CN206418081U - 一种恒定液位带废锅气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种恒定液位带废锅气化炉，包括：外壳；外壳的上部定义为气化段，外壳的中部定义为辐射段，外壳的下部定义为激冷段。气化段内部包括膜式水冷壁，膜式水冷壁所限定的内部区域为气化室；辐射段内部包括内置辐射废锅组件，内置辐射废锅组件所限定的内部区域为辐射室；激冷段所限定的区域即是激冷室。该气化炉可以将高灰熔点的煤用于生产粗煤气，并将灼热粗煤气的辐射热以蒸汽的形式回收，还能通过气化炉结构使气化炉设备保持液位基本恒定，不需人工干预，从而从根本上保证了气化炉运行的安全。

Description

一种恒定液位带废锅气化炉

技术领域

本实用新型涉及煤气化技术领域，具体涉及一种恒定液位带废锅气化炉。

背景技术

本实用新型的气化炉是指煤气化炉，又称煤气发生炉(gas producer)，是将煤作为气化燃料进行可燃气体制造的炉子。而废锅(即废热锅炉，又称余热锅炉(waste heatboiler))是利用生产过程中的高温物流作为热源来生产蒸汽的换热器，它既是工艺流程中高温物流的冷却器，又是利用余热提供蒸汽的动力装置。

相关技术中的气化炉，例如带有辐射废锅组件的带废锅气化炉，已经得到了气化领域的广泛认可。其可以烧高灰熔点廉价煤的特性使得很多用户厂家得到了丰厚效益，并将高温粗煤气的辐射热以蒸汽的形式回收，再将粗煤气用水激冷到需要的温度。传统的带废锅气化炉需要通过调节排灰水流量以控制激冷室液位来保证水膜通道处于液位以下的安全位置，但是人为操作和通过仪表来控制液位不能保证万无一失，存有一定的安全隐患。

授权公告号为CN202881213U的中国专利文献公开了一种水激冷流程的气化炉激冷室液位保持装置，其包括气化炉主体、洗涤塔、高压冷凝液罐和冷凝液泵；其中，气化炉主体的产品气出气管与洗涤塔连通，高压冷凝液罐通过冷凝液泵分别与气化炉主体、产品气出气管和洗涤塔连通，其还包括冷凝液补水管，冷凝液补水管与气化炉主体的产品气出气管上的冷凝液进水管连通，在气化炉主体的中压氮气进气管顶端设有连接活节，中压氮气进气管与冷凝液补水管通过连接活节活动连接，在冷凝液补水管和中压氮气进气管分别设有截止阀。优点在于：提高气化炉运行周期，减少倒炉次数，降低经济损失和安全风险。

申请公布号为CN104101402A的中国专利文献公开了一种用于气化炉激冷室液位的精确测量系统，包括气化炉激冷室和差压液位计，所述的气化炉激冷室下部设有与密度运算模块通过信号线相连的双法兰差压液位变送器，密度运算模块通过信号线与差压液位计相连；所述的双法兰差压液位变送器上的上法兰口和下法兰口分别设置在气化炉激冷室的下部，且上法兰口与气化炉激冷室相连接的部位位于最小运行液位和烘炉液位之间。本实用新型的精确测量系统不但能够实时测量出液位的实际高度，还能确保烘炉时液位的测量。

上述用于气化炉液位保持的方法和装置均结构复杂，成本较高，且仍然需要人工操作。因此，本领域中需要结构简单、安装维护方便，不需人工操作且能从根本上保证气化炉液位安全的气化炉产品；另外，从节能和能源综合利用的角度考虑，该气化炉还应该带有废锅组件。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种恒定液位带废锅气化炉，该气化炉可以将高灰熔点的煤用于生产粗煤气，并将灼热粗煤气的辐射热以蒸汽的形式回收，还能通过气化炉结构使气化炉设备保持液位基本恒定，不需人工干预，从而从根本上保证了气化炉运行的安全。

为实现上述目的，本实用新型提出一种恒定液位带废锅气化炉，所述气化炉包括：外壳和内部组件；外壳内部空间的上部定义为气化段，中部定义为辐射段，下部定义为激冷段。

气化段内部包括烧嘴、膜式水冷壁和耐热通道。其中，膜式水冷壁所限定的内部区域为气化室；

辐射段内部包括内置辐射废锅组件。其中，内置辐射废锅组件所限定的内部区域为辐射室；

激冷段内部包括激冷水入口、激冷水膜发生器、水膜通道、粗煤气出口和渣出口。其中，激冷段所限定的区域为激冷室。

进一步地，烧嘴在外壳的顶部，烧嘴穿过外壳和膜式水冷壁进入气化室内部；气化室的底部有耐热通道。

进一步地，耐热通道伸入辐射室内部，辐射室的底部有水膜通道。

进一步地，水膜通道伸入至激冷室液位以下；激冷水入口与激冷水膜发生器连接，激冷水膜发生器与水膜通道顶端连接；粗煤气出口设在激冷段外壳上。

进一步地，在外壳轴向高度上，水膜通道的底端低于粗煤气出口的下缘，使得洗涤后的灰水通过溢流的方式溢流至粗煤气出口，与洗涤后的粗煤气一起被送至后工段。

在一个实施方案中，在外壳轴向高度上，水膜通道的底端低于粗煤气出口的下缘50-200cm，优选50-100cm，更优选80-100cm。

在一个实施方案中，内置辐射废锅组件采用双面水冷壁布置方式或部分双面水冷壁布置方式。

本实用新型技术方案的特点包括：

本设备结构合理，安装维护方便，通过气化炉结构设计使气化炉设备能够保持液位基本恒定，不需人工干预，从而从根本上保证了气化炉运行的安全。膜式水冷壁作为气化段壳体保护装置可以保证气化段壳体温度稳定不超温，不受气化室内部反应温度的影响，完全可以接受高灰熔点煤的考验。内置辐射废锅组件的主要作用是吸收灼热粗煤气的辐射热以产生蒸汽供发电机组用于发电，此外还兼作辐射段壳体保护装置，保证辐射段壳体温度稳定不超温。激冷室可以不设置灰水出口，不控制激冷室液位，以溢流的方式和激冷后的粗煤气一起排出气化炉，激冷室液位高度保持恒定。从源头断绝了激冷段壳体超温的危险，该结构形式可以使带废锅气化炉设备本身从真正意义上做到安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型实施例的恒定液位带废锅气化炉的剖面示意图；

图2是气化段的剖面示意图；

图3是辐射段的剖面示意图；

图4是激冷段的剖面示意图；

附图标记：

恒定液位带废锅气化炉(0)、外壳(1)、气化段(2)、辐射段(3)、激冷段(4)、气化室(20)、辐射室(30)、激冷室(40)、烧嘴(201)、膜式水冷壁(202)、耐热通道(203)、内置辐射废锅组件(301)、激冷水入口(401)、激冷水膜发生器(402)、水膜通道(403)、粗煤气出口(404)、渣出口(405)。

具体实施方式

下面通过实施例和附图来对本实用新型技术方案作进一步说明。所述实施例的示例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。应理解，下面通过参考附图描述的实施例仅是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如附图1-4所示，显示了本实用新型一个实施例中恒定液位带废锅气化炉的整体结构剖面示意图以及气化段、辐射段和激冷段的结构剖面示意图，其中：

恒定液位带废锅气化炉0包括：外壳1和内部组件；外壳1内部空间的上部定义为气化段2，中部定义为辐射段3，下部定义为激冷段4。

气化段2内部包括烧嘴201、膜式水冷壁202和耐热通道203。其中，膜式水冷壁202所限定的内部区域为气化室20；

辐射段3内部包括内置辐射废锅组件301。其中，内置辐射废锅组件301所限定的内部区域为辐射室30；

激冷段4内部包括激冷水入口401、激冷水膜发生器402、水膜通道403、粗煤气出口404和渣出口405。其中，激冷段4所限定的区域即是激冷室40。

烧嘴201在外壳1的顶部，烧嘴201穿过外壳1和膜式水冷壁202进入气化室20内部。气化室20的底部有耐热通道203。

耐热通道203伸入至辐射室30内部，辐射室30的底部有水膜通道403。

水膜通道403伸入至激冷室40液位以下；激冷水入口401与激冷水膜发生器402连接，激冷水膜发生器402与水膜通道403顶端连接；粗煤气出口404设在激冷段外壳1上。在外壳1轴向高度上水膜通道403的底端要低于粗煤气出口404的下缘。在一个实施方案中，水膜通道403的底端在外壳(1)轴向高度上低于粗煤气出口404的下缘100cm。

下面参考附图1-4描述根据本实用新型的恒定液位带废锅气化炉的工作过程。

作为煤气化反应原料的水煤浆和氧气通过烧嘴201进行混合并喷入气化室20，在气化室20内发生气化反应生成粗煤气和渣。膜式水冷壁202作为气化段壳体保护装置可以保证气化段壳体1温度稳定，不受气化室20内部反应温度的影响，完全可以接受高灰熔点煤的考验。

反应生成的粗煤气和渣从气化室20底部的耐热通道203进入内置辐射废锅组件301，内置辐射废锅组件301的主要作用是吸收灼热粗煤气的辐射热产生蒸汽供发电机组用于发电，此外还兼作辐射段3壳体的保护装置，保证其温度稳定不超温。在一个实施方案中，内置辐射废锅组件301采用部分双面水冷壁布置方式。

来自辐射室30的粗煤气和渣经水膜通道403进入激冷室40液面以下，粗煤气和渣在水浴中充分鼓泡，完成洗涤降温。激冷水通过激冷水入口401进入激冷水膜发生器402形成水膜。一方面，水膜作为冲洗水将跌落在水膜通道403上的渣不间断的冲走，防止积渣堵塞。另一方面，水膜作为保护水均布在水膜通道403内壁，防止水膜通道403因局部超温而导致变形。激冷水主要用于粗煤气的洗涤和降温，激冷水和粗煤气经过传质和传热后变成灰水，粗煤气中的细灰进入灰水，灰水通过溢流的方式溢流至粗煤气出口404，与洗涤后的粗煤气一起被送至后工段。较大的渣在激冷室40底部沉积经渣出口405排出。

上述实施例中，激冷室不设置灰水出口，不控制激冷室液位，洗涤后的灰水以溢流的方式和激冷后的粗煤气一起排出气化炉，激冷室液位高度保持基本恒定。这样的结构设置从源头断绝了激冷段壳体超温的危险，使带废锅气化炉设备本身从真正意义上做到本质安全，排除了人工操作以及仪表监控可能产生的失误和误差。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种恒定液位带废锅气化炉，所述气化炉包括：外壳和内部组件；所述外壳内部空间的上部为气化段，中部为辐射段，下部为激冷段，其特征在于，

所述气化段内部包括烧嘴、膜式水冷壁和耐热通道；其中，所述膜式水冷壁所限定的内部区域为气化室；

所述辐射段内部包括内置辐射废锅组件；其中，所述内置辐射废锅组件所限定的内部区域为辐射室；

所述激冷段内部包括激冷水入口、激冷水膜发生器、水膜通道、粗煤气出口和渣出口；其中，所述激冷段所限定的区域为激冷室。

2.如权利要求1所述的恒定液位带废锅气化炉，其特征在于，所述烧嘴在外壳的顶部，所述烧嘴穿过外壳和膜式水冷壁进入所述气化室内部；所述气化室的底部有耐热通道。

3.如权利要求2所述的恒定液位带废锅气化炉，其特征在于，所述耐热通道伸入辐射室内部，所述辐射室的底部有水膜通道。

4.如权利要求3所述的恒定液位带废锅气化炉，其特征在于，所述水膜通道伸入至激冷室液位以下；所述激冷水入口与激冷水膜发生器连接，所述激冷水膜发生器与水膜通道顶端连接；所述粗煤气出口设在激冷段外壳上。

5.如权利要求1-4中任一项所述的恒定液位带废锅气化炉，其特征在于，外壳轴向高度上，所述水膜通道的底端低于所述粗煤气出口的下缘，使得洗涤后的灰水通过溢流的方式溢流至粗煤气出口，与洗涤后的粗煤气一起被送至后工段。

6.如权利要求5所述的恒定液位带废锅气化炉，其特征在于，在外壳轴向高度上，所述水膜通道的底端低于粗煤气出口的下缘50-200cm。

7.如权利要求6所述的恒定液位带废锅气化炉，其特征在于，在外壳轴向高度上，所述水膜通道的底端低于粗煤气出口的下缘50-100cm。

8.如权利要求7所述的恒定液位带废锅气化炉，其特征在于，在外壳轴向高度上，所述水膜通道的底端低于粗煤气出口的下缘80-100cm。

9.如权利要求1-4中任一项所述的恒定液位带废锅气化炉，其特征在于，所述内置辐射废锅组件采用双面水冷壁布置方式或部分双面水冷壁布置方式。