CN201172652Y - 一种新型水煤浆气化炉 - Google Patents

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田原宇
乔英云
梁鹏
盖希坤
刘芳
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Abstract

本实用新型提供了一种新型水煤浆气化炉，由气化炉壳体、水冷壁管、耐火材料层、顶喷嘴、侧喷嘴、反应室、冷流体进出口、粗煤气/液渣排料口等组成；气化炉壳体内的四周装有水冷壁管，水冷壁管固定在耐火材料层中，耐火材料层内部构成反应室；在气化炉底部设置水冷壁管冷流体进口，顶部设置冷流体出口；气化炉顶部轴向开孔设置顶喷嘴，中上部均匀设置3个以上倾斜上喷的侧喷嘴，底部轴向开孔设置粗煤气/液渣排料口；倾斜上喷的侧喷嘴与水平方向夹角为15°～75°。

Description

一种新型水煤浆气化炉
一、技术领域
本实用新型提供了一种新型水煤浆气化炉，属于煤化工领域水煤浆气化炉的改进。
二、背景技术
煤的洁净与高效利用是当今我国能源与环境保护领域的重大技术课题，也是我国国民经济可持续发展的关键技术之一。煤气化是煤的洁净与高效利用的龙头和关键技术，而气化炉则是煤气化的关键设备。为此，众多的科技人员研究开发了各种类型的气化炉。在众多的气化炉中，以水煤浆为原料，以含氧气体为气化剂的射流携带床(或称气流床)技术由于碳转化率高、设备结构简单、操作方便、气化压力高、可满足后续工艺的等压合成等而为人们普遍看好。目前，在采用水煤浆为原料利用气流床进行气化的气化炉技术中主要有德士古(Texaco)顶喷气化炉、道(Destec)两段水煤浆气化炉和华东理工大学多喷嘴对置气化炉。这些水煤浆气化炉普遍存在着亟待解决的气化炉喷嘴和耐火砖寿命短的的难题。德士古(Texaco)顶喷气化炉技术成熟、结构简单、操作方便、碳转化率和气化效率高，但需要使用挥发分较高的煤、处理量调节幅度小、冷煤气效率较低、投资高；道(Destec)两段水煤浆气化炉碳转化率和冷煤气效率较高、处理量调节幅度大，但煤气中含有较多的甲烷；多喷嘴对置气化炉炉内温度分布均匀、有效气成分高、碳转化率高、通过撞击流强化了热质传递，对煤种的要求降低，但由于火焰场的分布易造成炉顶部耐火材料的烧蚀，炉顶耐火砖寿命仅有几个月，大大提高了投资。
三、发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有水煤浆气化炉技术存在的不足而提供一种新型水煤浆气化炉。
本实用新型所述的一种新型水煤浆气化炉是由气化炉壳体、水(汽)冷壁管、耐火材料层、顶喷嘴、侧喷嘴、反应室、冷流体进出口、粗煤气/液渣排料口等组成。它通过在气化炉壳体内的四周装有水(汽)冷壁管，水(汽)冷壁管固定在耐火材料层中，耐火材料层内部构成反应室；在气化炉底部设置水(汽)冷壁管冷流体进口，顶部设置冷流体出口；气化炉顶部轴向开孔设置顶喷嘴，中上部均匀设置3个以上倾斜上喷的侧喷嘴，底部轴向开孔设置粗煤气/液渣排料口；倾斜上喷的侧喷嘴与水平方向夹角为15°～75°。
四、附图说明
附图是新型水煤浆气化炉结构示意图。附图的图面设明如下：1.气化炉壳体、2.水冷壁管、3.耐火材料层、4.顶喷嘴、5.侧喷嘴、6.反应室、7.冷流体进口、8.冷流体出口、9.粗煤气/液渣排料口
五、具体实施方式
下面结合附图和实施例来详细设明本实用新型的结构特点。
气化炉壳体(1)内的四周装有水(汽)冷壁管(2)，水(汽)冷壁管(2)固定在耐火材料层(3)中，耐火材料层(3)内部构成反应室(6)；在气化炉底部设置水(汽)冷壁管冷流体进口(7)，顶部设置冷流体出口(8)；气化炉顶部轴向开孔设置顶喷嘴(4)，中上部均匀设置3个以上倾斜上喷的侧喷嘴(5)，底部轴向开孔设置粗煤气/液渣排料口(9)；倾斜上喷的侧喷嘴(5)与水平方向夹角为15°～75°。新型水煤浆气化炉工作时，水煤浆和气化剂经顶喷嘴和倾斜上喷的侧喷嘴入炉，在炉膛中心形成Y型撞击区，强化了热质传递与混合过程，加快了反应速率并提高碳转化率，生成的煤气与熔渣并流，经置粗煤气/液渣排料口进入下游的激冷室；由于顶喷嘴的作用，Y型撞击区的水煤浆停留时间延长、火焰方向向下，高达2000℃的火焰不会冲击炉顶部耐火材料；加之耐火材料层在水冷壁管的冷却下，内壁壁温低于液渣的凝固温度，在耐火层表面结一层凝固渣层，起到以渣抗渣、保护耐火层的作用，气化炉使用寿命大大延长；冷却水或汽从气化炉底部的水冷壁管冷流体进口流入，最后从顶部的冷流体出口流出。
本发明所提供的一种新型水煤浆气化炉，利用顶喷咀和倾斜上喷的侧喷嘴，在炉膛中心形成Y型撞击区，强化了热质传递与混合过程，加快了反应速率并提高碳转化率；由于顶喷嘴的作用，Y型撞击区的水煤浆停留时间延长、火焰方向向下，高达2000℃的火焰不会冲击炉顶部耐火材料；加之耐火材料层在水(汽)冷壁管的冷却下，内壁壁温低于液渣的凝固温度，在耐火层表面结一层凝固渣层，起到以渣抗渣、保护耐火层的作用，大大延长了气化炉的使用寿命。

Claims (2)

1.一种新型水煤浆气化炉，由气化炉壳体、水冷壁管、耐火材料层、顶喷嘴、侧喷嘴、反应室、冷流体进出口、粗煤气/液渣排料口等组成，其特征在于气化炉壳体内的四周装有水冷壁管，水或汽冷壁管固定在耐火材料层中，耐火材料层内部构成反应室；在气化炉底部设置水冷壁管冷流体进口，顶部设置冷流体出口；气化炉顶部轴向开孔设置顶喷嘴，中上部均匀设置3个以上倾斜上喷的侧喷嘴，底部轴向开孔设置粗煤气/液渣排料口；倾斜上喷的侧喷嘴与水平方向夹角为15°～75°。
2.根据权利要求1所述的一种新型水煤浆气化炉，其特征在于所说的顶喷嘴与倾斜上喷的侧喷嘴成倒Y型。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102161912A (zh) * 2010-12-17 2011-08-24 中原工学院 一种五喷嘴水煤浆气化炉

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