CN1226395C - 两段式干煤粉气化炉 - Google Patents

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Abstract

该气化炉具有上下两段炉膛，在下炉膛段约80%的干煤粉与氧气和蒸汽发生气化反应，在上炉膛段喷入约20%的干煤粉和蒸汽，其与下炉膛段生成的高温煤气进行热解和气化反应后，可使煤气的可燃成分增加，热值提高，并使高温煤气得到冷却，有助于煤气中的熔融态灰渣凝固并从煤气中分离出来。本发明的碳转化率、冷煤气效率及总热效率均比现有的气化炉高，其产品适用于煤气化发电、化工合成等系统。

Description

两段式干煤粉气化炉
本发明内容属于煤气化设备领域，涉及一种干煤粉气化炉。
现有技术中，荷兰Shell和德国Prenflo气化炉均为以干煤粉形式进料的气化装置，但它们只有一级气化反应，为了让高温煤气中的熔融态灰渣凝固以免使煤气冷却器堵塞，不得不采用后续工艺中大量的冷煤气对高温煤气进行急冷，方可使高温煤气由1400℃冷却到900℃，其热量损失很大，气化炉的碳转化率、冷煤气效率和总热效率等指标均比较低。
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种结构合理、使用寿命长并具有较高碳转化率、冷煤气效率及总热效率的两段式干煤粉气化炉。
为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的：所提供的两段式干煤粉气化炉的外壳为一直立圆筒，具有一个上端带煤气出口的上炉膛和一个与上炉膛连通且下端带渣口的下炉膛；下炉膛是第一反应区，为一个两端窄中间宽的腔体，在下炉膛壁上对称开有四个输送煤粉、水蒸气和氧气的进口，在上炉膛的壁上对称开有两个输送煤粉和水蒸气的进口；上炉膛的内径小于下炉膛的内径，上炉膛的高度大于下炉膛的高度；在炉体底部设有熔渣冷却池和排渣系统。
与现有技术相比，本发明的创新点是：将气化炉膛分为两段，在下炉膛段(第一反应区)，约80％的干煤粉与氧气和蒸汽发生气化反应，在上炉膛段(第二反应区)，喷入约20％的干煤粉和蒸汽，与下炉膛段生成的高温煤气进行热解和气化反应，使煤气的可燃成分增加，热值提高，同时使高温煤气得到冷却，以便煤气中的熔融态灰渣凝固并进而从煤气中分离出来。该气化炉的碳转化率、冷煤气效率及总热效率均比现有的各类气化炉高，煤种的适用范围广，其产品可适用于煤气化发电、化工合成等系统。
以下将结合附图对本发明内容做进一步说明。
图1为发明一个具体实施例的结构示意图。
图2为采用本发明所述装置实施煤气化工艺的流程图。
参见附图，该气化炉的外壳为一直立圆筒，炉膛分为上炉膛I和下炉膛II两段，下炉膛II是第一反应区，为一个两端窄中间宽的腔体，气体在膛内平均停留5秒，四个对称的用于输入粉煤、水和氧气的进口2设在下炉膛的两侧壁上，渣口11设在下炉膛底部高温段，采用液态排渣，在下炉膛II内壁面上绕设有用于回收部分热量的盘管式水冷壁3；上炉膛I为第二反应区，其内径较下炉膛II的内径小，高度较长，在上炉膛I的侧壁上开有两个对称的二次粉煤和水进口5，同时在上炉膛I内壁面上也设有用于回收热量的水冷壁9。工作时，由气化炉下段喷入干煤粉、氧气(纯氧或富氧)以及蒸汽，所喷入的煤粉量占总煤量的80～85％，在上炉膛进口5处喷入过热蒸汽夹带的粉煤，所喷入量占总煤量的15～20％。该装置中上段炉的作用主要有二：其一是代替循环合成气使温度高达1400℃的煤气急冷至约900℃，其二则是利用下段炉煤气显热进行热裂解和部分气化，提高总的冷煤气效率和热效率。图1中序号1为冷却水进口；4为锅炉水进口；6为煤气出口；7为水汽去汽包；8为上联箱；10为下联箱。
根据本发明而实施的气化工艺流程如图2所示：首先干煤粉进入常压的煤粉旋风器13，使煤粉与氮气分离，煤粉进入常压粉仓14中；带有少量煤粉的氮气通过煤粉过滤器12把煤粉分离后继续使用，而氮气则被排空；此后煤粉经粉煤计量斗15后落入变压罐16中，然后向变压罐16输入高压的氮气，将煤粉压入加压罐17中，再通过螺旋输送机(绞龙)18按严格的计量关系把煤粉送到高压氮气输送管中，利用高压氮气将煤粉送到气化炉中去；在绞龙的出口处，煤粉喷入气化炉下段的炉膛II中与同时喷入的氧气和水进行气化反应，该反应区喷入的煤粉的量约占总量的80～85％；在炉体的上段反应区I，经过与上述类似的干法煤粉供应系统，喷入剩余的15～20％煤粉和一部分过热水蒸气，借用来自第一反应区II的高温显热进行热裂和气化反应；在气化炉炉膛中，大部分灰在熔化后流入气化炉底部的储渣罐23，在罐中凝聚成颗粒状，最后通过捞渣机捞出。图2中序号19为常压粉仓；20为变压罐；21为加压罐；22为螺旋输送机。

Claims (2)

1、一种两段式干煤粉气化炉，其特征是：气化炉的外壳为一直立圆筒，具有一个上端带煤气出口(6)的上炉膛(I)和一个与上炉膛(I)连通且下端带渣口(11)的下炉膛(II)；下炉膛(II)是第一反应区，为一个两端窄中间宽的腔体，在下炉膛(II)壁上对称开有四个输送煤粉、水蒸气和氧气的进口(2)，在上炉膛(I)的壁上对称开有两个输送煤粉和水蒸气的进口(5)；上炉膛(I)的内径小于下炉膛(II)的内径，上炉膛(I)的高度大于下炉膛(II)的高度；在炉体底部设有熔渣冷却池和排渣系统。
2、如权利要求1所述的两段式干煤粉气化炉，其特征是在下炉膛(II)内壁面上绕有盘管式水冷壁(3)，在上炉膛(I)内壁面上设有水冷壁(9)。
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