CN210215264U - 一种高效节能的流化床气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高效节能的流化床气化炉，首先通过将飞灰返回炉体的位置做了改变，保证飞灰进入高温区后更快速的发生气化反应，且进灰管出灰端向上延伸高度高于中心管出气端向上延伸的高度，使进入气化炉内的飞灰能快速的与中心射流气化剂发生反应，大大提高了气化效率和碳转化率，进而降低飞灰的碳含量；通过在分布板与炉体内壁的连接处设有弧形结构的耐火层，实现炉体内壁与分布板的圆滑过渡，可有效避免分布板与气化炉炉体内壁衔接处的大颗粒堆积；将排渣管的底端延伸至高压渣斗的内部，不仅可有效延长有布气环进入排渣通道内的气体的路径，而且布气环设于高压渣斗的内部，可延长其寿命。

Description

一种高效节能的流化床气化炉

技术领域：

本实用新型涉及煤气化领域，尤其涉及一种高效节能的流化床气化炉。

背景技术：

煤气化技术是洁净高效利用煤的一种重要方式，近年来受到众多关注及应用。流化床气化炉因炉内温度均匀，气固混合均匀、接触佳，气化效率高等原因广泛应用于煤气化工艺。但现有的流化床气化炉普遍存在以下问题：由于流化床气化炉底部设置有分布板，气化剂经分布板均匀分布后进入床层，但流化床气化炉气固流动存在筛分作用，床层下部较重的大颗粒相对较多，容易在分布板与气化炉炉体内壁衔接区域堆积，造成该区域死区面积越来越大、导致整体床层流化质量下降、气固接触不佳、反应不充分，该区域堆积的含残炭较多的大颗粒经排渣管线排出，导致碳转化率降低；同时，出口粗煤气中飞灰含量高，且飞灰中碳含量高；上述问题严重影响了流化床气化炉的气化效率及碳转化率，进而影响了企业的经济效益。

对于第一个问题，目前通常是通过提高气化温度及延长固相颗粒在炉内停留时间改善，但排出的灰渣中仍会夹杂一部分未转化完全的含碳量高的颗粒，且增加了能耗；对于第二个问题，往往是将飞灰从气化炉床层中部返回气化炉中进一步转化，但由于飞灰粒径较细，由气化炉床层中部返回气化炉的飞灰很容易在气化炉内的气流作用下，没来得及转化即又被夹带出气化炉，导致转化利用不充分，仍不能有效解决飞灰中碳含量高的问题。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单合理、气化效率高的高效节能的流化床气化炉。

本实用新型由如下技术方案实施：

一种高效节能的流化床气化炉，其包括炉体、分布板、排渣管、中心管、高压渣斗及变压渣斗，所述分布板倾斜设置，所述分布板的上下两端分别连接所述炉体的内壁和所述炉体底部的所述排渣管的顶端，所述中心管包括相互连通的竖直段和水平段，所述中心管的竖直段设于所述排渣管内，并与所述排渣管同心设置，所述中心管的水平段贯穿所述排渣管的管壁设于所述排渣管的管壁外，在所述分布板下方的所述炉体侧壁上开设有进气口，其还包括进灰管，所述进灰管包括相互连通的竖直段和水平段，所述进灰管套设于所述中心管外，并与所述中心管同心设置，所述进灰管的竖直段设于所述排渣管内，所述进灰管的水平段贯穿所述排渣管的管壁设于所述排渣管的管壁外，且远离所述排渣管的所述进灰管的水平段的一端与所述中心管外侧壁封闭设置，并开设有进灰口，所述进灰口与返灰管的出灰端固定连接。

在所述分布板与所述炉体内壁的连接处设有弧形结构的耐火层；

所述排渣管的底端延伸至所述高压渣斗的内部，所述高压渣斗的出口与所述变压渣斗的进口连通。

进一步的，所述进灰管出灰端向上延伸高度高于所述中心管出气端向上延伸的高度，且二者的高度差为所述中心管内径的0.5-1.5倍。

进一步的，所述中心管竖直段和所述进灰管竖直段的底端均延伸至所述高压渣斗内，所述中心管水平段和所述进灰管水平段均贯穿所述高压渣斗的侧壁设于所述高压渣斗外。

进一步的，所述返灰管沿所述进灰管水平段的进灰方向向下倾斜。

进一步的，返灰管与所述进灰管水平段的夹角为35-70°。

进一步的，其还包括进气管和与所述排渣管同心设置的布气环，所述进气管贯穿所述高压渣斗的侧壁与所述布气环连通；

在所述高压渣斗内的所述排渣管上固定套设有所述布气环，在所述排渣管上沿周向均匀开设有若干与所述布气环相连通的布气通孔。

进一步的，在所述布气通孔处固定设有布气管，所述布气管沿所述排渣管外壁向所述排渣管内壁的方向向下倾斜。

进一步的，所述布气管与水平方向的夹角为10-40°。

本实用新型的优点：

本实用新型首先通过将飞灰返回炉体的位置做了改变，使飞灰进入气化炉后直接进入中心射流形成的负压区，其为高温区，保证飞灰进入高温区后更快速的发生气化反应，且进灰管出灰端向上延伸高度高于中心管出气端向上延伸的高度，使进入气化炉内的飞灰能快速的与中心射流气化剂发生反应，大大提高了气化效率和碳转化率，进而降低飞灰的碳含量；同时，通过在分布板与炉体内壁的连接处设有弧形结构的耐火层，实现炉体内壁与分布板的圆滑过渡，可有效避免分布板与气化炉炉体内壁衔接处的大颗粒堆积，使床层处的气固良好接触，保证床层流化质量，确保气化炉内反应更彻底，防止含残炭较多的大颗粒经排渣管直接排出；此外，还将排渣管的底端延伸至高压渣斗的内部，不仅可有效延长有布气环进入排渣通道内的气体的路径，使其与灰渣充分接触，而且布气环设于高压渣斗的内部，有效减小炉体底部的高温对环形管的损坏，可延长其寿命。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例的结构示意图。

图中：炉体1、分布板2、排渣管3、中心管4、高压渣斗5、变压渣斗6、进气口7、进灰管8、返灰管9、耐火层10、布气环11、进气管12、布气管13。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1所示的一种高效节能的流化床气化炉，其包括炉体1、分布板2、排渣管3、中心管4、高压渣斗5及变压渣斗6，分布板2倾斜设置，分布板2的上下两端分别连接炉体1的内壁和炉体1底部的排渣管3的顶端，中心管4包括相互连通的竖直段和水平段，中心管4的竖直段设于排渣管3内，并与排渣管3同心设置，中心管4的水平段贯穿排渣管3的管壁设于排渣管3的管壁外，在分布板2下方的炉体1侧壁上开设有进气口7，其还包括进灰管8，进灰管8包括相互连通的竖直段和水平段，进灰管8套设于中心管4外，并与中心管4同心设置，进灰管8的竖直段设于排渣管3内，进灰管8的水平段贯穿排渣管3的管壁设于排渣管3的管壁外，且远离排渣管3的进灰管8的水平段的一端与中心管4外侧壁封闭设置，并开设有进灰口，进灰口与返灰管9的出灰端固定连接；

进灰管8和中心管4之间形成的环形通道为飞灰返炉通道，气化炉的粗煤气出口与气固分离装置连接，经分离后得到的飞灰颗粒通过返灰管9后经过此通道返回气化炉中心高温区参与气化反应。中心管4构成的内部空间为中心射流气化剂(水蒸气和氧气的混合介质，且氧气浓度高于由分布板2板面进入的气化剂中的氧气浓度)进气通道，喷射高速气流用于强化气化炉内流场、在中心区域形成高速扰动的高温区。在进灰管8内侧壁和中心管4外侧壁均设有耐磨衬，保证返回的飞灰在气流携带下，其不会因冲刷、磨损造成结构破坏。

在分布板2与炉体1内壁的连接处设有弧形结构的耐火层10，实现炉体1内壁与分布板2的圆滑过渡，可有效减小分布板2与气化炉炉体1内壁衔接处的死区面积；

排渣管3的底端延伸至高压渣斗5的内部，高压渣斗5的出口与变压渣斗6的进口连通。进灰管8与排渣管3之间形成环形的环隙排渣通道，用于将气化炉内气化后得到的灰渣排出气化炉后直接进入高压渣斗5、变压渣斗6中，经减压降温后排出系统。

进灰管8出灰端向上延伸高度高于中心管4出气端向上延伸的高度，且二者的高度差为中心管4内径的0.5-1.5倍，可以保证飞灰返回通道中飞灰进入气化炉后直接进入中心射流形成的负压区，其为高温区，保证飞灰进入高温区后更快速的发生气化反应，进而降低飞灰的碳含量。

中心管4竖直段和进灰管8竖直段的底端均延伸至高压渣斗5内，中心管4水平段和进灰管8水平段均贯穿高压渣斗5的侧壁设于高压渣斗5外。

返灰管9沿进灰管8水平段的进灰方向向下倾斜，且返灰管9与进灰管8水平段的夹角为35-70°，保证小颗粒飞灰在载气(本实施例中可采用二氧化碳或过热蒸汽)作用下顺畅进入。

本实施例还包括进气管12和与排渣管3同心设置的布气环11，进气管12贯穿高压渣斗5的侧壁与布气环11连通，且布气环11位于进灰管8水平段的下方。

在高压渣斗5内的排渣管3上固定套设有布气环11，在排渣管3上沿周向均匀开设有若干与布气环11相连通的布气通孔，在布气通孔处固定设有布气管13，布气管13沿排渣管3外壁向排渣管3内壁的方向向下倾斜，且布气管13与水平方向的夹角为10-40°，气体先向下运动并分散之后再向上运动，可避免直接向上吹，导致灰渣在告诉喷射气体的作用下对进灰管8的外壁造成磨损。

控制排渣量的气体(本实施例中为水蒸气)经进气管12进入布气环11内，经均匀设置的布气管13均匀分散后，进入环隙排渣通道内，进而上行进入气化炉中。

由于排渣管3的底端延伸至高压渣斗5的内部，一来，可有效延长有布气环11进入排渣通道内的气体的路径，使其与灰渣充分接触，灰渣可与气体充分换热，降低灰渣的温度，且气体分布均匀，可避免气体走短路造成排渣量不可控的问题；二来，布气环11设于高压渣斗5的内部，有效减小炉体1底部的高温对环形管的损坏，可延长其寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高效节能的流化床气化炉，其包括炉体、分布板、排渣管、中心管、高压渣斗及变压渣斗，所述分布板倾斜设置，所述分布板的上下两端分别连接所述炉体的内壁和所述炉体底部的所述排渣管的顶端，所述中心管包括相互连通的竖直段和水平段，所述中心管的竖直段设于所述排渣管内，并与所述排渣管同心设置，所述中心管的水平段贯穿所述排渣管的管壁设于所述排渣管的管壁外，在所述分布板下方的所述炉体侧壁上开设有进气口，其特征在于，其还包括进灰管，所述进灰管包括相互连通的竖直段和水平段，所述进灰管套设于所述中心管外，并与所述中心管同心设置，所述进灰管的竖直段设于所述排渣管内，所述进灰管的水平段贯穿所述排渣管的管壁设于所述排渣管的管壁外，且远离所述排渣管的所述进灰管的水平段的一端与所述中心管外侧壁封闭设置，并开设有进灰口，所述进灰口与返灰管的出灰端固定连接；

在所述分布板与所述炉体内壁的连接处设有弧形结构的耐火层；

所述排渣管的底端延伸至所述高压渣斗的内部，所述高压渣斗的出口与所述变压渣斗的进口连通。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能的流化床气化炉，其特征在于，所述进灰管出灰端向上延伸高度高于所述中心管出气端向上延伸的高度，且二者的高度差为所述中心管内径的0.5-1.5倍。

3.根据权利要求1所述的一种高效节能的流化床气化炉，其特征在于，所述中心管竖直段和所述进灰管竖直段的底端均延伸至所述高压渣斗内，所述中心管水平段和所述进灰管水平段均贯穿所述高压渣斗的侧壁设于所述高压渣斗外。

4.根据权利要求1所述的一种高效节能的流化床气化炉，其特征在于，所述返灰管沿所述进灰管水平段的进灰方向向下倾斜。

5.根据权利要求4所述的一种高效节能的流化床气化炉，其特征在于，返灰管与所述进灰管水平段的夹角为35-70°。

6.根据权利要求1所述的一种高效节能的流化床气化炉，其特征在于，其还包括进气管和与所述排渣管同心设置的布气环，所述进气管贯穿所述高压渣斗的侧壁与所述布气环连通；

在所述高压渣斗内的所述排渣管上固定套设有所述布气环，在所述排渣管上沿周向均匀开设有若干与所述布气环相连通的布气通孔。

7.根据权利要求6所述的一种高效节能的流化床气化炉，其特征在于，在所述布气通孔处固定设有布气管，所述布气管沿所述排渣管外壁向所述排渣管内壁的方向向下倾斜。

8.根据权利要求7所述的一种高效节能的流化床气化炉，其特征在于，所述布气管与水平方向的夹角为10-40°。

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