CN202754966U - 旋流流化床气化炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋流流化床气化炉，该气化炉具有反应室，该反应室顶部具有煤气出口，底部具有排渣口，中部具有多个煤粉喷嘴，该反应室呈旋转曲面状，多个所述煤粉喷嘴分布呈至少一层，每层所述煤粉喷嘴的中心线均位于所述反应室的一截面圆上，所述煤粉喷嘴中心线与经过该煤粉喷嘴中心线与其所在截面圆交点的半径之间呈一夹角，每层所述煤粉喷嘴中心线的内切圆为其所在截面圆的同心圆。本实用新型能使煤粉颗粒在反应室内停留时间较长，相应的反应时间也随之增加，反应更充分，从而使排灰的碳含量降低。且燃烧的火焰不会烧到对面的反应室内壁上，提高了气化炉的气化强度和碳的转化率，使煤气的可燃成分增加，热值提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及流化床煤气化技术，尤其是一种旋流流化床气化炉。
背景技术
流化床气化炉是一种以干煤粉为原料的气化炉，如图1所示，现有的流化床气化炉具有炉体，炉体内设有直筒状的反应室1，冷却室2设在炉体外，炉体中部具有多个与反应室连通的煤粉喷嘴11，顶部具有与反应室连通的煤气出口12，底部具有与反应室连通的排渣口13，干煤粉经煤粉喷嘴11进入反应室1内并在高温条件下与气化剂进行反应，产生的煤气经煤气出口12进入冷却室2，反应的残渣经排渣口13外排，冷却室2的上部出口21用于排出高压蒸汽，下部出口22用于排出中压蒸汽，底部出口23用于排出煤气，由于煤粉喷嘴与反应室的位置关系没有特定设置致使经煤粉喷嘴喷入反应室内的煤粉呈分散状，在反应室内停留的时间较短，不能进行充分的反应，导致碳的利用率和冷煤气的效率降低，并且不利于气固分离，出炉的煤气含灰量高，飞灰含碳量也较多，为了避免液态熔渣被煤气带出炉膛堵塞冷却器，不得不在后续工艺中采用大量的冷煤气对高温煤气进行激冷，这样热量损失很大，气化炉的冷煤气效率和总热效率比较低，使后续的煤气冷却装置和飞灰过滤装置容积更大，造成了设备投资更高。
实用新型内容
本实用新型提供一种旋流流化床气化炉，用于克服现有技术中的缺陷，提高碳的转化率和反应效率。
本实用新型提供的旋流流化床气化炉具有反应室，该反应室顶部具有煤气出口，底部具有排渣口，中部具有多个煤粉喷嘴，该反应室呈旋转曲面状，多个所述煤粉喷嘴分布呈至少一层，每层所述煤粉喷嘴的中心线均位于所述反应室的一截面圆上，所述煤粉喷嘴中心线与经过该煤粉喷嘴中心线与其所在截面圆交点的半径之间呈一夹角，每层所述煤粉喷嘴中心线的内切圆为其所在截面圆的同心圆。
其中，所述夹角在3度-5度之间。
特别是，所述夹角为4度。
进一步地，所述反应室顶部具有一冷却室，该冷却室顶部设有出气口且冷却室内部与反应室内部连通，该冷却室内壁设有水冷壁；反应室底部具有一渣池，该渣池底部设有出渣口且其内部与该反应室内部连通。
其中，所述冷却室呈圆柱状并设有上联箱、下联箱和排列在上联箱与下联箱之间并连通上联箱与下联箱的水冷壁，所述上联箱设有入口，所述下联箱设有出口。
其中，所述反应室与冷却室之间过渡连接的壁内设有激冷器。
进一步地，多个所述煤粉喷嘴沿所述反应室周向均布。
本实用新型提供的旋流流化床气化炉，干煤粉经煤粉喷嘴喷入反应室内，由于煤粉喷嘴中心线与经过该煤粉喷嘴中心线与其所在截面圆交点的半径之间呈一夹角，每层所述煤粉喷嘴的中心线的内切圆是其所在截面圆上的同心圆，由于煤粉喷嘴位于不同的一系列截面圆上，因此，多层煤粉喷嘴能形成一系列的内切圆，在惯性力的作用下喷入的干煤粉沿该一系列内切圆切线方向运动形成一股旋流煤粉柱，使煤粉颗粒在反应室内停留时间较长，相应的反应时间也随之增加，反应更充分，从而使排灰的碳含量降低。且燃烧的火焰不会烧到对面的反应室内壁上，提高了气化炉的气化强度和碳的转化率，使煤气的可燃成分增加，热值提高。
附图说明
图1为现有技术的结构示意图；
图2为本实用新型提供的实施例一的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为本实用新型提供的实施例二的结构示意图。
具体实施方式
实施例一
如图2、图3所示，本实用新型提供的旋流流化床气化炉具有反应室1，该反应室顶部具有煤气出口12，底部具有排渣口13，中部具有多个煤粉喷嘴11，该反应室呈旋转曲面状，多个煤粉喷嘴11分布呈至少两层，每层煤粉喷嘴的中心线均位于反应室的一截面圆上，煤粉喷嘴中心线与经过该煤粉喷嘴中心线与其所在截面圆交点的半径之间呈一夹角，每层所述煤粉喷嘴中心线的内切圆为其所在截面圆的同心圆。本实施例中反应室为球状，相同大小的表面积相对直筒状体积更大。
本实施例中以两层煤粉喷嘴11为例进行详细说明，其中位于上层的煤粉喷嘴11的中心线14与经过该煤粉喷嘴中心线14与其所在截面圆15交点的半径之间呈一夹角∮1，煤粉喷嘴中心线14的内切圆16均为其所在截面圆15的同心圆。位于下层的煤粉喷嘴11的中心线17与经过该煤粉喷嘴中心线17与其所在截面圆交点的半径之间呈一夹角∮2，煤粉喷嘴中心线17的内切圆均为其所在截面圆的同心圆。位于下层的煤粉喷嘴11的中心线17所在的截面圆在图3中被截面圆15遮挡看不到，与煤粉喷嘴中心线17内切的内切圆位于内切圆16下面被其则遮挡也看不到，夹角∮1=夹角∮2。
本实用新型提供的旋流流化床气化炉，容积相对更大，干煤粉经煤粉喷嘴喷入反应室内，由于煤粉喷嘴中心线与经过该煤粉喷嘴中心线与其所在截面圆交点的半径之间呈一夹角，每层所述煤粉喷嘴的中心线的内切圆是其所在截面圆的同心圆，由于煤粉喷嘴位于不同的一系列截面圆上，因此，多层煤粉喷嘴能形成一系列的内切圆，在惯性力的作用下喷入的干煤粉沿该一系列内切圆切线方向运动形成一股旋流煤粉柱，使煤粉颗粒在反应室内停留时间较长，相应的反应时间也随之增加，反应更充分，从而使排灰的碳含量降低。且燃烧的火焰不会烧到对面的反应室内壁上，提高了气化炉的气化强度和碳的转化率，使煤气的可燃成分增加，热值提高。
作为本实施例的优选实施方式，夹角∮1或夹角∮2在3度-5度之间能够满足使用要求。本实施例中夹角∮1或夹角∮2为4度时形成的与煤粉喷嘴的中心线内切的内切圆16的直径恰好达到煤粉在反应室内停留的时间最长且燃烧火焰恰好不喷射到对面的内壁上。多个煤粉喷嘴沿反应室周向均布，形成的煤粉柱形状规整，便于燃烧。
实施例二
如图4所示，在实施例一的基础上，反应室1顶部具有一冷却室2，该冷却室顶部设有出气口24且其内部与反应室1内部连通，该冷却室2内壁设有水冷壁；反应室1底部具有一渣池3，该渣池3底部设有出渣口31且冷却室2内部与该反应室1内部连通。作为一种冷却室的具体布置方式，冷却室2呈圆柱状，并设有上联箱41、下联箱42和排列在上联箱41与下联箱42之间并连通上联箱41与下联箱42的水冷壁43，上联箱41设有入口，下联箱42设有出口。上联箱41和下联箱42可采用弯折呈圆形的管道，冷却水经上联箱41的入口进入其内，再经水冷壁43完成热交换后进入下联箱43，最后经下联箱43的出口排出高温水和蒸汽。
此外，为了避免液态熔渣被煤气带出反应室和冷却室堵塞冷却器，在反应室与冷却室之间过渡连接的壁内设有激冷器5。
采用煤气上行流程，使其气固之间的传热和传质速率提高，同时使高温煤气迅速冷却，以便煤气中的液态熔渣凝固并进而从煤气中分离出来。反应室下方是渣池，采用液态连续排渣方式；反应室上方采用渐缩结构，用180℃的煤气激冷高温煤气，除去煤气中液态熔渣。冷却室采用膜式水冷壁结构，回收利用煤气显热，同时使煤气达到后续工艺要求。为避免冷却水管的维修困难，将封头和冷却室之间采用法兰连接，方便开关。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种旋流流化床气化炉，该气化炉具有炉体，炉体内设有反应室，该炉体顶部具有与反应室连通的煤气出口，底部具有反应室连通的排渣口，中部具有多个反应室连通的煤粉喷嘴，其特征在于，该反应室呈旋转曲面状，多个所述煤粉喷嘴分布呈至少一层，每层所述煤粉喷嘴的中心线均位于所述反应室的一截面圆上，所述煤粉喷嘴中心线与经过该煤粉喷嘴中心线与其所在截面圆交点的半径之间呈一夹角，每层所述煤粉喷嘴中心线的内切圆为其所在截面圆的同心圆。
2.根据权利要求1所述的旋流流化床气化炉，其特征在于，所述夹角在3度-5度之间。
3.根据权利要求2所述的旋流流化床气化炉，其特征在于，所述夹角为4度。
4.根据权利要求1-3任一所述的旋流流化床气化炉，其特征在于，所述反应室顶部具有一冷却室，该冷却室顶部设有出气口且冷却室内部与反应室内部连通，该冷却室内壁设有水冷壁；反应室底部具有一渣池，该排渣池底部设有出渣口且其内部与该反应室内部连通。
5.根据权利要求4所述的旋流流化床气化炉，其特征在于，所述冷却室呈圆柱状并设有上联箱、下联箱和排列在上联箱与下联箱之间并连通上联箱与下联箱的水冷壁，所述上联箱设有入口，所述下联箱设有出口。
6.根据权利要求4所述的旋流流化床气化炉，其特征在于，所述反应室与冷却室之间过渡连接的壁内设有激冷器。
7.根据权利要求5或6所述的旋流流化床气化炉，其特征在于，多个所述煤粉喷嘴沿所述反应室周向均布。
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|---|---|---|---|---|
| CN107974262A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-05-01 | 北京神雾电力科技有限公司 | 一种超细粉快速热解反应系统及方法 |
| CN112110668A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-22 | 上海建工建材科技集团股份有限公司 | 一种矿物掺合料改性装置及矿物掺合料改性方法 |
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