CN109022044B - 一种煤气化反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种煤气化反应装置，包括流化床气化炉、气固分离装置及返料管，所述流化床气化炉包括炉体和设置在炉体上的排气管；所述排气管用于将炉体内煤气化反应产生的粗煤气导入到气固分离装置中；所述气固分离装置用于分离粗煤气中的飞灰；所述返料管用于将气固分离装置分离出的飞灰返送至炉体内；所述炉体底部设有中心射流管；所述中心射流管用于提供飞灰气化所需的蒸汽和氧气；其特征在于，所述中心射流管的出口处设有球型帽盖；所述球型帽盖上设有若干气孔，所述球型帽盖与中心射流管之间采用可拆卸连接。

Description

一种煤气化反应装置

技术领域

本发明涉及一种反应装置，特别是一种煤气化反应装置。

背景技术

煤气化技术是指把经过适当处理的煤送入反应器如气化炉内,在一定的温度和压力下,通过气化剂(空气或氧气和蒸气)以一定的流动方式(移动床、流化床或携带床)转化成气体，得到粗制水煤汽，通过后续脱硫脱碳等工艺可以得到精制一氧化碳气。流化床气化技术是煤气化技术的一种，它是以粒度为0-10mm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。

但是，在流化床工艺中，所产生的煤气夹带飞灰的含碳量较高，如果不对飞灰进行处理会造成能源的浪费。现有技术通过将飞灰通过返灰系统送回气化炉再次气化的方法对其进行处理，例如一种煤气化反应装置，专利号为CN201520048964.3，在该项专利技术中，飞灰由反灰单元导入气化炉底部的飞灰气化区进行二次气化，其飞灰气化区的温度与气速与气化反应区相比较较高，飞灰能够充分气化，且飞灰气化区为负压，飞灰更加容易进入气化炉内，但是，飞灰气化区的气速过高容易将飞灰带上气化反应区，飞灰在飞灰气化区停留时间短，导致飞灰转化率低。而且，气化剂由反应装置的底部进入，从高温的飞灰气化区穿过，到达气化反应区底部的气化剂温度比气化反应区的温度高，气化区底部由于温度过高而容易发生结渣现象。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种煤气化反应装置，能够使飞灰在气化装置中有效的转化。

本发明采用的技术方案如下：

一种煤气化反应装置，包括流化床气化炉、气固分离装置及返料管，所述流化床气化炉包括炉体和设置在炉体上的排气管；所述排气管用于将炉体内煤气化反应产生的粗煤气导入到气固分离装置中；所述气固分离装置用于分离粗煤气中的飞灰；所述返料管用于将气固分离装置分离出的飞灰返送至炉体内；所述炉体底部设有中心射流管；所述中心射流管用于提供飞灰气化所需的蒸汽和氧气；其特征在于，所述中心射流管的出口处设有球型帽盖；所述球型帽盖上设有若干气孔，所述球型帽盖与中心射流管之间采用可拆卸连接。

煤气化反应是在高温高压下进行的，为使气化剂能顺利的进入气化炉中参与反应，气化剂必须加压后再通入气化炉内，加压后的气化剂流速较高，容易将即将气化的飞灰向上带出飞灰气化区，飞灰在飞灰气化区停留时间短。在中心射流管的出口处设有球型帽盖，能够使高速的气化剂向中心射流管四周发散，避免气化剂将飞灰带入炉体上部的煤气化反应区，使飞灰大量聚集在飞灰气化区进行反应，同时使气化剂与飞灰充分接触，增加飞灰碳转化率。

进一步的，所述返料管的进口与气固分离装置连接，其出口贯穿炉体侧壁下部并延伸至炉体内部；所述球型帽盖位于返料管的出口处。

进一步的，所述炉体下部设有排渣管；所述排渣管上方设有倒锥形气体分布器；所述排渣管贯穿气体分布器与炉体上部空间连通；所述返料管的出口位于排渣管与气体分布器的连接处；所述中心射流管位于排渣管的内部；所述排渣管的下方设有气化剂进气管。

由于上述结构，气化剂由气化炉底部进入，在气体分布器的作用下均匀分布在炉体径向面的各个部分垂直上升。

进一步的，所述炉体内上方设有第一多孔板和第二多孔板；所述第一多孔板和第二多孔板之间设有布气管；所述布气管下端贯穿第一多孔板与炉体内下部空间连通，其上端封口固定连接在第二多孔板上；所述布气管上均匀设有若干个气孔。

上述结构中，布气管的作用是将由底部上升的气化剂均匀分布到煤气化反应区的各个部分，避免高温气化剂大量聚集在煤气化反应区底部而造成结渣现象。第一多孔板位于气体分布器的上方。

进一步的，所述第一多孔板与第二多孔板之间的炉体侧壁上设有煤料进口；所述煤料进口的下方设有挡流板；所述挡流板固定连接在炉体内侧壁上。

上述结构中，挡流板的作用是避免高速流动的气化剂在煤料进口形成气封，使煤料更加顺利的进入炉体内进气气化反应。

进一步的，所述第一多孔板与气体分布器之间设有冷却管；所述冷却管内通有冷却水，用于对垂直向上的高温气化剂进行降温。

由于飞灰气化区的温度高于煤气化反应区，所以到达煤气化反应区即第一多孔板下方的气化剂温度要高于煤气化反应区，冷却管的作用是避免气化剂温度过高而造成结渣。

进一步的，所述气体分布器、第一多孔板和第二多孔板均与炉体内侧壁之间采用可拆卸连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、在本发明中，在中心射流管的出口处设有球型帽盖，能够使高速的气化剂向中心射流管四周发散，避免飞灰进入炉体上部的煤气化反应区，使飞灰大量聚集在飞灰气化区进行反应，同时使气化剂与飞灰充分接触，增加飞灰碳转化率；

2、在本发明中，在炉体上部设有布气管，将由底部上升的高温气化剂均匀分布到煤气化反应区的各个部分，避免高温气化剂大量聚集在煤气化反应区底部而造成结渣现象；

3、在本发明中，在煤料进口的下方设有挡流板，挡流板固定连接在炉体侧壁上，避免高速流动的气化剂在煤料进口形成气封，使煤料顺利的进入炉体内进气气化反应；

4、在本发明中，在第一多孔板与气体分布器之间设有冷却管；所述冷却管内通有冷却水，用于对垂直向上的高温气化剂进行降温，避免气化剂温度过高而造成结渣现象。

附图说明

图1是煤气化反应装置结构图；

图2是球型帽盖结构图；

图中标记：1-球型帽盖，2-气体分布器，3-冷却管，4-挡流板，5-煤料进口，6-炉体，7-排气管，8-第二多孔板，9-气固分离装置，10-布气管，11-第一多孔板，12-返料管，13-气化剂进气管，14-排渣管，15-中心射流管，16-出气球面，17-空心套筒，A-煤气化区，B-飞灰气化区。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种煤气化反应装置，包括流化床气化炉、气固分离装置9及返料管12，所述流化床气化炉包括炉体6和设置在炉体6上的排气管7；所述排气管7用于将炉体6内煤气化反应产生的粗煤气导入到气固分离装置9中；所述气固分离装置9用于分离粗煤气中的飞灰；所述返料管12用于将气固分离装置9分离出的飞灰返送至炉体6内；所述炉体6底部设有中心射流管15；所述中心射流管15用于提供飞灰气化所需的蒸汽和氧气；其特征在于，所述中心射流管15的出口处设有球型帽盖1；所述球型帽盖1上设有若干气孔，所述球型帽盖1与中心射流管15之间采用可拆卸连接。煤气化反应是在高温高压下进行的，为使气化剂能顺利的进入气化炉中参与反应，气化剂必须加压后再通入气化炉内，加压后的气化剂流速较高，容易将即将气化的飞灰向上带出飞灰气化区B，飞灰在飞灰气化区B停留时间短。在中心射流管15的出口处设有球型帽盖1，能够使高速的气化剂向中心射流管15四周发散，避免飞灰进入炉体6上部的煤气化区A，使飞灰大量聚集在飞灰气化区B进行反应，同时使气化剂与飞灰充分接触，增加飞灰碳转化率。所述球型帽盖1与中心射流管15之间采用螺纹连接，所述球型帽盖1包括出气球面16；所述出气球面16下部连接有空心套筒17；所述空心套筒17内部设有内螺纹；所述中心射流管15出口端设有外螺纹。所述返料管12的进口与气固分离装置9连接，其出口贯穿炉体6侧壁下部并延伸至炉体6内部；所述球型帽盖1位于返料管12的出口处。所述炉体6下部设有排渣管14；所述排渣管14上方设有倒锥形气体分布器2；所述排渣管14贯穿气体分布器2与炉体6上部空间连通；所述返料管12的出口位于排渣管14与气体分布器2的连接处；所述中心射流管15位于排渣管14的内部；所述排渣管14的下方设有气化剂进气管13。由于上述结构，气化剂由气化炉底部进入，在气体分布器2的作用下均匀分布在炉体6径向面的各个部分垂直上升。所述炉体6内上方设有第一多孔板11和第二多孔板8；所述第一多孔板11和第二多孔板8之间设有布气管10；所述布气管10下端贯穿第一多孔板11与炉体6内下部空间连通，其上端封口固定连接在第二多孔板8上；所述布气管10上均匀设有若干个气孔。布气管10的作用是将由底部上升的气化剂均匀分布到煤气化区A的各个部分，避免高温气化剂大量聚集在煤气化区A底部而造成结渣现象。第一多孔板11位于气体分布器2的上方。所述第一多孔板11与第二多孔板8之间的炉体侧壁上设有煤料进口5；所述煤料进口5的下方设有挡流板4；所述挡流板4固定连接在炉体6内侧壁上。挡流板4的作用是避免高速流动的气化剂在煤料进口5形成气封，使煤料更加顺利的进入炉体6内进气气化反应。所述第一多孔板11与气体分布器2之间设有冷却管3；所述冷却管3内通有冷却水，用于对垂直向上的高温气化剂进行降温。所述冷却管3为蛇形弯管，其进口和出口贯穿炉体6侧壁与炉体6外的水冷循环系统连通。由于飞灰气化区B的温度高于煤气化区A，所以到达煤气化区A即第一多孔板11下方的气化剂温度要高于煤气化区A，冷却管3的作用是避免气化剂温度过高而造成结渣。所述气体分布器2、第一多孔板11和第二多孔板8均与炉体6内侧壁之间采用可拆卸连接。气体分布器2、第一多孔板11和第二多孔板8均为盘状结构，其外缘均与炉体6内侧壁固定连接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种煤气化反应装置，包括流化床气化炉、气固分离装置（9）及返料管（12），所述流化床气化炉包括炉体（6）和设置在炉体（6）上的排气管（7）；所述排气管（7）用于将炉体（6）内煤气化反应产生的粗煤气导入到气固分离装置（9）中；所述气固分离装置（9）用于分离粗煤气中的飞灰；所述返料管（12）用于将气固分离装置（9）分离出的飞灰返送至炉体（6）内；所述炉体（6）底部设有中心射流管（15）；所述中心射流管（15）用于提供飞灰气化所需的蒸汽和氧气；其特征在于，所述中心射流管（15）的出口处设有球型帽盖（1）；所述球型帽盖（1）上设有若干气孔，所述球型帽盖（1）与中心射流管（15）之间采用可拆卸连接；

所述返料管（12）的进口与气固分离装置（9）连接，其出口贯穿炉体（6）侧壁下部并延伸至炉体（6）内部；所述球型帽盖（1）位于返料管（12）的出口处；

所述炉体（6）内上方设有第一多孔板（11）和第二多孔板（8）；所述第一多孔板（11）和第二多孔板（8）之间设有布气管（10）；所述布气管（10）下端贯穿第一多孔板（11）与炉体（6）内下部空间连通，其上端封口固定连接在第二多孔板（8）上；所述布气管（10）上均匀设有若干个气孔；

所述炉体（6）下部设有排渣管（14）；所述排渣管（14）上方设有倒锥形气体分布器（2）；所述第一多孔板（11）与气体分布器（2）之间设有冷却管（3）；所述冷却管（3）内通有冷却水，用于对垂直向上的高温气化剂进行降温。

2.如权利要求1所述的煤气化反应装置，其特征在于，所述排渣管（14）贯穿气体分布器（2）与炉体（6）上部空间连通；所述返料管（12）的出口位于排渣管（14）与气体分布器（2）的连接处；所述中心射流管（15）位于排渣管（14）的内部；所述排渣管（14）的下方设有气化剂进气管（13）。

3.如权利要求1所述的煤气化反应装置，其特征在于，所述第一多孔板（11）与第二多孔板（8）之间的炉体侧壁上设有煤料进口（5）；所述煤料进口（5）的下方设有挡流板（4）；所述挡流板（4）固定连接在炉体（6）内侧壁上。

4.如权利要求1所述的煤气化反应装置，其特征在于，所述气体分布器（2）、第一多孔板（11）和第二多孔板（8）均与炉体（6）内侧壁之间采用可拆卸连接。