CN205528625U - 一种高捕渣率的生产合成气的反应器 - Google Patents
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Abstract
一种高捕渣率的生产合成气的反应器，包括壳体，壳体内设置有水冷壁，水冷壁内围成的空间形成气化反应区，所述壳体承受气化压力，水冷壁承受气化反应高温；水冷壁向火侧敷设有耐火材料；所述壳体上设置有从集箱引入和引出冷却水通过水冷壁的管嘴，还设置有开车初期点火的组合式烧嘴；气化反应区中下部的水冷壁上均布有煤粉和气化剂进入气化反应区反应的多个烧嘴，气化反应区下部即水冷壁下部连接有下渣口，下渣口下部为渣池；气化反应区上部布置有捕渣装置，捕渣装置的捕渣管由水冷壁管制作而成；气化过程产生的液态的渣在捕渣设备表面形成液膜，靠重力导流至排渣口，排出气化反应器，因此，此反应器具有高捕渣率和碳转化率的特点。
Description
技术领域
本实用新型属于以煤为原料制备合成气技术领域，具体涉及一种高捕渣率的生产合成气的反应器。
背景技术
煤制取合成气反应器和制取方法是人们所熟知的，当煤或者其他含碳燃料，在氧气或含氧气体的存在下，能够发生气化反应，生产含有大量一氧化碳和氢气，及少量二氧化碳、氮气和其他气体的合成气，该合成气能够作为化工行业的原料、也可作为清洁燃料，或者制取清洁燃料，具有广泛的用途。目前成熟的煤气化技术按照化学工程特征可分为固定床、流化床和气流床三种，其中气流床气化炉是一种快速气化反应，煤粉颗粒在气化反应器中，处在高温和充足气化剂条件下，能够快速反应生成合成气。
在气化反应过程中，煤所含有的所有各种类型的无机物质都会以灰分形式剩存下来。由于采用液态排渣工艺，气化炉反应区温度高于灰熔点温度，剩存的灰分颗粒在反应过程中被加热至液态，被煤气带向反应区出口，在下行过程中，液态的灰颗粒碰到反应区边缘水冷壁，会被冷壁捕集，在水冷壁上形成液态的渣膜，沿水冷壁流下至下渣口，排出气化炉反应区。部分液态灰颗粒未与水冷壁接触，则被煤气带入下游系统，逐渐冷却分离成灰，因此，煤所含有的无机物质最终会变成灰和渣，由于灰量的大小决定了下游除尘单元设备的尺寸和投资，同时灰量过大会影响煤气冷却、除尘等单元的安全运行，因此，对于气流床气化炉，希望煤的无机物尽量多的转化为渣，即捕渣率越高越好，但是目前正常的气流床气化炉捕渣率一般在50％以下，其中最好的气化炉捕渣率也仅能达到60％左右。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种高捕渣率的生产合成气的反应器，进一步提高气流床气化炉的捕渣率，本实用新型反应器的特点在气流床气化炉内部布置捕渣设备，气化过程产生的液态的渣更多的被捕渣设备捕集，并排出气化炉反应区。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种高捕渣率的生产合成气的反应器，包括壳体2，壳体2内设置有水冷壁8，水冷壁8内围成的空间形成气化反应区4，所述壳体2承受气化压力，水冷壁8承受气化反应高温；水冷壁8向火侧敷设有耐火材料7；所述壳体2上设置有从集箱引入和引出冷却水通过水冷壁8的管嘴9，还设置有开车初期点火的组合式烧嘴10；所述气化反应区4中下部的水冷壁8上均布有煤粉和气化剂进入气化反应区反应的多个烧嘴3，气化反应区4下部即水冷壁8下部连接有下渣口12，下渣口12下部为渣池1；所述气化反应区4上部布置有捕渣装置5，捕渣装置5的捕渣管由水冷壁管制作而成。
所述捕渣装置5的捕渣管5-1为盘状，多层布置，各层之间捕渣管5-1均匀错开，捕渣管5-1入口通过入水管5-2连通入水集箱5-3，出口通过出水管5-4连通出水集箱5-5，所述捕渣管5-1表面敷设耐火材料7。
所述耐火材料7靠渣钉在水冷壁8上固定。
上述所述的反应器的捕渣方法，当煤粉和氧气、水蒸气通过烧嘴3进入气化反应区4时，煤粉和氧气、水蒸气会发生燃烧和气化反应，燃烧反应放出的热量会加热气化反应区4，使气化反应区4平均温度达到1400℃-1600℃，高于煤灰流动温度100℃-200℃，这时煤粉含有的灰会被加热至液态，被合成气携带，当携灰的合成气和气化反应区4水冷壁8接触时，合成气携带的一部分液态的灰颗粒会被水冷壁8捕集，在水冷壁8上形成液态的渣膜，渣膜靠导流和重力向下流动至下渣口12，排出反应器；携带灰颗粒的合成气上行，沿气化反应区4上部出口行走，当液态的灰颗粒与捕渣管接触后，液态的灰颗粒会被捕渣管捕集，形成液态的渣膜，渣膜靠导流和重力向下流动至下渣口12，排出反应器。
煤粉和含碳含灰燃料在气化反应区4内气化，产生CO、H2和CH4还原性气体以及N2和CO2惰性气体。
和现有技术相比较，本实用新型具备如下优点：
气化炉内布置捕渣装置，提高了气化炉捕渣率，减少了合成气带入下游系统的飞灰量，提高了下游各单元运行的稳定性；减小了干法除尘单元设备的负荷和尺寸，降低了装置的造价；渣在气化炉内水冷壁上流动过程中，渣中残炭能够进一步发生气化反应，气化炉碳转化率高；煤灰形成的渣比较更易资源化利用，产品价格更高，装置经济效益更好。
附图说明
图1为本实用新型反应器简图。
图2为捕渣装置简图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：
如图1所示，本实用新型一种高捕渣率的生产合成气的反应器，包括壳体2，壳体2内设置有水冷壁8，水冷壁8内围成的空间形成气化反应区4，所述壳体2承受气化压力，水冷壁8承受气化反应高温；水冷壁8向火侧敷设有耐火材料7，耐火材料7靠渣钉在水冷壁上固定；所述壳体2上设置有从集箱引入和引出冷却水通过水冷壁8的管嘴9，还设置有开车初期点火的组合式烧嘴10，水冷壁8管内流过冷却水；所述气化反应区4中下部的水冷壁8上均布有煤粉和气化剂进入气化反应区反应的多个烧嘴3，气化反应区4下部即水冷壁8下部连接有下渣口12，下渣口12下部为渣池1，渣池1内有冷却水，将渣冷却；所述气化反应区4上部布置有捕渣装置5，捕渣装置5的捕渣管由水冷壁管制作而成。
如图2所示，所述捕渣装置5的捕渣管5-1为盘状，多层布置，各层之间捕渣管5-1均匀错开，捕渣管5-1入口通过入水管5-2连通入水集箱5-3，出口通过出水管5-4连通出水集箱5-5，所述捕渣管5-1表面敷设耐火材料7。捕渣管5-1是水管，内有冷却水冷却，冷却水通过入水集箱5-3和入水管5-2进入捕渣管5-1，从出水管5-4和出水集箱5-5流出。
如图1所示，本实用新型反应器的捕渣方法，当煤粉和氧气、水蒸气通过烧嘴3进入气化反应区4时，煤粉和氧气、水蒸气会发生燃烧和气化反应，燃烧反应放出的热量会加热气化反应区4，使气化反应区4平均温度达到1400℃-1600℃，高于煤灰流动温度100℃-200℃，这时煤粉含有的灰会被加热至液态，被合成气携带，当携灰的合成气和气化反应区4水冷壁8接触时，合成气携带的一部分液态的灰颗粒会被水冷壁8捕集，在水冷壁8上形成液态的渣膜，渣膜靠导流和重力向下流动至下渣口12，排出反应器；携带灰颗粒的合成气上行，沿气化反应区4上部出口行走，当液态的灰颗粒与捕渣管接触后，液态的灰颗粒会被捕渣管捕集，形成液态的渣膜，渣膜靠导流和重力向下流动至下渣口12，排出反应器。通过捕渣管的设置，增加了液态灰颗粒被捕集的机会，提高了气化炉的捕渣率，产生的合成气携带的灰更少。
本实施例描述的反应器是圆筒形，多个煤粉烧嘴布置在气化反应区下部，煤气上行离开气化反应区，显然也可采用别的型式的反应器。
Claims (3)
1.一种高捕渣率的生产合成气的反应器，包括壳体(2)，其特征在于：壳体(2)内设置有水冷壁(8)，水冷壁(8)内围成的空间形成气化反应区(4)，所述壳体(2)承受气化压力，水冷壁(8)承受气化反应高温；水冷壁(8)向火侧敷设有耐火材料(7)；所述壳体(2)上设置有从集箱引入和引出冷却水通过水冷壁(8)的管嘴(9)，还设置有开车初期点火的组合式烧嘴(10)；所述气化反应区(4)中下部的水冷壁(8)上均布有煤粉和气化剂进入气化反应区反应的多个烧嘴(3)，气化反应区(4)下部即水冷壁(8)下部连接有下渣口(12)，下渣口(12)下部为渣池(1)；所述气化反应区(4)上部布置有捕渣装置(5)，捕渣装置(5)的捕渣管由水冷壁管制作而成。
2.根据权利要求1所述的一种高捕渣率的生产合成气的反应器，其特征在于：所述捕渣装置(5)的捕渣管(5-1)为盘状，多层布置，各层之间捕渣管(5-1)均匀错开，捕渣管(5-1)入口通过入水管(5-2)连通入水集箱(5-3)，出口通过出水管(5-4)连通出水集箱(5-5)，所述捕渣管(5-1)表面敷设耐火材料(7)。
3.根据权利要求1所述的一种高捕渣率的生产合成气的反应器，其特征在于：所述耐火材料(7)靠渣钉在水冷壁(8)上固定。
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| CN201620223690.1U CN205528625U (zh) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | 一种高捕渣率的生产合成气的反应器 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105670702A (zh) * | 2016-03-22 | 2016-06-15 | 胡志阳 | 一种高捕渣率的生产合成气的反应器及方法 |
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2016
- 2016-03-22 CN CN201620223690.1U patent/CN205528625U/zh not_active Expired - Fee Related
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