CN108251162A - 多烧嘴水煤浆气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多烧嘴水煤浆气化炉，多烧嘴水煤浆气化炉包括：壳体、中心组合烧嘴和多个工艺烧嘴，壳体具有水冷壁且限定出气化室、激冷室，气化室与激冷室连通，中心组合烧嘴设于壳体的顶部中心，且伸入到气化室，多个工艺烧嘴环绕中心组合烧嘴设于壳体的顶部，工艺烧嘴的轴线与中心组合烧嘴的轴线的夹角为锐角。根据本发明实施例的多烧嘴水煤浆气化炉，通过设置中心组合烧嘴和多个工艺烧嘴，提升了多烧嘴水煤浆气化炉的处理水煤浆的能力，且可以避免工艺烧嘴将物料喷射到对面的水冷壁上，起到了保护水冷壁的作用，并可以降低烧嘴出口区域的温度，延长烧嘴的寿命。

Description

多烧嘴水煤浆气化炉

技术领域

本发明属于水煤浆气化炉制造领域，具体而言，涉及一种多烧嘴水煤浆气化炉。

背景技术

现有的水煤浆气化炉包括以下两种。一种是顶置式单烧嘴水煤浆气化炉，受制于单个烧嘴在保证雾化效果前提下有限的处理煤能力，目前顶置式单烧嘴气化炉最大也不超过2000t/d，较低的投煤量严重制约了水煤浆气化炉的大型化发展。

另一种是对置式多烧嘴水煤浆气化炉，这种气化炉的烧嘴两两平行地相对设置，烧嘴会将物料喷射到对面炉壁上，极大地降低了气化炉的安全性。而且，这种气化炉在运行过程中，平行相对设置的烧嘴喷射的火焰对撞后会对耐火材料造成损坏。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种拥有气化大量水煤浆的能力的多烧嘴水煤浆水冷壁气化炉。

根据本发明实施例的多烧嘴水煤浆水冷壁气化包括：壳体，所述壳体具有水冷壁且限定出气化室、激冷室，所述气化室与所述激冷室连通；

中心组合烧嘴和多个工艺烧嘴，所述中心组合烧嘴和设于所述壳体的顶部中心，且伸入到所述气化室，多个所述工艺烧嘴环绕所述中心组合烧嘴设于所述壳体的顶部，所述工艺烧嘴的轴线与所述中心组合烧嘴的轴线的夹角为锐角。

根据本发明实施例的多烧嘴水煤浆气化炉，通过设置中心组合烧嘴和多个工艺烧嘴，提高了气化系统的投煤量，进而提升了多烧嘴水煤浆气化炉的处理水煤浆的能力，且工艺烧嘴的轴线与中心组合烧嘴的轴线的夹角为锐角，可以避免工艺烧嘴将物料喷射到对面的水冷壁上，进而起到了保护水冷壁的作用，且中心组合烧嘴和多个工艺烧嘴喷出的物料在气化室内发生碰撞后，形成旋转向下的流态，使气流向下，从而降低烧嘴出口区域的温度，延长烧嘴的寿命，并且也可以防止烧嘴喷射出的火焰对撞后对耐火材料的损坏。

在一些实施例中，所述中心组合烧嘴的轴线沿竖直方向。

在一些实施例中，多个所述工艺烧嘴的轴线位于以所述中心组合烧嘴的轴线为中轴线的圆锥的锥面上且相互间隔开。

在一些实施例中，多个所述工艺烧嘴绕所述中心组合烧嘴的周向均匀间隔设置。

在一些实施例中，所述工艺烧嘴的轴线与所述中心组合烧嘴的轴线的夹角为α，满足：0°＜α≤60°。

在一些实施例中，满足：30°≤α≤45°。

在一些实施例中，所述壳体包括外壳和内壳，所述内壳设于所述外壳内，且包括所述水冷壁，所述中心组合烧嘴和所述工艺烧嘴贯穿所述外壳和所述内壳，所述中心组合烧嘴和所述工艺烧嘴设置在所述外壳的顶部法兰盖或所述外壳的上部。

在一些实施例中，所述内壳包括顺次连接的上水冷壁、主水冷壁、下水冷壁，所述上水冷壁设在所述气化室的上部，所述上水冷壁绕所述中心组合烧嘴和所述工艺烧嘴设置，所述下冷壁设在气化室的下部，所述下水冷壁绕排渣口设置。

在一些实施例中，所述水冷壁为膜式水冷壁，且包括：多个冷却水管，多个所述冷却水管沿所述内壳的周向间隔设置且贴合在所述内壳的外表面，相邻两个所述冷却水管之间连接有散热鳍片；上集箱和下集箱，所述上集箱设在所述内壳的上方且分别与多个所述冷却水管的上端相连，所述下集箱设在内壳的下方且分别与多个所述冷却水管的下端相连，所述上集水箱上设有冷却水出口，所述下集水箱上设有冷却水进口。

在一些实施例中，所述激冷室设于所述外壳下部，且设有激冷水分布器、下降管，所述激冷水分布器设在所述激冷室的上部，所述下降管的上端与所述下水冷壁相连。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的多烧嘴水煤浆气化炉的结构示意图。

附图标记：

多烧嘴水煤浆气化炉100；

壳体1；内壳11；上水冷壁111；主水冷壁112；下水冷壁113；气化室114；激冷室115；激冷水分布器1151；下降管1152；外壳12；

中心组合烧嘴2；

工艺烧嘴3。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据图1描述根据本发明实施例的多烧嘴水煤浆气化炉100，如图1所示，根据本发明实施例的多烧嘴水煤浆气化炉100包括壳体1、中心组合烧嘴2和多个工艺烧嘴3。

壳体1具有水冷壁且限定出气化室114、激冷室115，气化室114与激冷室115连通，中心组合烧嘴2设于壳体1的顶部中心，且伸入到气化室114，多个工艺烧嘴3环绕中心组合烧嘴2设于壳体1的顶部，工艺烧嘴3的轴线与中心组合烧嘴2的轴线的夹角为锐角，工艺烧嘴3的轴线从上到下向中心倾斜。

下面根据图1所示，描述根据本发明实施例的多烧嘴水煤浆气化炉100工作过程及工作原理。

多烧嘴水煤浆气化炉100的工作原理是：在多烧嘴水煤浆气化炉100中，水煤浆与氧气发生燃烧气化反应，在高温高压环境下生成主要成份为一氧化碳和氢气的合成气。

多烧嘴水煤浆气化炉100的工作过程是：由中心组合烧嘴2完成点火烘炉升温，多烧嘴水煤浆气化炉100内具备可以投料的温度的压力后，由中心组合烧嘴2将氧气和煤浆到通入到气化室114，以完成最初的投料过程，最初投料在气化室114内发生燃烧气化反应的温度压力稳定后，再由多个工艺烧嘴3完成其后的投料过程。由于工艺烧嘴3的轴线与中心组合烧嘴2的轴线的夹角为锐角，在中心组合烧嘴2和环绕中心组合烧嘴2布置的多个工艺烧嘴3共同作用下，所有烧嘴喷出的物料在气化室114内发生碰撞后，形成旋转向下的流态。气流向下可以降低烧嘴出口区域的温度，延长烧嘴的寿命，使气化室114内火焰的充满度较好，温度场也较为均匀，气流旋转可以延长反应物料在反应室内的停留时间，提高炉内的气化能力，并且也可以防止烧嘴喷射出的火焰对撞后对耐火材料的损坏。

根据本发明实施例的多烧嘴水煤浆气化炉100，通过设置中心组合烧嘴2和多个工艺烧嘴3，提高了气化系统的投煤量，进而提升了多烧嘴水煤浆气化炉100的处理水煤浆的能力，且工艺烧嘴3的轴线与中心组合烧嘴2的轴线的夹角为锐角，可以避免工艺烧嘴3将物料喷射到对面的水冷壁上，进而起到了保护水冷壁的作用，且中心组合烧嘴2和多个工艺烧嘴3喷出的物料在气化室114内发生碰撞后，形成旋转向下的流态，使气流向下，从而降低烧嘴出口区域的温度，延长烧嘴的寿命，且气流旋转可以延长反应物料在反应室内的停留时间。

如图1所示，中心组合烧嘴2的轴线沿竖直方向，在一些具体的实施例中，中心组合烧嘴2内设有多个通道，水煤浆、氧气和燃料气均有专门的通道。

多个工艺烧嘴3的轴线位于以中心组合烧嘴2的轴线为中轴线的圆锥的锥面上且相互间隔开，换言之，以中心组合烧嘴2的轴线限定出圆锥，多个工艺烧嘴3的轴线位于该圆锥的锥面上，且相邻两个工艺烧嘴3的轴线之间形成一定的夹角，在一些可选地实施例中，根据多烧嘴水煤浆气化炉100的设计负荷大小，工艺烧嘴3可以为2个或4个。

多个工艺烧嘴3绕中心组合烧嘴2的周向均匀间隔设置，这样，可以使所有烧嘴喷出的物料在气化室114内发生碰撞后，形成旋转向下的流态，且使上述流态可以竖直的流向激冷室115，可以防止物料在汇聚在一起后，喷射向水冷壁，进一步保护了水冷壁。

可选地，工艺烧嘴3的轴线与所述中心组合烧嘴2的轴线的夹角为α，满足：0°＜α≤60°。

进一步地，工艺烧嘴3的轴线与所述中心组合烧嘴2的轴线的夹角为α，满足：30°≤α≤45°，这样，α的角度可以更好的防止物料喷射在水冷壁上，由于水冷壁上可以涂有耐火材料，α的角度也可以防止烧嘴喷射出的火焰对撞后对耐火材料的损坏，提高了多烧嘴水煤浆气化炉100的安全性。

如图1所示，在一些具体的实施例中，壳体1包括外壳12和内壳11，内壳11设于外壳12内，且内壳11包括水冷壁，中心组合烧嘴2和工艺烧嘴3贯穿外壳12和内壳11，中心组合烧嘴2和工艺烧嘴3设置在外壳12的顶部法兰盖或外壳12的上部。

具体地，外壳12可以用于容纳并保护多烧嘴水煤浆气化炉100的各个组件，内壳11可以由膜式水冷壁构成，且水冷壁可以包括多个冷却水管、上集箱和下集箱，多个冷却水管沿内壳11的周向间隔设置且贴合在内壳11的外表面，相邻两个冷却水管之间连接有散热鳍片，上集箱设在内壳11的上方且分别与多个冷却水管的上端相连，冷却水管内均通入饱和状态的锅炉水，通过汽包可以产生蒸汽。下集箱设在内壳11的下方且分别与多个冷却水管的下端相连，上集水箱上设有冷却水出口，下集水箱上设有冷却水进口。

中心组合烧嘴2和多个工艺烧嘴3可以设在外壳12的顶部中心，并伸入内壳11到由内壳11限定出的气化室114内。

如图1所示，内壳11包括顺次连接的上水冷壁111、主水冷壁112、下水冷壁113，上水冷壁111设在气化室114的上部，上水冷壁111绕中心组合烧嘴2和工艺烧嘴3设置，下水冷壁113设在气化室114的下部，下水冷壁113绕排渣口设置。

可选地，内壳11由水冷壁构成，内壳11上部烧嘴伸入处为盘管形上水冷壁111，中间为直筒形主水冷壁112，内壳11下部排渣口为盘管形下水冷壁113。

主水冷壁112上可以涂有耐高温材料，此耐高温材料能快速地将气化室114内燃烧产生的热量传递给冷却水管，并使炉渣在耐火材料表面形成固态渣层，起到保护耐火材料的作用。

激冷室115设于外壳12下部，且设有激冷水分布器1151、下降管1152，激冷水分布器1151设在激冷室115的上部，下降管1152的上端与下水冷壁113相连。

气化室114内产生的粗煤气和灰渣通过下水冷壁113，沿激冷水分布器1151和下降管1152顺流而下进入激冷室115。经过激冷室115水浴冷却降温后，粗煤气通过出口管线进入后处理工段，炉渣通过激冷室115底部排出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种多烧嘴水煤浆气化炉，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有水冷壁且限定出气化室、激冷室，所述气化室与所述激冷室连通；

中心组合烧嘴和多个工艺烧嘴，所述中心组合烧嘴设于所述壳体的顶部中心，且伸入到所述气化室，多个所述工艺烧嘴环绕所述中心组合烧嘴设于所述壳体的顶部，所述工艺烧嘴的轴线与所述中心组合烧嘴的轴线的夹角为锐角。

2.根据权利要求1所述的多烧嘴水煤浆气化炉，其特征在于，所述中心组合烧嘴的轴线沿竖直方向。

3.根据权利要求2所述的多烧嘴水煤浆气化炉，其特征在于，多个所述工艺烧嘴的轴线位于以所述中心组合烧嘴的轴线为中轴线的圆锥的锥面上且相互间隔开。

4.根据权利要求3所述的多烧嘴水煤浆气化炉，其特征在于，多个所述工艺烧嘴绕所述中心组合烧嘴的周向均匀间隔设置。

5.根据权利要求1所述的多烧嘴水煤浆气化炉，其特征在于，所述工艺烧嘴的轴线与所述中心组合烧嘴的轴线的夹角为α，满足：0°＜α≤60°。

6.根据权利要求5所述的多烧嘴水煤浆气化炉，其特征在于，满足：30°≤α≤45°。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的多烧嘴水煤浆气化炉，其特征在于，所述壳体包括外壳和内壳，所述内壳设于所述外壳内，且包括所述水冷壁，所述中心组合烧嘴和所述工艺烧嘴贯穿所述外壳和所述内壳，所述中心组合烧嘴和所述工艺烧嘴设置在所述外壳的顶部法兰盖或所述外壳的上部。

8.根据权利要求7所述的多烧嘴水煤浆气化炉，其特征在于，所述内壳包括顺次连接的上水冷壁、主水冷壁、下水冷壁，所述上水冷壁设在所述气化室的上部，所述上水冷壁绕所述中心组合烧嘴和所述工艺烧嘴设置，所述下冷壁设在气化室的下部，所述下水冷壁绕排渣口设置。

9.根据权利要求7所述的多烧嘴水煤浆气化炉，其特征在于，所述水冷壁为膜式水冷壁，且包括：

多个冷却水管，多个所述冷却水管沿所述内壳的周向间隔设置且贴合在所述内壳的外表面，相邻两个所述冷却水管之间连接有散热鳍片；

上集箱和下集箱，所述上集箱设在所述内壳的上方且分别与多个所述冷却水管的上端相连，所述下集箱设在内壳的下方且分别与多个所述冷却水管的下端相连，所述上集水箱上设有冷却水出口，所述下集水箱上设有冷却水进口。

10.根据权利要求7所述的多烧嘴水煤浆气化炉，其特征在于，所述激冷室设于所述外壳下部，且设有激冷水分布器、下降管，所述激冷水分布器设在所述激冷室的上部，所述下降管的上端与所述下水冷壁相连。