CN1676586A - 一种环保型可燃粉体洁净气化装置 - Google Patents

Abstract

一种环保型可燃粉体洁净气化装置，包括喷枪、炉体、热壁形管、快速降温装置、气液分离罐，特制喷枪轴向安装在炉体的顶部，炉体的周围设有热壁环型管，热壁环型管的内侧有耐火材料，炉体的底部通过快速降温装置气液分离罐连接，特种喷枪主要由中心氧气管、可燃粉体环型管、水蒸汽环型管组成，中心氧气管、可燃粉体环型管、水蒸汽环型管均为圆柱管加圆锥管的套筒式结构，通过焊接组合在一起，快速降温装置主要由降温圆筒体、降温介质输送管组成，降温介质输送管为多个，周向布置于降温圆筒体的四周。本发明具有气化反应温度高、气化效率高、无污染，且结构简单的优点。

Description

一种环保型可燃粉体洁净气化装置

技术领域

本发明涉及一种对可燃粉体进行密闭加压气化的工艺装置，特别是一种环保型可燃粉体洁净气化装置。

背景技术

目前在国内大量使用的气化技术主要为常压固定层气化技术，使用的原料只能是焦碳或无烟块煤，不但价格贵，且原料的来源渠道很受限制，一般只能使用山西的无烟块煤，同时该技术中的气化反应温度较低，气化效率很低，污染重，使得生产厂家的产量及生产成本都不能达到理想的状态，常压固定层气化技术中，气化反应温度为800～1000℃左右，炉膛内压力为常压，无喷枪、热壁环型管、快速降温装置等。

与此同时，国内已有一些单位正在研制新的气化工艺，如加压灰熔聚流化床气化技术、四喷嘴加压水煤浆气化技术，但都有各自的缺点，且都还没有成功的工业化装置，如加压灰熔聚流化床气化技术虽然部分解决了污染问题，但气化反应温度也只有800～1000℃左右，效率仍然达不到理想的水平；而四喷嘴加压水煤浆气化技术采用气流床气化技术，以水煤浆为原料，虽然工艺先进，气化效率高，且无污染，但由于炉膛周围为耐火砖结构，使得气化反应温度仍然受限制，只能到1350℃左右，如果要使该技术达到理想的效果，只能采用几个地方的优质煤，如华亭煤等，不仅价格较高，且产量有限，对大多数应用气化技术的生产厂家来说，该技术是无法实现的。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服上述现有技术中的不足之处，而提供一种气化反应温度高、气化效率高、无污染，且结构简单的环保型可燃粉体洁净气化装置。

本发明的技术解决方案是：一种环保型可燃粉体洁净气化装置，包括喷枪、炉体、热壁形管、快速降温装置、气液分离罐，特制喷枪轴向安装在炉体的顶部，炉体的周围设有热壁环型管，热壁环型管的内侧有耐火材料，炉体的底部通过快速降温装置与气液分离罐连接。

所述的特种喷枪主要由用于将氧气输送到炉膛的中心氧气管、用于将可燃粉体及惰性气体输送到炉膛的可燃粉体环型管、用于将水蒸汽输送到炉膛的水蒸汽环型管组成，中心氧气管、可燃粉体环型管、水蒸汽环型管均为圆柱管加圆锥管的套筒式结构，通过焊接组合在一起，并安装于炉体的顶部。

所述快速降温装置主要由降温圆筒体、降温介质输送管组成，降温介质输送管为多个，周向布置于降温圆筒体的四周，并通过安装于炉体的底部。

可燃粉体通过处理，制成干燥的细小粉体，再通过用惰性气体(如N2、CO2等)加压输送的可燃粉体通过炉体顶部安装的特制喷枪，轴向进入到炉膛内，与一同输送进来的氧气、水蒸汽等在高温下进行部分氧化反应，生成合成气。本发明中，炉膛的气化反应温度范围为1400～1800℃，压力范围为1.5Mpa～10Mpa。此时的合成气含有大量的灰份，反应后同时生成的产物还有颗粒状的炉渣。高温的合成气在炉体的炉膛内首先要经过一段间接冷却，冷却是通过炉体内的炉膛周围的热壁环型管辐射热传导来实现的，经过一段间接冷却的合成气温度仍然很高，此时的合成气及炉渣在炉体炉膛的下部要经过一快速降温装置，强制输送的比合成气温度低得多的液体或气体通过快速降温装置，与合成气及炉渣充分混合，通过直接换热将合成气及炉渣冷却，如果强制输送的冷却介质为液体，如水等，则还可将合成气中的一部分灰分分离出来，在气液分离罐中沉降到低温介质中，沉降后的灰分连同炉渣通过炉渣出口一同进入下部的渣处理系统，而合成气(温度为800℃左右)，则在气液分离罐中通过合成气出口输送到下游的除尘及洗涤系统。

本发明的优点在以下几方面：

1.由于物料的输送、反应及合成气的后续处理等工作都是在密闭的管道或容器中进行的，且合成气及污水中的污染成分都要通过已知的成熟工艺进行处理，密闭加压气化后，污染物可收集，通过成熟工艺处理，因此，本发明具有无污染的优点；

2.气化反应温度高，为1400～1800℃，即使是灰熔点很高的可燃粉体通过本发明也能实现很高效率的气化。因此原料的适应性广，基本上任何地方的煤种或垃圾等可燃物都可作为本发明的原料，对将要或正在应用煤头的化肥和化工企业来说，通过本发明可方便地实现原料的本地化，使每吨原料的价格大大降低，降低生产成本；

3.气化反应效率高，本发明为先进的粉体气流床气化技术，可使用户的煤耗大大降低，进一步降低生产成本；

4.本发明的技术装置可靠性高，投资小，尤其对我国的中小化肥企业来说，目前的资金有限，又迫切的需要进行技术改造，应用本发明可达到投资小、效率高、降低生产成本增加经济效益、减少污染、提高产品技术含量的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中特制喷枪结构示意图；

图3为图1中的快速降温装置结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明主要包括特制喷枪1、炉体2、热壁环型管3、炉体4、快速降温装置5、气液分离罐6，氧气、水蒸汽、可燃粉体通过压力输送到特种喷枪1，再通过特种喷枪1轴向输送进入炉膛内，特种喷枪1通过其安装板14用螺栓与炉体2连接，且安装于炉体2的顶部，炉体2是通用的压力容器，炉膛的周围设有热壁环型管3，热壁环型管3采用特种材料，如13CrMo44的耐热钢管加工成所要求的结构，热壁环型管3内流入的是高压水，流出的是高压水及蒸汽，热壁环型管3的内侧设有耐火材料4，耐火材料4可选用陶瓷纤维等材料，炉膛的温度为1400～1800℃，通过耐火材料4和热壁环型管3的作用，使炉体2的温度可降至200℃左右。通过特种喷枪1输送的物料在炉膛的高温环境下反应生成合成气，高温合成气在炉膛的下部通过热壁环型管3内的高压水间接冷却，然后进入快速降温装置5，在快速降温装置5中，合成气与输送进来的比合成气温度低得多的液体或气体介质直接混合，将温度降低，之后进入气液分离罐6，在气液分离罐6中，合成气从上部输出，液体及炉渣从底部输出。快速降温装置5通过螺栓与炉体2的底部及气液分离罐6的顶部连接。

如图2所示，特种喷枪1主要由中心氧气管11、可燃粉体环型管12、水蒸汽环型管13组成，中心氧气管11、可燃粉体环型管12、水蒸汽环型管13都是圆柱管加圆锥管结构，材料都为耐热钢，组焊成要求的结构，并通过安装板14安装于炉体2的顶部。氧气通过中心氧气管11输送进入炉膛，可燃粉体及惰性气体通过可燃粉体环型管12输送进入炉膛，水蒸汽通过水蒸汽环型管13输送进入炉膛，然后在炉膛内反应。

如图3所示，快速降温装置5主要由降温圆筒体51、降温介质输送管52组成，降温介质输送管52为多个(大于2即可)，周向布置于降温圆筒体51的四周，快速降温装置5中所有材料均为耐热钢，组焊成要求的结构，并通过安装板53安装于炉体2的底部，降温介质(液体如水等、气体如合成气等)通过降温介质输送管52进入降温圆筒体51，与高温合成气及炉渣混合，并将其温度降低，然后所有物料进入下游的气液分离罐6。

Claims (3)

1、一种环保型可燃粉体洁净气化装置，包括炉体、气液分离罐，其特征在于：还包括喷枪、热壁环型管、快速降温装置，特制喷枪轴向安装在炉体的顶部，炉体的周围设有热壁环型管，热壁环型管的内侧有耐火材料，炉体的底部通过快速降温装置与气液分离罐连接。

2、根据权利要求1所述的环保型可燃粉体洁净气化装置，其特征在于：所述的特种喷枪主要由用于将氧气输送到炉膛的中心氧气管、用于将可燃粉体及惰性气体输送到炉膛的可燃粉体环型管、用于将水蒸汽输送到炉膛的水蒸汽环型管组成，中心氧气管、可燃粉体环型管、水蒸汽环型管均为圆柱管加圆锥管的套筒式结构，通过焊接组合在一起。

3、根据权利要求1所述的环保型可燃粉体洁净气化装置，其特征在于：所述快速降温装置主要由降温圆筒体、降温介质输送管组成，降温介质输送管为多个，周向布置于降温圆筒体的四周。

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