CN115287094A - 气化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了气化炉，包括烧嘴、承压壳体、燃烧室内件、热回收内件、隔板、第二密封装置、第一密封装置、第二固定装置、第一固定装置、渣出口以及粗煤气出口；所述承压壳体的顶部设置有所述烧嘴，所述承压壳体内自上而下依次设置有所述燃烧室内件和所述热回收内件，所述承压壳体的侧壁下端设置有所述粗煤气出口，所述承压壳体的底部设置有所述渣出口；其中：所述燃烧室内件的内部、所述热回收内件的内部及所述隔板以下的所述承压壳体的内部形成第一密封系统；所述燃烧室内件的外部、所述热回收内件的外部及所述隔板以上的所述承压壳体的内部形成第二密封系统。
Description
技术领域
本发明涉及气化技术领域，具体涉及气化炉。
背景技术
含碳物料的气化反应需要在1200℃以上的高温条件下完成，加压气化可以提高气化炉产能，提高能量转换效率，热回收内件可以将高温煤气的显热进一步回收，提高能量利用率。
现有技术中的气化炉：
1、壳体都需要堆焊奥氏体不锈钢，废锅也需要选取奥氏体不锈钢、镍基合金等高端材质，以避免壳体及热回收内件外侧的酸性湿气腐蚀。
2、燃烧室内件及热回收内件与壳体形成的环形空间没有密封，导致高温粗煤气走短路，从膨胀缝隙窜至环腔，气化系统压力波动过程中常发生超温现象，威胁气化炉运行安全。
3、从膨胀缝隙窜出的高温粗煤气含有未被洗涤的干灰颗粒，干灰在燃烧室内件及热回收室内件的外侧累积，干灰中含有硫、氯等腐蚀性物质，在湿环境中局部浓度过高，导致燃烧室内件和热回收内件孔蚀或者开裂，威胁气化炉运行安全。
4、在检修中，环形空间内的积灰必须定期进入清理，环形空间至少需要500mm的距离，无形中增大了承压壳体的直径，设备造价提高。
5、气化炉承压壳体设计时，需要考虑窜气温度工况，往往承压壳体设计温度选取较高，壳体计算壁厚偏厚，同时，承压壳体内壁必须设置隔热浇注料以避免承压壳体局部过烧发生鼓包甚至爆炸。
发明内容
为此，本发明提供气化炉，以解决现有技术中的上述问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
根据本发明的第一方面，气化炉，包括烧嘴、承压壳体、燃烧室内件、热回收内件、隔板、第二密封装置、第一密封装置、第二固定装置、第一固定装置、渣出口以及粗煤气出口；
所述承压壳体的顶部设置有所述烧嘴，所述承压壳体内自上而下依次设置有所述燃烧室内件和所述热回收内件，所述承压壳体的侧壁下端设置有所述粗煤气出口，所述承压壳体的底部设置有所述渣出口；
其中：
所述燃烧室内件的内部、所述热回收内件的内部及所述隔板以下的所述承压壳体的内部形成第一密封系统；
所述燃烧室内件的外部、所述热回收内件的外部及所述隔板以上的所述承压壳体的内部形成第二密封系统。
进一步地，所述燃烧室内件以及所述热回收内件内的冷却介质均为闭路循环运行。
进一步地，所述第二密封装置和所述第一密封装置的密封形式均为填料密封或柔性补偿器。
进一步地，所述第一固定装置位于所述热回收内件的上部；所述第一密封装置位于所述热回收内件的下部。
进一步地，所述第二固定装置位于所述燃烧室内件的上部或顶部；所述第二密封装置位于所述燃烧室内件的下部。
进一步地，所述第二固定装置位于所述燃烧室内件的下部；所述第二密封装置位于所述燃烧室内件的顶部。
进一步地，含碳物料和气化剂由所述烧嘴进入所述第一密封系统，自上而下地完成燃烧、热回收、降温洗涤过程；产物粗煤气经所述粗煤气出口送至后工段，产物灰渣经所述渣出口排出气化炉。
进一步地，所述承压壳体的侧壁上端设置有所述干气入口；干燥气体作为压力平衡气体由所述干气入口进入所述第二密封系统。
进一步地，还包括压力平衡部件，所述隔板上设置有所述压力平衡部件，所述第一密封系统与所述第二密封系统的压力差不超过0.5MPa。
本发明具有如下优点：双密封气化炉可以实现气化炉内干湿分离，高温低温隔绝、承受高温的内件不承受高压，承受高压的承压壳体不承受高温。隔板以上的气化炉承压壳体没有酸性湿气的腐蚀环境，不再需要堆焊奥氏体不锈钢，可降低费用约300万元，缩短1/4的设备制造周期。热回收内件材质可降低至铬钼钢，降低设备成本约800万元。气化炉承压壳体壁厚等级降低，降低设备成本150万元。气化炉环形空间不会有高温粗煤气窜出的可能，承压壳体不会有局部超温的安全风险。燃烧室内件和热回收内件外侧不会有干灰累积，没有内件孔蚀或者开裂的可能，气化炉本质安全。同时，气化炉环形空间的设置不必考虑检修而且不必设置浇注料层，在承压壳体不变的情况下，可以设置更大换热面积的热回收内件，提高气化炉的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明一些实施例提供的气化炉的剖面图。
图2为本发明第一类的一些实施例提供的气化炉的内部结构图。
图3为本发明第二类的一些实施例提供的气化炉的内部结构图。
图中：1、烧嘴，2、承压壳体，3、燃烧室内件，4、热回收内件，6、隔板，7、第二密封装置，8、第一密封装置，9、第二固定装置，10、第一固定装置，21、干气入口，22、渣出口，23、粗煤气出口。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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做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。
如图1至图3所示，本发明第一方面实施例中的气化炉，包括烧嘴1、承压壳体2、燃烧室内件3、热回收内件4、隔板6、第二密封装置7、第一密封装置8、第二固定装置9、第一固定装置10、渣出口22以及粗煤气出口23；承压壳体2的顶部设置有烧嘴1，承压壳体2内自上而下依次设置有燃烧室内件3和热回收内件4，承压壳体2的侧壁下端设置有粗煤气出口23，承压壳体2的底部设置有渣出口22；其中：燃烧室内件3的内部、热回收内件4的内部及隔板6以下的承压壳体2的内部形成第一密封系统；燃烧室内件3的外部、热回收内件4的外部及隔板6以上的承压壳体2的内部形成第二密封系统。
上述实施例达到的技术效果为：双密封气化炉可以实现气化炉内干湿分离，高温低温隔绝、承受高温的内件不承受高压，承受高压的承压壳体2不承受高温；隔板6以上的承压壳体2、燃烧室内件3的外侧和热回收内件4的外侧不接触酸性湿气的腐蚀环境，不会有干灰累积；运行中不会发生环形空间窜气的危险情况，本质安全。
可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，燃烧室内件3以及热回收内件4内的冷却介质均为闭路循环运行。
上述可选的实施例的有益效果为：使得燃烧室内件3及热回收内件4内冷却介质的压力独立控制高于气化炉内粗煤气压力，防止出现粗煤气泄露至冷却介质系统内的极端工况。
可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，第二密封装置7和第一密封装置8的密封形式均为填料密封或柔性补偿器。
上述可选的实施例的有益效果为：密封装置在保证燃烧室内件3和热回收内件4自然伸缩的前提下，起到密封作用；根据气化炉需要的运行压力，可以选择不同的密封形式。
可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，第一固定装置10位于热回收内件4的上部；第一密封装置8位于热回收内件4的下部。
可选的，如图2所示，在一些实施例中，第二固定装置9位于燃烧室内件3的上部或顶部；第二密封装置7位于燃烧室内件3的下部。
上述可选的实施例的有益效果为：参见附图2，气化炉在开停过程中，由于温度变化，燃烧室内件3和热回收内件4会发生一定的线性膨胀或收缩。第二固定装置9位于燃烧室内件3的上部或顶部，第一固定装置10位于热回收内件4的上部。燃烧室内件3的自然膨胀量全部集中于燃烧室内件3的下部和热回收内件的上部的交接处，第一密封装置8对交接处进行密封；热回收内件3的自然膨胀量全部集中于热回收内件3的下部和隔板6的交接处，第二密封装置7对交接处进行密封。
可选的，如图3所示，在一些实施例中，第二固定装置9位于燃烧室内件3的下部；第二密封装置7位于燃烧室内件3的顶部。
上述可选的实施例的有益效果为：参见附图3，第二固定装置9位于燃烧室内件3的下部，第一固定装置10位于热回收内件4的上部。第一固定装置10与第二固定装置9之间距离接近，其轴向线膨胀量可忽略。燃烧室内件3的自然膨胀量全部集中于燃烧室内件3的顶部与承压壳体2顶部交接处，第一密封装置8对交接处进行密封；热回收内件3的自然膨胀量全部集中于热回收内件3的下部和隔板6的交接处，第二密封装置7对交接处进行密封。
可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，第一密封系统与第二密封系统的压力差不超过0.5MPa。
可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，还包括压力平衡部件，隔板6上设置有压力平衡部件。
上述可选的实施例的有益效果为：保护燃烧室内件和热回收内件，不会因压差过大导致刚性体失稳。
可选的，如图1至图3所示，在一些实施例中，煤或其他含碳物料和气化剂由烧嘴1进入第一密封系统，自上而下地完成燃烧、热回收、降温洗涤过程；产物粗煤气经粗煤气出口23送至后工段，产物灰渣经渣出口22排出气化炉；承压壳体2的侧壁上端设置有干气入口21；高压氮气或其他干燥气体作为压力平衡气体由干气入口21进入第二密封系统。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
Claims (9)
1.气化炉，其特征在于，包括烧嘴(1)、承压壳体(2)、燃烧室内件(3)、热回收内件(4)、隔板(6)、第二密封装置(7)、第一密封装置(8)、第二固定装置(9)、第一固定装置(10)、渣出口(22)以及粗煤气出口(23)；
所述承压壳体(2)的顶部设置有所述烧嘴(1)，所述承压壳体(2)内自上而下依次设置有所述燃烧室内件(3)和所述热回收内件(4)，所述承压壳体(2)的侧壁下端设置有所述粗煤气出口(23)，所述承压壳体(2)的底部设置有所述渣出口(22)；
其中：
所述燃烧室内件(3)的内部、所述热回收内件(4)的内部及所述隔板(6)以下的所述承压壳体(2)的内部形成第一密封系统；
所述燃烧室内件(3)的外部、所述热回收内件(4)的外部及所述隔板(6)以上的所述承压壳体(2)的内部形成第二密封系统。
2.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述燃烧室内件(3)以及所述热回收内件(4)内的冷却介质均为闭路循环运行。
3.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述第二密封装置(7)和所述第一密封装置(8)的密封形式均为填料密封或柔性补偿器。
4.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述第一固定装置(10)位于所述热回收内件(4)的上部；所述第一密封装置(8)位于所述热回收内件(4)的下部。
5.根据权利要求4所述的气化炉，其特征在于，所述第二固定装置(9)位于所述燃烧室内件(3)的上部或顶部；所述第二密封装置(7)位于所述燃烧室内件(3)的下部。
6.根据权利要求4所述的气化炉，其特征在于，所述第二固定装置(9)位于所述燃烧室内件(3)的下部；所述第二密封装置(7)位于所述燃烧室内件(3)的顶部。
7.根据权利要求5或6所述的气化炉，其特征在于，含碳物料和气化剂由所述烧嘴(1)进入所述第一密封系统，自上而下地完成燃烧、热回收、降温洗涤过程；产物粗煤气经所述粗煤气出口(23)送至后工段，产物灰渣经所述渣出口(22)排出气化炉。
8.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述承压壳体(2)的侧壁上端设置有所述干气入口(21)；干燥气体作为压力平衡气体由所述干气入口(21)进入所述第二密封系统。
9.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，还包括压力平衡部件，所述隔板(6)上设置有所述压力平衡部件，所述第一密封系统与所述第二密封系统的压力差不超过0.5MPa。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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