CN204417435U - 煤气发生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种煤气发生装置，其中，包括多个气流床反应炉和换热锅炉，多个气流床反应炉均固定设置于换热锅炉的顶部，每个气流床反应炉内均设有气流床反应室，每个气流床反应炉的上部均设有与气流床反应室内部连通的煤粉气化烧嘴，每个所述气流床反应炉的气流床反应室均与所述换热锅炉内部连通。本实用新型的煤气发生装置，负荷调整范围宽，负荷调整灵活方便，可靠性高，且成本低。

Description

煤气发生装置

技术领域

本实用新型涉及煤气发生技术，尤其涉及一种煤气发生装置。

背景技术

随着天然气资源的紧张，价格不断攀高，工业用燃料气越来越多的使用煤气替代天然气，以降低生产成本。煤气化技术是指将经过适当处理的煤送入例如气化炉的反应器内，在一定的温度和压力下，通过氧化剂以一定的流动方式转化成气体，进而得到煤气的技术。

现有煤气化技术通常采用碳转化率高的气流床煤气化技术，即采用气流床煤气化装置得到煤气，该气流床煤气化装置包括一个气流床反应炉，气流反应炉内设置有气流床反应室，气流床反应炉的顶部设置有煤粉气化烧嘴，煤粉气化烧嘴用于将干煤粉、氧气和水蒸气喷入气流床反应室，气流床反应炉的底部设置有换热锅炉，干煤粉、氧气和水蒸气在气流床反应室内发生高温气化反应，高温气化反应后的产物通过气流床反应炉的底部进入换热锅炉，经换热锅炉冷却并分离该产物中的熔渣等杂质后得到煤气，并排出煤气。

现有的气流床煤气化技术，由于现有气流床煤气化装置的负荷调整范围窄，无法满足不同的产气量需求，且可靠性低，一旦突发急停工况，将会出现因停止产气造成的损失，另外，若增加多个气流床煤气化装置，以增宽负荷调整范围，并在一个气流床煤气化装置突发急停工况时，启动其余气流床煤气化装置，以保证不会出现因停止产气造成的损失，则由于多个气流床煤气化装置的系统复杂，造成可靠性低，成本高。

实用新型内容

本实用新型提供一种煤气发生装置，解决现有气流床煤气化装置的负荷调整范围窄，且可靠性低的问题，以降低现有气流床煤气化技术的成本。

本实用新型提供一种煤气发生装置，包括多个气流床反应炉和换热锅炉，多个所述气流床反应炉均固定设置于所述换热锅炉的顶部，每个所述气流床反应炉内均设有气流床反应室，每个所述气流床反应炉的上部均设有与所述气流床反应室内部连通的煤粉气化烧嘴，每个所述气流床反应炉的气流床反应室均与所述换热锅炉内部连通。

如上所述的煤气发生装置，其中，优选的是，所述换热锅炉具有换热锅炉炉体，所述换热锅炉炉体内的上部设有冷却室，所述换热锅炉炉体内的下部设有与所述冷却室内部连通的冷渣池，每个所述气流床反应炉的气流床反应室均与所述冷却室内部连通，所述换热锅炉炉体的侧壁设有煤气出口，所述煤气出口用于导出所述冷却室冷却后的煤气。

如上所述的煤气发生装置，其中，优选的是，所述冷却室的侧壁为水冷壁。

如上所述的煤气发生装置，其中，优选的是，所述水冷壁包括内层水冷壁和外层水冷壁，所述内层水冷壁与外层水冷壁之间的间隙形成环形冷却腔，所述环形冷却腔与所述煤气出口连通。

如上所述的煤气发生装置，其中，优选的是，所述水冷壁还包括第一水集箱和第二水集箱，所述第一水集箱位于所述水冷壁的底部，所述第二水集箱位于所述水冷壁的顶部，所述换热锅炉炉体的侧壁还设有进水口和出水口，所述第一水集箱与所述进水口连通，所述第二水集箱与所述出水口连通，所述内层水冷壁由多根第一水管间隔排列构成，多根所述第一水管的两端分别与所述第一水集箱和所述第二水集箱连通，所述外层水冷壁由多根第二水管排列构成，多根所述第二水管的两端分别与所述第一水集箱和所述第二水集箱连通。

如上所述的煤气发生装置，其中，优选的是，所述换热锅炉炉体的侧壁还设有冷煤气入口，所述冷煤气入口与所述冷却室内部连通，且所述冷煤气入口与所述冷却室的连通处位于所述冷却室的上部。

如上所述的煤气发生装置，其中，优选的是，每个所述气流床反应室的底部均通过锥形缩口与所述冷却室内部连通，所述锥形缩口的底部设于所述冷却室的顶部。

如上所述的煤气发生装置，其中，优选的是，所述气流床反应室的内壁为耐火绝热壁。

本实用新型提供的煤气发生装置，由于设置有多个气流床反应炉，且多个气流床反应炉均独立设置有气流床反应室和煤粉气化烧嘴，负荷调整范围宽，负荷调整灵活方便，可靠性高，且成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的煤气发生装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型实施例提供的煤气发生装置中的水冷壁的结构示意图。

附图标记：

100-气流床反应炉；  110-气流床反应室；   120-煤粉气化烧嘴；

130-锥形缩口；      200-换热锅炉；       210-换热锅炉炉体；

220-冷却室；        230-冷渣池；         240-水冷壁；

241-内层水冷壁；    241a-第一水管；      242-外层水冷壁；

242a-第二水管；     243-环形冷却腔；     244-第一水集箱；

245-第二水集箱；    250-煤气出口；       260-冷煤气入口；

270-进水口；        280-出水口；         290-冷渣出口。

具体实施方式

图1为本实用新型实施例提供的煤气发生装置的结构示意图；图2为图1的俯视图。结合图1-2所示，本实用新型提供一种煤气发生装置，包括多个气流床反应炉100和换热锅炉200，多个气流床反应炉100均固定设置于换热锅炉200的顶部，每个气流床反应炉100内均设有气流床反应室110，每个气流床反应炉100的上部均设有与气流床反应室110内部连通的煤粉气化烧嘴120，每个气流床反应炉100的气流床反应室110均与换热锅炉200内部连通。

本实用新型提供的煤气发生装置工作时，由煤粉气化烧嘴120将干煤粉、氧气和水蒸气导入气流床反应室110内，并在气流床反应室110内发生高温气化反应生成高温煤气和液态熔渣，高温煤气和液态熔渣送入换热锅炉200内进行处理后向用户输送。

由于多个气流床反应炉100均独立设置有气流床反应室110和煤粉气化烧嘴120，负荷调整范围宽，负荷调整灵活方便，既可调整单个气流床反应炉100的产气能力，又可按产气量需求启用所需工作的气流床反应炉100的数量，启用一个或多个气流床反应炉100，以气流床反应炉100的数量为4个举例，例如产气量如需调整为额定负荷的50％，只需启用2个气流床反应炉100，此外，以单个气流床反应炉100的产气量为10000Nm3/h～15000Nm3/h为例，煤气发生装置的额定负荷的额定产气量为40000Nm3/h，负荷调整范围可以达到为50％～150％，再者，一旦突发急停工况，可以直接停止故障气流床反应炉100工作，其他处于工作状态的气流床反应炉100仍可继续工作，还可以在关闭故障气流床反应炉100的同时，启用处于停止工作状态的无故障气流床反应炉100，以保证产气量，可靠性高，且由于仅需在一个煤气发生装置上配置多个气流床反应炉100，避免使用多个煤气发生装置的复杂系统，简单可靠，且成本低，此外，现有气流床煤气化装置的气化压力高，而本实用新型由于采用多个气流床反应室110工作，每个气流床反应室110内的气化压力低，可以降低设备成本，且产出的煤气压力可以为0.5MPa～1.0MPa，可以使用低压管道直接输送，节省煤气输送成本，降低生产成本。

本实用新型提供的煤气发生装置，由于设置有多个气流床反应炉，且多个气流床反应炉均独立设置有气流床反应室和煤粉气化烧嘴，负荷调整范围宽，负荷调整灵活方便，可靠性高，且成本低。

在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，换热锅炉200具有换热锅炉炉体210，换热锅炉炉体210内的上部设有冷却室220，换热锅炉炉体210内的下部设有与冷却室220内部连通的冷渣池230，换热锅炉炉体210的底部还设置有与冷渣池230的底部连通的冷渣出口290，每个气流床反应炉100的气流床反应室110均与冷却室220内部连通，换热锅炉炉体210的侧壁设有煤气出口250，煤气出口250用于导出冷却室220冷却后的煤气。

气流床反应室110内发生高温气化反应后生成高温煤气和液态熔渣，高温煤气和液态熔渣送入冷却室220，通过冷却室220的冷却，高温煤气和液态熔渣分离，高温煤气自煤气出口250导出，液态熔渣则落入冷渣池230，冷渣池230内蓄有一定液位的冷却水，液态熔渣被水直接猝冷成固体小颗粒，并可从冷渣出口290排出，此外冷渣池230还可起到封闭换热锅炉炉体210内气体压力，防止气体从冷渣出口290逸出的作用。

在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，冷却室220的侧壁为水冷壁240，高温煤气和液态熔渣进入冷却室220，接受水冷壁240的冷却。

在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，水冷壁240包括内层水冷壁241和外层水冷壁242，内层水冷壁241与外层水冷壁242之间的间隙形成环形冷却腔243，环形冷却腔243与煤气出口250连通。

高温煤气和液态熔渣先在由内层水冷壁241作为壁面的冷却室220内通过辐射换热方式进行冷却，液态熔渣落入冷渣池230，高温煤气则穿过内层水冷壁241进入环形冷却腔243通过辐射换热和对流换热结合的方式再次冷却，高温煤气在环形冷却腔243内多次折返，最后从煤气出口250导出，煤体出口处250的煤气温度可降至600℃，由于水冷壁240采用双层水冷壁结构，高温煤气在环形冷却腔243内多次折返，换热效率高，进一步有效的提高了冷却效果，可以有效的减小换热锅炉的体积。

在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，水冷壁240还包括第一水集箱244和第二水集箱245，第一水集箱244位于水冷壁240的底部，第二水集箱245位于水冷壁240的顶部，换热锅炉炉体210的侧壁还设有进水口270和出水口280，第一水集箱244与进水口270连通，第二水集箱245与出水口280连通，内层水冷壁241由多根第一水管241a间隔排列构成，多根第一水管241a的两端分别与第一水集箱244和第二水集箱245连通，外层水冷壁242由多根第二水管242a排列构成，多根第二水管242a的两端分别与第一水集箱244和第二水集箱245连通。

内层水冷壁241和外层水冷壁242可采用列管式或者盘管式，水冷壁240的介质冷却水从进水口270进入，介质冷却水流经第一水集箱244，第一水管241a和第二水管242a，以及第二水集箱245，在与高温煤气换热后，以气液混合的状态从出水口280导出。

在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，换热锅炉炉体210的侧壁还设有冷煤气入口260，冷煤气入口260与冷却室220内部连通，且冷煤气入口260与冷却室220的连通处位于冷却室220的上部。在气流床反应室110发生高温气化反应后产生的高温煤气和液态熔渣在进入冷却室220前，由于自冷煤气入口260引入的冷煤气对高温煤气和液态熔渣进行了初步冷却，冷煤气的激冷有效的提高了冷却效果。

在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，每个气流床反应室110的底部均通过锥形缩口130与冷却室220内部连通，锥形缩口130的底部设于冷却室220的顶部。锥形缩口130可以避免气流床反应室110内的反应热向外扩散，有利于维持气流床反应室110内的高温环境，且锥形缩口130处的气流速度快，气流床反应室110发生高温气化反应后产生的液态熔渣在锥形缩口130处收集后，易被气流导出至换热锅炉炉体210内，此外，锥形缩口130与换热锅炉炉体210的可以采用法兰形式连接，以便于检修。

在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，气流床反应室110的内壁为耐火绝热壁，由于气流床反应室110的高温气化反应的温度大于1400℃，采用耐火绝热壁，安全性高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种煤气发生装置，包括多个气流床反应炉和换热锅炉，多个所述气流床反应炉均固定设置于所述换热锅炉的顶部，每个所述气流床反应炉内均设有气流床反应室，每个所述气流床反应炉的上部均设有与所述气流床反应室内部连通的煤粉气化烧嘴，每个所述气流床反应炉的气流床反应室均与所述换热锅炉内部连通。

2.根据权利要求1所述的煤气发生装置，其特征在于，所述换热锅炉具有换热锅炉炉体，所述换热锅炉炉体内的上部设有冷却室，所述换热锅炉炉体内的下部设有与所述冷却室内部连通的冷渣池，每个所述气流床反应炉的气流床反应室均与所述冷却室内部连通，所述换热锅炉炉体的侧壁设有煤气出口，所述煤气出口用于导出所述冷却室冷却后的煤气。

3.根据权利要求1所述的煤气发生装置，其特征在于，所述冷却室的侧壁为水冷壁。

4.根据权利要求3所述的煤气发生装置，其特征在于，所述水冷壁包括内层水冷壁和外层水冷壁，所述内层水冷壁与外层水冷壁之间的间隙形成环形冷却腔，所述环形冷却腔与所述煤气出口连通。

5.根据权利要求4所述的煤气发生装置，其特征在于，所述水冷壁还包括第一水集箱和第二水集箱，所述第一水集箱位于所述水冷壁的底部，所述第二水集箱位于所述水冷壁的顶部，所述换热锅炉炉体的侧壁还设有进水口和出水口，所述第一水集箱与所述进水口连通，所述第二水集箱与所述出水口连通，所述内层水冷壁由多根第一水管间隔排列构成，多根所述第一水管的两端分别与所述第一水集箱和所述第二水集箱连通，所述外层水冷壁由多根第二水管排列构成，多根所述第二水管的两端分别与所述第一水集箱和所述第二水集箱连通。

6.根据权利要求2所述的煤气发生装置，其特征在于，所述换热锅炉炉体的侧壁还设有冷煤气入口，所述冷煤气入口与所述冷却室内部连通，且所述冷煤气入口与所述冷却室的连通处位于所述冷却室的上部。

7.根据权利要求1-6任一所述的煤气发生装置，其特征在于，每个所述气流床反应室的底部均通过锥形缩口与所述冷却室内部连通，所述锥形缩口的底部设于所述冷却室的顶部。

8.根据权利要求1-6任一所述的煤气发生装置，其特征在于，所述气流床反应室的内壁为耐火绝热壁。