CN105838452B - 气化炉以及一种气化炉粗煤气出口清洗装置 - Google Patents

气化炉以及一种气化炉粗煤气出口清洗装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气化炉粗煤气出口清洗装置，包括：锥形接口，设置在气化炉的炉体内，具有尺寸较小的第一端口和尺寸较大的第二端口，所述锥形接口的第一端口与所述气化炉粗煤气出口朝向炉内的端面相连；第一喷嘴，设置在所述锥形接口的内部，用于向所述锥形接口和所述炉体的粗煤气出口的内壁面喷射高压清洗水流，以防止沉积物附着在所述锥形接口和所述炉体的粗煤气出口的内壁面上；和高压供水装置，与所述第一喷嘴相连，用于向所述第一喷嘴供应高压清洗水。此外，本发明还公开了一种包括前述气化炉粗煤气出口清洗装置的气化炉。在本发明中，通过在气化炉的粗煤气出口处设置一个清洗装置，能够可靠地防止沉积物附着在气化炉的粗煤气出口的内壁面上，从而能够有效地防止气化炉的粗煤气出口被沉积物堵塞。

Description

气化炉以及一种气化炉粗煤气出口清洗装置
技术领域
本发明涉及一种气化炉粗煤气出口清洗装置以及包括该气化炉粗煤气出口清洗装置的气化炉。
背景技术
固定床气化炉在气化过程中，气化炉上部的干馏层会将煤中的挥发分馏出，由于煤本身的热稳定性以及原料中含有一定比例的粒径很小的细颗粒粉尘，因此，煤中的挥发分在被馏出的过程中会有部分粉尘随气流经气化炉粗煤气出口离开气化炉。在正常的温度及压力下，对应的气流速度能将挥发分与细颗粒粉尘从气化炉粗煤气出口正常带出，但实际工况会出现粗煤气出口气流速度降低等情况，这导致挥发分中的煤焦油、酚类等组分在固定床气化炉粗煤气出口管壁上附着，粗煤气中带出的细颗粒煤粉遇到附着在出口管壁上的煤焦油、酚类等物质，部分细颗粒粉尘会沉积下来。随着气化炉运行时间的增加，气化炉粗煤气出口管壁上的沉积物越积越多，压差增大，使得气体的有效通过面积不断减小，最终甚至会堵住粗煤气的出口，影响气化炉的长周期运行。在实际生产过程中气化炉使用的煤种越年轻，出口越容易被堵，严重制约气化炉长周期稳定的生产。
现阶段，国内运行的固定床气化炉在遇到出口堵塞时只能被动的停车，然后拆开与洗涤冷却器连接的管线或法兰，先用蒸汽进行软化，再手动清理沉积物，清理过程非常繁琐。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
根据本发明的一个方面，提供一种气化炉粗煤气出口清洗装置，包括：锥形接口，设置在气化炉的炉体内，具有尺寸较小的第一端口和尺寸较大的第二端口，所述锥形接口的第一端口与气化炉粗煤气出口朝向炉内的端面相连；第一喷嘴，设置在所述锥形接口的内部，用于沿所述锥形接口向所述炉体的粗煤气出口及其内壁面喷射高压清洗水流，以防止沉积物附着在所述锥形接口和所述炉体的粗煤气出口的内壁面上；和高压供水装置，与所述第一喷嘴相连，用于向所述第一喷嘴供应高压清洗水。
根据本发明的一个实例性的实施例，所述气化炉粗煤气出口清洗装置还包括：第二喷嘴，设置在所述炉体内，并连接至所述高压供水装置，面对所述锥形接口的第二端口的中心，沿所述锥形接口和所述炉体粗煤气出口共同的中心轴线向所述锥形接口和所述炉体的粗煤气出口中喷射高压清洗水流，以冲洗掉沉积物，从而使所述锥形接口和所述炉体的粗煤气出口保持畅通。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一喷嘴包括：截面呈圆形的环形管状本体，设置在所述锥形接口的第二端口处；和沿所述环形管状本体的圆周均匀间隔分布的多个孔，其中，供应到所述环形管状本体中的高压清洗水经由所述环形管状本体上的多个孔流出，并沿所述锥形接口的内壁面喷向所述气化炉的出口。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一喷嘴包括：截面呈圆形的环形管状本体，设置在所述锥形接口的第二端口处；和沿所述环形管状本体的圆周形成的一圈环形狭缝，其中，供应到所述环形管状本体中的高压清洗水经由所述环形管状本体上的环形狭缝流出，并沿所述锥形接口的内壁面喷向所述气化炉的出口。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一喷嘴包括：截面呈圆形的第一环形管状本体，设置在所述锥形接口的第二端口处；和至少一个截面呈半圆形的第二环形管状本体，设置在所述锥形接口的第一端口和第二端口之间。在所述第一环形管状本体和所述第二环形管状本体上形成有多个孔或一圈环形狭缝。供应到所述第一喷嘴中的高压清洗水经由所述第一环形管状本体和所述第二环形管状本体上的多个孔或一圈环形狭缝流出，并沿所述锥形接口的内壁面喷向所述气化炉的出口
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述锥形接口的第一端口焊接到所述炉体的粗煤气出口朝向炉体内的端面上，所述第一喷嘴的环形管状本体焊接到所述锥形接口的内壁面上，外壁面也需焊接补强。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述高压供水装置包括：高压水泵；供水管路，将所述高压水泵的出口分别连接至所述第一喷嘴和所述第二喷嘴；阀门，设置在所述供水管路上，用于控制供水流量和流量计，设置在所述供水管路上，用于显示供水流量。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述的供水管路包括总供水管路、连接至第一喷嘴的第一分支供水管路和连接至第二喷嘴的第二分支供水管路；在所述总供水管路上设置有总控阀门，在所述第一分支供水管路和所述第二分支供水管路上分别设置第一阀门和第二阀门。
根据本发明的另一个实例性的实施例，从所述高压供水装置供应出的高压清洗水的压力高于气化炉运行时的炉体内的压力。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述气化炉运行时一直有高压清洗水从所述第一喷嘴喷射到所述锥形接口和所述炉体的粗煤气出口的内壁面上，
仅在所述炉体的粗煤气出口出现部分堵塞时才打开第二分支供水管路以向第二喷嘴供水。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述锥形接口、所述第一喷嘴、所述第二喷嘴和和所述供水管路均为耐高温、耐腐蚀材质制成，优选镍铬合金。
根据本发明的另一个方面，提供一种气化炉，所述气化炉包括前述气化炉粗煤气出口清洗装置。
在根据本发明的前述各个实例性的实施例中，通过在气化炉的出口处设置一个清洗装置，能够可靠地阻止沉积物附着在气化炉的出口的内壁面上，从而能够有效地防止气化炉的出口被沉积物堵塞。
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的气化炉粗煤气出口清洗装置的示意图；图2显示根据本发明的另一个实例性的实施例的气化炉粗煤气出口清洗装置的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本发明的一个总体技术构思，提供一种气化炉粗煤气出口清洗装置，包括：锥形接口，设置在气化炉的炉体内，具有尺寸较小的第一端口和尺寸较大的第二端口，所述锥形接口的第一端口与所述气化炉粗煤气出口朝向炉内的端面相连；第一喷嘴，设置在所述锥形接口的内部，用于沿所述锥形接口向所述锥形接口和所述炉体的粗煤气出口及其内壁面喷射高压清洗水流，以防止沉积物附着在所述锥形接口和所述炉体的粗煤气出口的内壁面上；和高压供水装置，与所述第一喷嘴相连，用于向所述第一喷嘴供应高压清洗水。
图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的气化炉粗煤气出口清洗装置的示意图。
如图1所示，在图示的实施例中，该气化炉粗煤气出口清洗装置主要包括锥形接口100、第一喷嘴200和高压供水装置400、500、600。
如图1所示，锥形接口100具有锥形主体。该锥形接口100设置在气化炉的炉体10内，具有尺寸较小的第一端口(锥形主体的直径较小的端口)110和尺寸较大的第二端口(锥形主体的直径较大的端口)120。锥形接口100的第一端口110与气化炉粗煤气出口11朝向炉内的端面相连，例如，锥形接口100的第一端口110可以直接焊接到气化炉粗煤气出口11朝向炉内的端面上。
如图1所示，第一喷嘴200设置在锥形接口100的内部，用于向锥形接口100和炉体10的粗煤气出口11的内壁面喷射高压清洗水流，以防止沉积物附着在锥形接口100和炉体10的粗煤气出口11的内壁面上。高压供水装置400、500、600连接至第一喷嘴200，用于向第一喷嘴200供应高压清洗水。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，第一喷嘴200沿锥形接口100的内壁面、朝向气化炉的出口11喷射高压清洗水流。第一喷嘴200喷射出的高压清洗水流沿着锥形接口100的锥形内壁面流动，在锥形接口100的锥形内壁面和炉体10的粗煤气出口11的内壁面上形成水膜环境，不利于沉积物附着，从而能够阻止沉积物附着在锥形接口100和炉体10的粗煤气出口11的内壁面上，能够有效地防止气化炉的出口被沉积物堵塞。
如图1所述，在图示的实施例中，气化炉粗煤气出口清洗装置还包括第二喷嘴300。该第二喷嘴300设置在炉体10内，面对锥形接口100的第二端口120，并连接至高压供水装置400、500、600，用于向锥形接口100和炉体10的粗煤气出口11中喷射高压清洗水流，以冲洗掉沉积物，从而使锥形接口100和炉体10的粗煤气出口11保持畅通。
在本发明的一个实例性的实施例中，第二喷嘴300面对锥形接口100的第二端口120的中心，并沿锥形接口100和炉体10的粗煤气出口11的共同的中心轴线向锥形接口100和炉体10的粗煤气出口11中喷射高压清洗水流。
请继续参见图1，在图示的实施例中，第一喷嘴200包括：截面呈圆形的环形管状本体，设置在锥形接口100的第二端口120处；和形成在环形管状本体上的多个孔210。供应到环形管状本体中的高压清洗水经由环形管状本体上的多个孔210流出，并沿锥形接口100的内壁面喷向气化炉的出口11。如图1所示，多个孔210沿环形管状本体的圆周均匀间隔分布。
请注意，本发明不局限于图示的实施例，例如，第一喷嘴可以包括：截面呈圆形的环形管状本体，设置在所述锥形接口的第二端口120处；和沿环形管状本体的圆周形成的一圈环形狭缝。这样，供应到环形管状本体中的高压清洗水可以经由环形管状本体上的环形狭缝流出，并沿锥形接口100的内壁面喷向气化炉的出口11。
在本发明的一个实施例中，第一喷嘴200的环形管状本体可以直接焊接到锥形接口100的内壁面上，并在锥形接口100的外壁面进行焊接补强。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，高压供水装置400、500、600主要包括：高压水泵400；供水管路500、510、520，将高压水泵400的出口分别连接至第一喷嘴200和第二喷嘴300；阀门600、610、620，分别设置在供水管路500、510、520上，用于控制所在管路的供水流量；流量计(可选，未图示)，设置在供水管路上，用于显示供水流量。
如图1所示，在图示的实施例中，供水管路包括总供水管路500、连接至第一喷嘴200的第一分支供水管路510和连接至第二喷嘴300的第二分支供水管路520。在总供水管路500上设置有总控阀门600，用于控制通过第一喷嘴200和第二喷嘴300的水流量。除此之外，如图1所示，还在第一分支供水管路510上设置有第一阀门610，用于单独控制通过第一喷嘴200的水流量。在第二分支供水管路520上设置有第二阀门620，用于单独控制通过第二喷嘴300的水流量。
在本发明的一个实例性的实施例中，为了保证清洗效果，从高压供水装置400、500、600供应出的高压清洗水的压力应当高于气化炉运行时的炉体10内的压力。
在本发明的一个实例性的实施例中，气化炉运行时一直有高压清洗水从第一喷嘴200喷射到锥形接口100和炉体10的粗煤气出口11的内壁面上，仅在炉体10的粗煤气出口11出现堵塞或部分堵塞时才打开第二分支供水管路520向第二喷嘴300供应高压清洗水。
由于炉体10内的温度较高，前述锥形接口100、第一喷嘴200、第二喷嘴300和供水管路500均由耐高温、耐腐蚀材质制成，例如，可以由镍铬合金制成。
在本发明的一个实例性的实施例中，如图1所示，第二喷嘴300是一个高压实心锥形喷嘴，其设置在距第一喷嘴200中心外侧15～20cm的位置，位于第一喷嘴200的中心轴线上。在图示的实施例中，锥形接口100、第一喷嘴200和炉体10的粗煤气出口11具有共同的中心轴线。
在本发明的一个实例性的实施例中，可根据实际情况调节阀门600来控制高压清洗水流量大小，以实现最佳清洗效果。
在一般情况下，总控阀门600和第一阀门610同时处于常开状态，使得在气化炉运行时一直有高压清洗水从第一喷嘴200喷射到锥形接口100的内壁面上。当气化炉与夹套的压差增加时，也即是出现气化炉粗煤气出口出现堵塞的情况时，需控制清洁装置的阀门600的开度，适当开大高压清洗水的流量，同时打开第二阀门620，第一喷嘴200和第二喷嘴300共同喷射高压清洗水流，提高冲刷效果，保证气化炉的出口通道畅通。
图2显示根据本发明的另一个实例性的实施例的气化炉粗煤气出口清洗装置的示意图。
在图1所示的气化炉粗煤气出口清洗装置中，第一喷嘴200仅包括单个环形管状主体。而在图2所示的气化炉粗煤气出口清洗装置中，第一喷嘴200包括多个环形管状本体200’、200”。多个环形管状本体200’、200”沿锥形接口100的轴向间隔地设置在锥形接口100中。
如图2所示，第一喷嘴200包括：截面呈圆形的第一环形管状本体200’，设置在锥形接口100的第二端口120处；和至少一个截面呈半圆形的第二环形管状本体200”，设置在锥形接口100的第一端口110和第二端口120之间。在第一环形管状本体200’和第二环形管状本体200”上形成有多个孔210’、210”或一圈环形狭缝。这样，供应到第一喷嘴200中的高压清洗水经由第一环形管状本体200’和第二环形管状本体200”上的多个孔210’、210”或环形狭缝流出，并沿锥形接口100的内壁面喷向气化炉的出口11。
此外，在本发明的一个实施例中，还公开了一种气化炉，该气化炉包括前述图1或图2所示的气化炉粗煤气出口清洗装置。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (9)

1.一种气化炉粗煤气出口清洗装置，其特征在于，所述气化炉粗煤气出口清洗装置包括：
锥形接口(100)，设置在气化炉的炉体(10)内，具有尺寸较小的第一端口(110)和尺寸较大的第二端口(120)，所述锥形接口(100)的第一端口(110)与所述气化炉粗煤气出口(11)朝向炉内的端面相连；
第一喷嘴(200)，设置在所述锥形接口(100)的内部，用于沿所述锥形接口(100)向所述炉体(10)的粗煤气出口(11)及其内壁面喷射高压清洗水流，以防止沉积物附着在所述锥形接口(100)和所述炉体(10)的粗煤气出口(11)的内壁面上；和
高压供水装置(400、500、600)，与所述第一喷嘴(200)相连，用于向所述第一喷嘴(200)供应高压清洗水，
所述第一喷嘴(200)包括：
截面呈圆形的环形管状本体，设置在所述锥形接口(100)的第二端口(120)处；和
沿所述环形管状本体的圆周均匀间隔分布的多个孔(210)，
其中，供应到所述环形管状本体中的高压清洗水经由所述环形管状本体上的多个孔(210)流出，并沿所述锥形接口(100)的内壁面喷向所述气化炉的粗煤气出口(11)；或者
所述第一喷嘴包括：
截面呈圆形的环形管状本体，设置在所述锥形接口(100)的第二端口(120)处；和
沿所述环形管状本体的圆周形成的一圈环形狭缝，
其中，供应到所述环形管状本体中的高压清洗水经由所述环形管状本体上的环形狭缝流出，并沿所述锥形接口(100)的内壁面喷向所述气化炉的粗煤气出口(11)；或者
所述第一喷嘴(200)包括：
截面呈圆形的第一环形管状本体(200’)，设置在所述锥形接口(100)的第二端口(120)处；和
至少一个截面呈半圆形的第二环形管状本体(200”)，设置在所述锥形接口(100)的第一端口(110)和第二端口(120)之间，
其中，在所述第一环形管状本体(200’)和所述第二环形管状本体(200”)上形成有多个孔(210’、210”)或一圈环形狭缝，
供应到所述第一喷嘴(200)中的高压清洗水经由所述第一环形管状本体(200’)和所述第二环形管状本体(200”)上的多个孔(210’、210”)或一圈环形狭缝流出，并沿所述锥形接口(100)的内壁面喷向所述气化炉的粗煤气出口(11)。
2.根据权利要求1所述的气化炉粗煤气出口清洗装置，其特征在于，所述气化炉粗煤气出口清洗装置还包括：
第二喷嘴(300)，设置在所述炉体(10)内，并连接至所述高压供水装置(400、500、600)，面对所述锥形接口(100)的第二端口(120)的中心，并沿所述锥形接口(100)和所述炉体(10)粗煤气出口(11)共同的中心轴线向所述锥形接口(100)和所述炉体(10)的粗煤气出口(11)中喷射高压清洗水流，以冲洗掉沉积物，从而使所述锥形接口(100)和所述炉体(10)的粗煤气出口(11)保持畅通。
3.根据权利要求1所述的气化炉粗煤气出口清洗装置，其特征在于：
所述锥形接口(100)的第一端口(110)焊接到所述的粗煤气出口(11)朝向炉体(10)内的端面上，所述第一喷嘴(200)的环形管状本体焊接到所述锥形接口(100)的内壁面上。
4.根据权利要求2所述的气化炉粗煤气出口清洗装置，其特征在于，所述高压供水装置(400、500、600)包括：
高压水泵(400)；
供水管路(500、510、520)，将所述高压水泵(400)的出口分别连接至所述第一喷嘴(200)和所述第二喷嘴(300)；和
阀门(600、610、620)，设置在所述供水管路(500、510、520)上，用于控制供水流量；和
流量计，设置在所述供水管路(500、510、520)上，用于显示供水流量。
5.根据权利要求4所述的气化炉粗煤气出口清洗装置，其特征在于：
所述的供水管路包括总供水管路(500)、连接至第一喷嘴(200)的第一分支供水管路(510)和连接至第二喷嘴(300)的第二分支供水管路(520)；
在所述总供水管路(500)上设置有总控阀门(600)，在所述第一分支供水管路(510)和所述第二分支供水管路(520)上分别设置第一阀门(610)和第二阀门(620)。
6.根据权利要求4所述的气化炉粗煤气出口清洗装置，其特征在于：
从所述高压供水装置(400、500、600)供应出的高压清洗水的压力高于气化炉运行时的炉体(10)内的压力。
7.根据权利要求5所述的气化炉粗煤气出口清洗装置，其特征在于：
所述气化炉运行时一直有高压清洗水从所述第一喷嘴(200)喷射到所述锥形接口(100)和所述炉体(10)的粗煤气出口(11)的内壁面上，仅在所述炉体(10)的粗煤气出口(11)出现部分堵塞时才打开第二分支供水管路(520)以向第二喷嘴(300)供水。
8.根据权利要求4所述的气化炉粗煤气出口清洗装置，其特征在于：
所述锥形接口(100)、所述第一喷嘴(200)、所述第二喷嘴(300)和所述供水管路(500、510、520)均为耐高温、耐腐蚀材质制成。
9.一种气化炉，其特征在于：所述气化炉包括前述权利要求1-8中任一项所述的气化炉粗煤气出口清洗装置。
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