CN209481577U - 全废锅流程多喷嘴干粉气化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，包括：带辐射废锅的气化炉和对流废锅，气化炉包括：壳体、主烧嘴和工艺烧嘴，壳体内形成气化室，气化腔内设置有第一水冷壁，气化室的底部收缩形成气化室出渣口；主烧嘴设置在壳体顶壁的中心位置；工艺烧嘴位于壳体顶壁上且邻近主烧嘴设置；辐射废锅与气化室出渣口相连，辐射废锅内设置有第二水冷壁和多个水冷屏，多个水冷屏沿周向均匀分布且分别与第二水冷壁相连，辐射废锅的底部收缩形成废锅出渣口；排渣池与废锅出渣口相连，排渣池的上部侧壁具有粗合成气出口，底部具有排渣口；对流废锅与粗合成气出口相连。因此，本实用新型的多喷嘴干粉气化系统具有煤粉转化率高和能量利用率高的优点。

Description

全废锅流程多喷嘴干粉气化系统

技术领域

本实用新型属于气化炉领域，具体而言，本实用新型涉及全废锅流程多喷嘴干粉气化系统。

背景技术

气化炉分为单喷嘴顶置气化炉和多喷嘴气化炉。单喷嘴气化炉，物料出口直接对着气化炉的出口，因此物料的停留时间短，导致气化炉的碳转化率降低。而多喷嘴气化炉，使喷入炉内的物料混合更加均匀，气化反应速率加快，提高碳转化率。

目前煤气化回收高温煤气显热工艺方案主要包括：激冷流程和废锅流程。其中激冷工艺最为常用，可以将气化室出来的高温煤气从1300摄氏度左右激冷到300摄氏度以下，设备结构简单，投资省，但是能量回收效率低。辐射废热锅炉可以将高温煤气从1300摄氏度冷却至700摄氏度左右，副产高温高压饱和蒸汽。增加对流废锅，使吸收中温合成气的显热，使热量进一步回收。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种具有能量利用率高、碳转化率高的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型一种全废锅流程多喷嘴干粉气化系统根据本实用新型的实施例，该全废锅流程多喷嘴干粉气化系统包括：

气化炉，所述气化炉包括：

壳体，所述壳体内形成气化室，所述气化室内设置有第一水冷壁，所述壳体的底部收缩形成气化室出渣口；

一个主烧嘴，所述主烧嘴设置在所述壳体顶壁的中心位置，所述主烧嘴适于向所述气化室喷射干粉煤、氧气和蒸汽；

至少两个工艺烧嘴，所述工艺烧嘴位于所述壳体顶壁上且邻近所述主烧嘴设置，所述工艺烧嘴适于向所述气化室喷射干粉煤、氧气和蒸汽；

辐射废锅，所述辐射废锅与所述气化室出渣口相连，所述辐射废锅内设置有第二水冷壁和多个水冷屏，所述多个水冷屏沿周向均匀分布且分别通过鳍片与所述第二水冷壁相连，所述辐射废锅的底部收缩形成废锅出渣口；

排渣池，所述排渣池与所述废锅出渣口相连，所述排渣池的上部侧壁具有粗合成气出口，底部具有排渣口；

对流废锅，所述对流废锅与所述粗合成气出口相连。

由此，本实用新型上述实施例的多喷嘴干粉气化系统，首先，由于在气化炉的顶壁上设置了一个主烧嘴和至少两个工艺烧嘴，进而可以同时利用烧主嘴和工艺烧嘴向气化腔室内喷射粉煤、氧气和蒸汽。由此可以显著提高气化室内的撞击流，增加煤粉与氧气和蒸汽的混合效果，从而使得煤粉能够充分燃烧气化，进一步提高碳转化率。另外，在气化室的底部连接辐射废锅和辐射废锅连接对流废锅，进一步提高了合成气的显热回收利用率。

另外，根据本实用新型上述实施例的多喷嘴干粉气化系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型中，所述主烧嘴内设置有点火棒，具有点火功能。

在本实用新型中，至少两个所述工艺烧嘴以所述主烧嘴为中心且在周向上均匀分布。

在本实用新型中，所述工艺烧嘴与所述主烧嘴呈10-45度夹角设置。

在本实用新型中，所述多个水冷屏包括间隔分布的多个长水冷屏和多个短水冷屏。

在本实用新型中，所述多个长水冷屏和所述多个短水冷屏沿周向上交叉间隔分布。

在本实用新型中，每相邻两个所述长水冷屏之间布置1-2个所述短水冷屏。

在本实用新型中，所述对流废锅与所述粗合成气出口通过外面包围水冷管的管道相连通。

在本实用新型中，所述对流废锅内设置有多组蛇形水冷管。

附图说明

图1是根据本实用新型一个实施例的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统的结构示意图。

图2是根据本实用新型一个实施例的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统中辐射废锅的水平截面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，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。

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种全废锅流程多喷嘴干粉气化系统。下面对本实用新型具体实施例的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统进行详细描述。

如图1所示，根据本实用新型具体实施例的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统包括：气化炉100和对流废锅200。

其中，气化炉包括：壳体110、一个主烧嘴120、至少两个工艺烧嘴130、辐射废锅140和排渣池150。

具体地，壳体110内形成气化室111，所述气化室111内设置有第一水冷壁112，所述壳体的底部收缩形成气化室出渣口113；主烧嘴120设置在所述壳体110顶壁的中心位置，所述主烧嘴120适于向所述气化室111内烧射干粉煤、氧气和蒸汽；工艺烧嘴130位于所述壳体110顶壁上且邻近所述主烧嘴120设置，所述工艺烧嘴130适于向所述气化室111喷射干粉煤、氧气和蒸汽；辐射废锅140与气化室出渣口113相连，所述辐射废锅140内设置有第二水冷壁141和多个水冷屏142，所述多个水冷屏142沿周向均匀分布且分别通过鳍片与所述第二水冷壁141相连，所述辐射废锅140的底部收缩形成废锅出渣口145；排渣池150与所述废锅出渣口145相连，所述排渣池150的上部侧壁具有粗合成气出口151，底部具有排渣口152。

对流废锅200与所述粗合成气出口151相连。

由此，本实用新型上述实施例的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，首先，由于在气化炉100的顶壁上设置了一个主烧嘴120和至少两个工艺烧嘴130，进而可以同时利用主烧嘴120和工艺烧嘴130向气化室111内喷射干粉煤、氧气和蒸汽。由此可以显著提高气化室内的撞击流增加粉煤与氧气和蒸汽的混合效果，从而使得粉煤能够充分燃烧气化，进一步提高粉煤的碳转化率。另外，在壳体110的底部连接辐射废锅140，辐射废锅连接对流废锅200，能够进一步提高了合成气显热回收利用率。

根据本实用新型的具体实施例，主烧嘴120设置在所述壳体110顶壁的中心位置，主烧嘴120内设置有点火棒，适于向气化室111内喷射干粉煤、氧气和蒸汽并进行点火。

根据本实用新型的具体实施例，至少两个工艺烧嘴130以主烧嘴120为中心且在周向上均匀分布，并向气化室111内喷射干粉煤、氧气和蒸汽。由此可以更好地对粉煤进行雾化，提高粉煤的碳转化率。

根据本实用新型的具体实施例，工艺烧嘴130与主烧嘴120呈α角度设置，α角度为10-45度夹角，如图1中所示。发明人发现，通过设置该角度可以，使物料充分混合进而进一步提高粉煤的碳转化率。如果角度过小达不到物料充分混合的效果，弱角度过大则会冲刷气化炉体，对气化炉体造成腐蚀，影响气化炉的使用寿命。

根据本实用新型的具体实施例，如图2所示，辐射废锅140内的多个水冷屏142包括间隔分布的多个长水冷屏143和多个短水冷屏144。

根据本实用新型的具体实施例，多个长水冷屏143和所述多个短水冷屏144沿周向上交叉间隔分布。由此可以进一步提高换热面积。

具体地，可以利用短水冷屏144将两个或者多个长水冷屏143间隔开，进而可以避免多个长水冷屏143排布紧密，容易造成积灰结渣、堵塞辐射废锅通道，影响设备运行。另外，还可以利用短水冷屏144填补两个或者多个长水冷屏143之间空隙，进而在有效提高换热面积的同时还不会对中间通道造成堵塞。

根据本实用新型的具体实施例，优选地，每相邻两个所述长水冷屏143之间布置1-2个短水冷屏144。采取这种水冷屏设置方式，可以在增大辐射废锅换热面积的同时，有效的避免辐射废锅内部积灰堵渣现象，在设备正常开车的情况下，最大的提升系统的换热效率。根据本实用新型的具体实施例，优选地，如图2所示，每相邻两个所述长水冷屏143之间布置1个短水冷屏144。并且多个长水冷屏143和所述多个短水冷屏144之间可以沿周向上均匀分布，进而可以提高换热均匀性和辐射废锅140的结构稳定性。

另外，发明人发现，如图2所示，将每相邻的长水冷屏143和短水冷屏144之间的夹角α控制为15-45度，可以有效保持水冷屏组中长水冷屏143和短水冷屏144的分布密度，使得水冷屏142达到最大换热面积和最佳换热效果。另外，发明人还发现，使得每相邻两个第一水冷屏之间的夹角为15-45度还可以避免熔渣堵塞和挂壁，进而提高换热效率，节省成本。

根据本实用新型的具体实施例，每个长水冷屏143具有6-15根水冷管。由此可以有效提高换热面积。并且长水冷屏143的水管个数还可以根据长水冷屏143由第二水冷壁141向中心方向延伸的宽度不造成熔渣堵塞、挂壁和具有一定操作空间为准。

具体地，如图2所示，所述长水冷屏143与所述第二水冷壁141通过鳍片相连，所述长水冷屏143的宽度L1为所述合成气下行通道半径R的1/11-1/4。由此可以在保证最大换热面积的同时，不会造成积灰结渣、堵塞辐射废锅通道。

根据本实用新型的具体实施例，每个所述短水冷屏144具有3-6根水冷管。由此可以有效弥补两个长水冷屏143之间空隙，进而最大限度地提高换热面积。并且短水冷屏144的水管根数还可以根据短水冷屏144由第二水冷壁141向中心方向延伸的宽度不造成熔渣堵塞、挂壁和具有一定操作空间为准。

具体地，如图2所示，短水冷屏144与所述第二水冷壁141通过鳍片相连，所述短水冷屏144的宽度L2为所述合成气下行通道半径R的2/35-1/9。由此可以在保证最大换热面积的同时，不会造成熔渣堵塞和挂壁。

根据本实用新型的具体实施例，对流废锅200与所述粗合成气出口151通过外面包围水冷管的管道210相连通，外面包围水冷管的管道也可以理解为套管式水冷管。由此可以避免合成气热量损失，提高能量回收利用率。

根据本实用新型的具体实施例，对流废锅200内设置有多组蛇形水冷管。由此可以进一步提高换热效率，提高合成气显热回收率。

由此，根据本实用新型上述实施例的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，首先，气化炉采用一个主烧嘴和至少两个工艺烧嘴环绕的布置方式，同时喷入干煤粉、氧气和蒸汽，可以显著提高物料混合效果，进而使得粉煤能够充分燃烧气化，提高粉煤的碳转化率。其次，生产的合成气和废渣进入辐射废锅140内通过与多个长水冷屏143、多个短水冷屏144和第二水冷壁141进行充分换热，显著提高了换热面积，提高显热回收效率。另外，合成气再次进入对流废锅200内进行热量回收，而且对流废锅200内采用多组蛇形水冷管的设置，进一步提高的显热回收效率。因此，本实用新型实施例的多喷嘴干粉气化系统具有煤种适应性好、粉煤碳转化率高、合成气显热回收效率高的显著优点。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，其特征在于，包括：

气化炉，所述气化炉包括：

壳体，所述壳体内形成气化室，所述气化室内设置有第一水冷壁，所述气化室的底部收缩形成气化室出渣口；

一个主烧嘴，所述主烧嘴设置在所述壳体顶壁的中心位置，所述主烧嘴适于向所述气化室喷射干粉煤、氧气和蒸汽；

至少两个工艺烧嘴，所述工艺烧嘴位于所述壳体顶壁上且邻近所述主烧嘴设置，所述工艺烧嘴适于向所述气化室烧射干煤粉、氧气和蒸汽；

辐射废锅，所述辐射废锅与所述气化室出渣口相连，所述辐射废锅内设置有第二水冷壁和多个水冷屏，所述多个水冷屏沿周向均匀分布且分别通过鳍片与所述第二水冷壁相连，所述辐射废锅的底部收缩形成废锅出渣口；

排渣池，所述排渣池与所述废锅出渣口相连，所述排渣池的上部侧壁具有粗合成气出口，底部具有排渣口；

对流废锅，所述对流废锅与所述粗合成气出口相连。

2.根据权利要求1所述的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，其特征在于，所述主烧嘴内设置有点火棒，具有点火功能。

3.根据权利要求2所述的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，其特征在于，至少两个所述工艺烧嘴以所述主烧嘴为中心且在周向上均匀分布。

4.根据权利要求3所述的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，其特征在于，所述工艺烧嘴与所述主烧嘴呈10-45度夹角设置。

5.根据权利要求1所述的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，其特征在于，所述多个水冷屏包括间隔分布的多个长水冷屏和多个短水冷屏。

6.根据权利要求5所述的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，其特征在于，所述多个长水冷屏和所述多个短水冷屏沿周向上交叉间隔分布。

7.根据权利要求6所述的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，其特征在于，每相邻两个所述长水冷屏之间布置1-2个所述短水冷屏。

8.根据权利要求1所述的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，其特征在于，所述对流废锅与所述粗合成气出口通过外面包围水冷管的管道相连通。

9.根据权利要求8所述的全废锅流程多喷嘴干粉气化系统，其特征在于，所述对流废锅内设置有多组蛇形水冷管。