽度及导热胶泥的材质、厚度均与炉壁28相同，碳化硅内衬上下厚度一致，一般为80～230mm；炉顶3用耐热钢制成，厚度20～80mm；中心加煤管6、排气管9用耐热钢制成，厚度30～80mm；煤炭分布器7用耐热不绣钢制成，其锥度及大小以能将来自加煤管6的大部份煤流引导到炉壁内衬12附近为准；烧嘴4特别设计，用特种耐高温合金制成。耐高温且可同时喷送两种以上的流体；煤炭压送器8的安装数目依据炉身1内径选择，一般其压送板18的弧长不超过1500mm为宜；弧形压送板18)用耐热不绣钢制作，其厚度和宽度依据炉腔内径及高度选择；压送杆19)用耐热不绣钢制成，其长度依据拉压器20的行程选择；拉压器选用液压油缸，其行程一般为500～1500mm。
本实例煤炭气化炉炉身外径4500mm，上部内径3700mm，下部内径3500mm，炉身高10000mm，钢外壳厚60mm，内壳厚30mm，水套宽度50mm，导热胶泥厚度30mm，碳化硅内衬上口厚度230mm，下口厚度330mm；炉底2)碳化硅内衬厚330mm，中心排渣管5碳化硅厚115mm；分布器7的分布角β为30度，锥高500mm；压送器8总数8套，其弧形压送板18中心弧长1290mm，宽400mm，板厚50mm；压送杆19直径100mm，长度2500mm；拉压器20的油缸行程1500mm，压力30吨。喷嘴4共8只，对称安装。
Claims (3)
1.一种固态床煤炭气化炉，包括炉身(1)、炉底(2)、炉顶(3)，其特征是：炉身(1)采用圆筒形，其内腔设为上大下小的锥形,其锥角ɑ为1～30度；在炉身(1)的下部连接有漏斗式的圆锥形炉底(2)；在炉身(1)的上部连接有圆锥形炉顶(3)；在炉顶(3)的周边，环安装有至少2个煤炭压送器(8)；在中心加煤管(6)的下端连接有煤炭分布器(7)；煤炭压送器(8)由弧形压送板(18)、连接在弧形压送板(18)中部的压送杆(19)、套设在压送杆(19)上的导向套(21)和连接在压送杆(19)顶端的拉压器(20)四部分构成；弧形压送板(18)为一段与内衬(12)的内圆相配的弧形板，其中部与压送杆(19)相连；压送杆(19)穿过导向套(21)与拉压器(20)相连；拉压器(20)通过压送杆(19)使压送板(18)沿炉身(1)内壁产生往复运动。
2.如权利要求1所述及的一种固态床煤炭气化炉，其特征是：环安装在炉顶(3)周边上的煤炭压送器(8)的各个弧形压送板(18)，分段组成一个紧靠在内衬(12)内的圆环。
3.如权利要求1所述及的一种固态床煤炭气化炉，其特征是：采用至少2根连接杆(27)将圆锥形煤炭分布器(7)连接在中心加煤管(6)的下端；圆锥形煤炭分布器(7)的锥角β为1～45度。
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