CN107216918B - 煤气发生炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种煤气发生炉，煤气发生炉包括：壳体和设在所述壳体内的反应室，所述反应室为膜式水冷壁围成的两端开口的中空筒体，所述壳体的顶端穿设有与所述中空筒体连通的第一烧嘴套管和多个第二烧嘴套管，且所述多个第二烧嘴套管以所述第一烧嘴套管为中心环向围设在所述壳体的顶端，本发明提供的煤气发生炉，解决了现有的煤气发生炉对工艺设计条件适应性较差且工艺操作负荷调节能力较小的技术问题。

Description

煤气发生炉

技术领域

本发明涉及煤气发生装置，特别涉及一种膜式水冷壁结构的煤气发生炉。

背景技术

煤气是一种通过煤气发生炉将煤转化而成的可燃性气体，相比于煤的燃烧，煤气的燃烧更为清洁、高效，因此煤气作为一种清洁能源正受到越来越广泛的关注，而将煤转换为煤气的煤气发生炉主要可分为三大类：固定床煤气发生炉、流化床煤气发生炉和气流床煤气发生炉，其中，气流床煤气发生炉的基本工作原理是：蒸汽、氧气与干煤粉或煤浆通过特殊喷枪送入煤气发生炉内，在高温下发生化学反应，生成主要成分为一氧化碳和氢气的煤气及熔渣(液态排渣)。气流床煤气发生炉生产的煤气常用于化肥、陶瓷、玻璃、氧化铝等行业以及用做燃料气，其中，气流床气化炉反应室主要有隔热耐火砖反应室和膜式水冷壁反应室两大类，由于水冷壁反应室在可靠性和使用寿命方面具有极大优势，因此，水冷壁结构的反应室尤其是典型的膜式水冷壁反应室被广泛地使用。

目前，膜式水冷壁反应室一般由列管式和盘管式等多种形式膜式壁组成，一般分为下锥段、中间段、上锥段等多段水冷壁结构，每段之间通过焊接相连，且气化炉主要包括单顶烧复合烧嘴煤气发生炉和四侧烧煤气发生炉，其中，单顶烧复合烧嘴煤气发生炉中只在顶部设置一只烧嘴，该只烧嘴用来点火与开工的同时还可以用来投煤；四侧烧煤气发生炉则将点火，开工，投煤三种功能分别设置成独立烧嘴，点火烧嘴设置在顶部，开工烧嘴和投煤烧嘴设置在侧壁。

然而，上述两种煤气发生炉中，其混燃方法及其烧嘴布置形式在设计成型后就无法调整，其一炉对应一套特定的煤气化工艺包，一旦煤气化工艺包发生改变，就需要将煤气发生炉进行更换或改装，这样造成煤气发生炉对工艺设计条件的变化适应性较差，工艺操作负荷调节能力较小。

发明内容

本发明提供一种煤气发生炉，解决了现有的煤气发生炉对工艺设计条件适应性较差且工艺操作负荷调节能力较小的技术问题。

本发明提供一种煤气发生炉，包括：

包括：壳体和设在所述壳体内的反应室，所述反应室为膜式水冷壁围成的两端开口的中空筒体，其中，所述壳体的顶端穿设有与所述中空筒体连通的第一烧嘴套管和多个第二烧嘴套管，且所述多个第二烧嘴套管以所述第一烧嘴套管为中心环向围设在所述壳体的顶端。

如上所述的煤气发生炉，可选的，所述中空筒体的顶端开口盖设有密封水冷盘，所述第一烧嘴套管穿过所述密封水冷盘与中空筒体相连通；

所述中空筒体的底端开口与所述壳体之间设有密封环。

如上所述的煤气发生炉，可选的，所述膜式水冷壁由多个形状相同的水冷壁管与鳍片焊接而成，且所述水冷壁管的顶端设有出水集箱，所述水冷壁管的底端设有进水集箱，所述水冷壁管的内腔与所述出水集箱和所述进水集箱相连通。

如上所述的煤气发生炉，可选的，所述中空筒体的外壁上绕设有引入管，且所述引入管的一端位于所述壳体内侧并与所述进水集箱相连通，另一端从所述壳体穿出。

如上所述的煤气发生炉，可选的，所述出水集箱上连有引出管，且所述引出管的一端与所述出水集箱相连通，另一端从所述壳体穿出。

如上所述的煤气发生炉，可选的，所述中空筒体的底端开口上设有第一预制件；

所述壳体底端开设的下渣口上设有第二预制件。

如上所述的煤气发生炉，可选的，所述第一预制件和所述第二预制件为碳化硅预制件。

如上所述的煤气发生炉，可选的，所述壳体与所述中空筒体之间设有检修间隙，所述壳体的顶部设有第一检修入孔，所述壳体的底部设有第二检修入孔，所述第一检修入孔和所述第二检修入孔均与所述检修间隙相连通。

如上所述的煤气发生炉，可选的，所述壳体与所述中空筒体之间设有连接组件，所述中空筒体通过所述连接组件与所述壳体固定相连。

如上所述的煤气发生炉，可选的，所述壳体的底端设有导淋管，且所述导淋管与所述中空筒体连通，所述导淋管用于将所述中空筒体中的液体导出。

本发明提供一种煤气发生炉，通过在所述壳体的顶端穿设有与所述中空筒体连通的第一烧嘴套管和多个第二烧嘴套管，且所述多个第二烧嘴套管以所述第一烧嘴套管为中心环向围设在所述壳体的顶端，使得该煤气发生炉即可以作为具有一只复合烧嘴的单顶烧煤气发生炉，也可以调整为开工烧嘴加多只工艺烧嘴的多顶烧煤气发生炉，对工艺设计的适应能力增强，生产操作负荷调节能力变大，而且由于可以配装多种组合形式的烧嘴使得后续工艺设计优化改造难度降低，作为实验性装置可以节省成本，提高实验效率，因此，本发明提供的煤气发生炉，解决了现有的煤气发生炉对工艺设计条件适应性较差且工艺操作负荷调节能力较小的技术问题。

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是本发明煤气发生炉的剖开结构示意图；

图2是本发明煤气发生炉底端的局部放大示意图。

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。

本实施例提供的煤气发生炉用于将固体燃料煤粉转化生成可燃性气体-煤气。

图1是本发明煤气发生炉的剖开结构示意图，图2是本发明煤气发生炉底端的局部放大示意图，如图1-2所示，煤气发生炉包括：壳体10和设在壳体10内的反应室20，其中，反应室20为由膜式水冷壁30围成的两端开口的中空筒体，即本实施例提供的煤气发生炉的反应室20是由膜式水冷壁30围成的内部为中空的筒体，且筒体的两端设有开口，具体的，如图1所示，中空筒体的两端开口为筒体两端缩径后形成的开口，且，筒体的顶端开口和底端开口可以共轴，其中，本实施例中，膜式水冷壁30为现有的材料，具体为用扁钢和管子拼排焊成的气密管屏所组成的水冷壁，由于可以在水冷壁的管子中通入冷却液，所以采用水冷壁作为中空筒体的外壁可以取消设置在反应室20的外壁上的耐火材料。

其中，为了使得煤气发生炉对工艺设计的变化适应能力强以及行中生产操作负荷调节能力大，本实施例中，具体在壳体10的顶端穿设有与中空筒体连通的第一烧嘴套管41和多个第二烧嘴套管42，且多个第二烧嘴套管42以第一烧嘴套管41为中心环向围设在壳体10的顶端，即本实施例中，在壳体10的顶端设有多个第二烧嘴套管42和一个第一烧嘴套管41，且第二烧嘴套管42和第一烧嘴套管41均与中空筒体的内腔相连通，同时，多个第二烧嘴套管42以第一烧嘴套管41为中心围设在第一烧嘴套管41的周围，第二烧嘴套管42的数量具体可以为2个、3个、4个或6等等，其中，第一烧嘴套管41具体可以位于壳体10顶端的中心位置处，且第一烧嘴套管41具体与中空筒体顶端开口相连通。

本实施例中，第一烧嘴套管41和第二烧嘴套管42用于安装烧嘴，具体的，第一烧嘴套管41处可以安装集成点火和开工功能的半复合烧嘴，多个第二烧嘴套管42处安装投煤烧嘴(工艺烧嘴)；或者可以在第一烧嘴套管41处安装全复合烧嘴，即第一烧嘴套管处安装集成点火，开工与投煤的多功能复合烧嘴，多个第二烧嘴套管42处安装投煤烧嘴(工艺烧嘴)；或者，还可以更加灵活的调整第一烧嘴套管41处烧嘴和第二烧嘴套管42处烧嘴的复合形式和数量，进行更为丰富的组合，具体设置可以根据实际需求进行调整，本实施例中，通过在壳体10的顶端设置多个第二烧嘴套管42和一个第一烧嘴套管41，这样该煤气发生炉即可以作为具有一只复合烧嘴的单顶烧煤气发生炉，也可以调整为开工烧嘴加多只工艺烧嘴的多顶烧煤气发生炉，对工艺设计的适应能力增强，生产操作负荷调节能力变大，从而使得后续工艺设计优化改造难度降低，作为实验性装置可以节省成本，提高实验效率。

因此，本发明提供的煤气发生炉，通过在壳体10的顶端穿设有与中空筒体连通的第一烧嘴套管41和多个第二烧嘴套管42，且多个第二烧嘴套管42以第一烧嘴套管41为中心环向围设在壳体10的顶端，使得该煤气发生炉即可以作为具有一只复合烧嘴的单顶烧煤气发生炉，也可以调整为开工烧嘴加多只工艺烧嘴的多顶烧煤气发生炉，可以配装多种组合形式的烧嘴，使用时，对工艺设计条件的适应能力增强，生产操作负荷调节能力变大，而且由于可以配装多种组合形式的烧嘴使得后续工艺设计优化改造难度降低，作为实验性装置可以节省成本，提高实验效率，因此，本发明提供的煤气发生炉，解决了现有的煤气发生炉对工艺设计条件适应性较差且工艺操作负荷调节能力较小的技术问题。

进一步的，在上述实施例的基础上，本实施例中，中空筒体的顶端开口盖设有密封水冷盘31，第一烧嘴套管41穿过密封水冷盘31与中空筒体相连通，通过将密封水冷盘31盖设在中空筒体的顶端开口处，使得中空筒体的顶端处于密封状态。

其中，本实施例中，由于密封水冷盘31盖设在中空筒体的顶端开口上，为了避免反应室20内的高温对密封水冷盘31造成损害，具体可以在密封水冷盘31的外表面上设有耐高温的材料，同时在密封水冷盘31内设有水冷管，从而防止密封水冷盘31出现过热的问题。

同时，由于中空筒体位于壳体10内，中空筒体的底端设有开口，为了防止中空筒体内产生的煤气进入中空筒体与壳体10之间的间隙内，本实施例中，在中空筒体的底端开口与壳体10之间设有密封环32，通过密封环32将中空筒体与壳体10进行阻隔，从而防止煤气进入壳体10与中空筒体之间的间隙中。

进一步的，由于现有技术中，膜式水冷壁反应室一般分为下锥段、中间段、上锥段等多段水冷壁，而各段之间连接时较为复杂，为此，本实施例中，膜式水冷壁30由多个形状相同的水冷壁管与鳍片焊接而成，具体的，本实施例中，为了避免多段之间焊接，选取整根无对接的水冷壁管与鳍片焊接形成膜式水冷壁30，直接将形成的膜式水冷壁30围成反应室20，从而避免了多段水冷壁焊接时加工难度高且组装难度大的问题，其中，本实施例中，由于中空筒体的两端进行缩径形成顶端开口和底端开口，所以，水冷壁管的两端进行了不同程度的弯曲，以使形成的水冷壁管围成的中空筒体两端进行缩径。

其中，为了向膜式水冷壁30中的水冷壁管中通入冷却液，本实施例中，具体在水冷壁管的顶端设有出水集箱35，水冷壁管的底端设有进水集箱33，如图1所示，出水集箱35位于中空筒体的顶端，进水集箱33位于中空筒体的底端，同时，水冷壁管的内腔与出水集箱35和进水集箱33相连通，这样进水集箱33中的冷却液(例如水)进入水冷壁管，从水冷壁管的底端流向水冷壁管的顶端，最终进入出水集箱35中，需要说明的是，由于膜式水冷壁30是由多个水冷壁管焊接而成，所以进水集箱33和出水集箱35与水冷壁管的两端连通时，进水集箱33和出水集箱35与每个水冷壁管的两端都进行连通。

其中，为了向进水集箱33中输入冷却液进行且同时对膜式水冷壁30的外壁进行冷却，本实施例中，中空筒体的外壁上绕设有引入管36，且引入管36的一端位于壳体10内并与进水集箱33相连通，另一端从壳体10穿出，即引入管36从壳体10外穿入壳体10内，并绕设在中空筒体的外壁上，具体绕设在膜式水冷壁30的外壁上，最终与进水集箱33相连通，通过引入管36可以将外界的冷却液引入进水集箱33中，同时由于引入管36绕设(优选为螺旋盘绕)在膜式水冷壁30的外壁上，从而具备足够的热补偿能力，以避免膜式水冷壁30热膨胀导致焊缝受力。其中，需要说明的是，引入管36在中空筒体的外壁上绕设时，可以从中空筒体的顶端沿着中空筒体的外壁绕到中空筒体的底端，并与进水集箱33相连通。

其中，由于反应室20中反应时会释放大量的热量，为了保证水冷壁管中的冷却液温度不会过高，需将膜式水冷壁30中的冷却液进行循环，为此，本实施例中，在出水集箱35上连有引出管34，且引出管34的一端与出水集箱35相连通，另一端从壳体10上穿出，即引出管34一端与出水集箱35相连通，另一端从壳体10上穿出，这样冷却液从引入管36进入进水集箱33中，从水冷壁管的底端流向顶端，并进入出水集箱35中，最终通过引出管34向外排出，从而实现了对膜式水冷壁30中的冷却液进行循环的目的。

其中，在反应室20中进行反应时，反应后残留的熔渣需从煤气发生炉的底端开口排出，为了避免熔渣对开口的磨损，本实施例中，中空筒体的底端开口上设有第一预制件61，壳体10底端开设的下渣口11上设有第二预制件62，其中，中空筒体的底端开口和下渣口11相连通，本实施例中，由于进水集箱33位于中空筒体的底端开口处，所以，通过在中空筒体的底端开口处设置第一预制件61可以对进水集箱33起到保护的作用，防止了熔渣对进水集箱33的磨损，第二预制件62可以对壳体10底端开设的下渣口11起到防磨损的作用，同时，本实施例中，第一预制件61和第二预制件62设置时相互之间可以设有一定间隙以解决膜式水冷壁30膨胀问题，而且，第一预制件61和第二预制件62设置时尽量保证其结构能够起到导流作用，以方便生成的煤气和熔渣导入后续设备中，其中，为了便于第一预制件61和第二预制件62快速拆换，本实施例中，第一预制件61和第二预制件62通过多块拼接安装而成，这样拆换时更加方便。

其中，本实施例中，第一预制件61和第二预制件62优选为碳化硅预制件，需要说明的是，第一预制件61和第二预制件62还可以为其他耐磨材料制成，只要保证制成的第一预制件61和第二预制件62具有较高的耐磨性即可。

进一步的，为了安全生产，需要定期对煤气发生炉进行检修，所以，本实施例中，壳体10与中空筒体之间设有检修间隙，如图1所示，检修间隙包括上部环隙53和下部环隙54，且为了便于检修人员进入壳体10进行检修，在壳体10的顶部设有第一检修入孔51，壳体10的底部设有第二检修入孔52，第一检修入孔51和第二检修入孔52均与检修间隙相连通，这样检修人员通过第一检修入孔51可以进入到上部环隙53中，从而对位于上部环隙53内的部件进行检修，通过第二检修入孔52可以进入到下部环隙53中，从而对下部环隙53内的部件进行检修。

进一步的，当中空筒体位于壳体10内时，为了对中空筒体进行固定，本实施例中，如图1所示，在壳体10与中空筒体之间设有连接组件50，中空筒体通过连接组件50与壳体10固定相连，且本实施例中，连接组件50具体位于中空筒体的上部。

进一步的，壳体10的底端设有导淋管12，且导淋管12与中空筒体连通，导淋管12用于将中空筒体中的液体导出。

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 (7)

1.一种煤气发生炉，包括：壳体和设在所述壳体内的反应室，所述反应室为膜式水冷壁围成的两端开口的中空筒体，其特征在于，

所述壳体的顶端穿设有与所述中空筒体连通的第一烧嘴套管和多个第二烧嘴套管，且所述多个第二烧嘴套管以所述第一烧嘴套管为中心环向围设在所述壳体的顶端；

所述中空筒体的底端开口与所述壳体之间设有密封环；

所述膜式水冷壁由多个形状相同的水冷壁管与鳍片焊接而成，且所述水冷壁管的顶端设有出水集箱，所述水冷壁管的底端设有进水集箱，所述水冷壁管的内腔与所述出水集箱和所述进水集箱相连通；

所述中空筒体的外壁上绕设有引入管，且所述引入管的一端位于所述壳体内侧并与所述进水集箱相连通，另一端从所述壳体穿出；

所述出水集箱上连有引出管，且所述引出管的一端与所述出水集箱相连通，另一端从所述壳体穿出。

2.根据权利要求1所述的煤气发生炉，其特征在于，所述中空筒体的顶端开口盖设有密封水冷盘，所述第一烧嘴套管穿过所述密封水冷盘与中空筒体相连通。

3.根据权利要求1-2任一所述的煤气发生炉，其特征在于，所述中空筒体的底端开口上设有第一预制件；

所述壳体底端开设的下渣口上设有第二预制件。

4.根据权利要求3所述的煤气发生炉，其特征在于，所述第一预制件和所述第二预制件为碳化硅预制件。

5.根据权利要求1-2任一所述的煤气发生炉，其特征在于，所述壳体与所述中空筒体之间设有检修间隙，所述壳体的顶部设有第一检修入孔，所述壳体的底部设有第二检修入孔，所述第一检修入孔和所述第二检修入孔均与所述检修间隙相连通。

6.根据权利要求1-2任一所述的煤气发生炉，其特征在于，所述壳体与所述中空筒体之间设有连接组件，所述中空筒体通过所述连接组件与所述壳体固定相连。

7.根据权利要求1-2任一所述的煤气发生炉，其特征在于，所述壳体的底端设有导淋管，且所述导淋管与所述中空筒体连通，所述导淋管用于将所述中空筒体中的液体导出。