CN108148634B - 一种中段出气的新型固定床熔渣气化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中段出气的新型固定床熔渣气化装置，包括气化炉炉体，气化炉炉体包括炉壳和设置在炉壳内侧的水冷结构，在气化炉炉体的顶部中心固定连接内构件支撑柱，内构件支撑柱沿气化炉炉体的中轴线布置，用于固定支撑布置为气化炉炉体内部的星型气体通道和集气管；在气化炉炉体的顶部设置有过渡仓，过渡仓的顶部设置有进料口，过渡仓的底部通过环形加料口与气化炉炉体连通；星型气体通道的顶部与集气管的一端连接，集气管的另一端与设置在气化炉炉体上部的煤气出口连接；在气化炉炉体顶部设置有氮气进口；在气化炉炉体的下部设置一圈气化剂喷嘴，在水冷结构的底部设置排渣口；炉壳的底部通过法兰与激冷室固定连接。

Description

一种中段出气的新型固定床熔渣气化装置
技术领域
本发明涉及一种中段出气的新型固定床熔渣气化装置，属于煤气化装置领域。
背景技术
典型加压固定床熔渣气化炉通常有两种结构形式，一种是上吸式结构，一种是下吸式结构。前者气化原料由气化炉炉顶加入，在气化炉内与上升的气体逆流接触，自上而下经过干燥、干馏、气化并最终氧化燃烧形成高温熔渣排出炉外，上升的气体经过各反应层后从炉顶排出。该炉型气固两相传热充分，出口气体温度较低，热效率高，并且排出的灰渣中含碳量较低，气化效率高。但是由于上升气体经过干馏和干燥段，会将焦油及水蒸气直接带出气化炉，导致煤气洗涤净化系统较复杂。
而下吸式结构，原料和气化剂同时从炉顶加入气化炉，气体经过干馏层后进入气化和燃烧层，气体中含有的焦油经过高温段发生裂解，出口气体中焦油含量减少。但是出口气体温度较高，导致热效率降低，另外剩余灰中含碳量较高，且出口气体中灰分含量较高。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种不产或少产焦油且气化炉热效率较高的中段出气的新型固定床熔渣气化装置。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种中段出气的新型固定床熔渣气化装置，其特征在于：包括气化炉炉体，所述气化炉炉体包括炉壳和设置在所述炉壳内侧的水冷结构，在所述气化炉炉体的顶部中心固定连接内构件支撑柱，所述内构件支撑柱沿所述气化炉炉体的中轴线布置，用于固定支撑布置为所述气化炉炉体内部的星型气体通道和集气管；在所述气化炉炉体的顶部设置有过渡仓，所述过渡仓的顶部设置有进料口，所述过渡仓的底部通过环形加料口与所述气化炉炉体连通；所述星型气体通道的顶部与所述集气管的一端连接，所述集气管的另一端与设置在所述气化炉炉体上部的煤气出口连接；在所述气化炉炉体顶部设置有氮气进口；在所述气化炉炉体的下部设置一圈气化剂喷嘴，在所述水冷结构的底部设置排渣口；所述炉壳的底部通过法兰与激冷室固定连接。
所述法兰的顶部通过支撑板与所述排渣口固定连接。
所述炉壳和水冷结构均为圆筒状结构且上下两端均采用收口式布置。
所述喷嘴沿所述气化炉炉体的周向分布且成对布置，每一对喷嘴关于所述气化炉炉体的中轴线对称。
所述星型气体通道为中空的板状结构，所述星型气体通道为多个且沿周向固定分布在所述内构件支撑柱上。所述水冷结构的内侧布置有耐火材料。
所述水冷结构下部所布置的耐火材料为刚玉、高铬、碳化硅或氮化硅，所述水冷结构中上部所布置的耐火材料为粘土质、高铝质、硅藻土、硅酸钙或硅质。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的新型固定床熔渣气化装置采用中段出气的方式，从气化段产生的高温气体不经过干燥和干馏层，因此出口煤气中几乎没有焦油或焦油含量很低。2、本发明高温煤气通过星型气体通道与加入气化炉炉体的原料进行间接换热，既降低了出口煤气的温度，又对加入的原料起到预热的作用。3、本发明干馏过程产生的焦油经过高温区，发生裂解，既可以减少气化炉的焦油产量，裂解后的产品也能够提高出口煤气的产量和质量。4、传统的气化炉干燥产生的水蒸气直接随煤气排出气化炉，造成了废水产量的提高，本发明干燥段产生的水蒸气会进入到气化段参加气化反应，一方面可以降低气化剂对水蒸气的需求量，另一方面可以减少出口煤气中的废水产量。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1中A-A向的剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1、图2所示，本发明提出了一种中段出气的新型固定床熔渣气化装置，包括气化炉炉体1，气化炉炉体1包括炉壳2和设置在炉壳2内侧的水冷结构3，在气化炉炉体1的顶部中心固定连接内构件支撑柱4，内构件支撑柱4沿气化炉炉体1的中轴线布置，用于固定支撑布置于气化炉炉体1内部的星型气体通道5和集气管6。在气化炉炉体1的顶部设置有过渡仓7，过渡仓7的顶部设置有进料口8，过渡仓的底部通过环形加料口9与气化炉炉体1连通。星型气体通道5的顶部与集气管6的一端连接，集气管6的另一端与设置在气化炉炉体1上部的煤气出口10连接。在气化炉炉体1顶部设置有氮气进口11。在气化炉炉体1的下部设置一圈气化剂喷嘴12，在水冷结构3的底部设置排渣口13。炉壳2的底部通过法兰与激冷室14固定连接。
进一步地，法兰的顶部通过支撑板15与排渣口13固定连接。
进一步地，炉壳2和水冷结构3均为圆筒状结构且上下两端均采用收口式布置。
进一步地，气化剂喷嘴12沿气化炉炉体1的周向分布且成对布置，每一对气化剂喷嘴12关于气化炉炉体1的中轴线对称。
进一步地，星型气体通道5为中空的板状结构，星型气体通道5为多个且沿周向固定分布在内构件支撑柱4上。
进一步地，水冷结构3内侧布置有耐火材料，在不同高度上布置的耐火材料不同，水冷结构3下部所布置的耐火材料需具有较强的导热性能，且具有较强的抗炉渣和铁水侵蚀的能力，优选刚玉、高铬、碳化硅或氮化硅等；水冷结构3中上部采用的耐火材料需具有绝热性能的耐火材料，可选用粘土质、高铝质、硅藻土、硅酸钙或硅质。
本发明的工作过程及原理如下：(1)气化原料由气化炉炉体1顶部的环形加料口9进入炉内，与星型气体通道5中的高温气体通过壁面进行间接换热，发生干燥和干馏过程，干燥产生的水蒸气与干馏产生的焦油随原料一起下行至气化和燃烧段。(2)气化剂通过气化剂喷嘴12加入气化炉炉体1，与原料发生燃烧反应，形成高温区。产生的高温气体和下行的水蒸气一起在气化段内还原得到煤气产品，经过星型气体通道5汇集到集气管6，并通过煤气出口10排出气化炉炉体1。下行的煤焦油经过高温段后发生裂解和燃烧，产生的气体与煤气一起排出气化炉炉体。(3)从气化炉炉体1顶部的氮气进口11向炉内通入小股氮气，防止煤气在气化炉顶部累积，形成死区。(4)反应后的灰渣在高温区呈熔融状态，并在气化炉炉体1底部累积。累积的液渣在水冷结构3上冷凝，形成一层凝渣，能够起到以渣抗渣的作用，延长熔渣区耐火材料和水冷结构3的使用寿命。(5)当液渣累积到一定的量后，通过气化炉炉体1底部的排渣口13排入激冷室内14，在激冷室14内通过冷却液迅速冷却为玻璃态的冷凝渣，最终排出气化炉炉体1。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (5)

1.一种中段出气的新型固定床熔渣气化装置，其特征在于：包括气化炉炉体，所述气化炉炉体包括炉壳和设置在所述炉壳内侧的水冷结构，在所述气化炉炉体的顶部中心固定连接内构件支撑柱，所述内构件支撑柱沿所述气化炉炉体的中轴线布置，用于固定支撑布置于所述气化炉炉体内部的星型气体通道和集气管；在所述气化炉炉体的顶部设置有过渡仓，所述过渡仓的顶部设置有进料口，所述过渡仓的底部通过环形加料口与所述气化炉炉体连通；所述星型气体通道的顶部与所述集气管的一端连接，所述集气管的另一端与设置在所述气化炉炉体上部的煤气出口连接；在所述气化炉炉体顶部设置有氮气进口；在所述气化炉炉体的下部设置一圈气化剂喷嘴，在所述水冷结构的底部设置排渣口；所述炉壳的底部通过法兰与激冷室固定连接；
所述星型气体通道为中空的板状结构，所述星型气体通道为多个且沿周向固定分布在所述内构件支撑柱上；
气化原料由气化炉炉体顶部的环形加料口进入炉内，与星型气体通道中的高温气体通过壁面进行间接换热，发生干燥和干馏过程，干燥产生的水蒸气与干馏产生的焦油随原料一起下行至气化和燃烧段；
气化剂通过气化剂喷嘴加入气化炉炉体，与原料发生燃烧反应，形成高温区；
产生的高温气体和下行的水蒸气一起在气化段内还原得到煤气产品，经过星型气体通道汇集到集气管，并通过煤气出口排出气化炉炉体；
下行的煤焦油经过高温段后发生裂解和燃烧，产生的气体与煤气一起排出气化炉炉体；
所述水冷结构的内侧布置有耐火材料。
2.如权利要求1所述的一种中段出气的新型固定床熔渣气化装置，其特征在于：所述法兰的顶部通过支撑板与所述排渣口固定连接。
3.如权利要求1所述的一种中段出气的新型固定床熔渣气化装置，其特征在于：所述炉壳和水冷结构均为圆筒状结构且上下两端均采用收口式布置。
4.如权利要求1所述的一种中段出气的新型固定床熔渣气化装置，其特征在于：所述气化剂喷嘴沿所述气化炉炉体的周向分布且成对布置，每一对气化剂喷嘴关于所述气化炉炉体的中轴线对称。
5.如权利要求1所述的一种中段出气的新型固定床熔渣气化装置，其特征在于：所述水冷结构下部所布置的耐火材料为刚玉、碳化硅或氮化硅，所述水冷结构中上部所布置的耐火材料为粘土质、高铝质、硅藻土、硅酸钙或硅质。
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