CN214142211U - 气化炉 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种气化炉，属于化工技术领域。气化炉包括：气化炉本体；煤粉管道，其贯穿所述气化炉本体，并伸入所述气化炉本体内；氢气管道，其设于气化炉本体的周向，并与气化炉本体连通，氢气管道的数量为至少两个；煤粉管道的中心轴线与氢气管道的中心轴线能够相交于一点。煤粉管道设置在气化炉本体的顶部，能够防止进入气化炉内的煤粉与气化炉顶部接触而滞留在顶部，周向设置的氢气管道，使煤粉管道与各氢气管道之间设有距离，避免了热传导导致的煤粉管道升温引起的煤粉输送不稳定和堵塞现象的发生，便于煤粉管道中进入气化炉的煤粉与从氢气管道中喷出的氢气发生碰撞，更好的实现对煤粉的冲击和混合，有效促进煤粉与氢气的充分接触和反应。

Description

气化炉

技术领域

本实用新型属于化工技术领域，具体涉及一种新型的气化炉。

背景技术

煤加氢气化的气化炉采用的烧嘴多数是一体化的烧嘴，氧气管道、氢气管道与煤粉管道都集中做成一体式，一体式烧嘴结构紧凑，各管道相邻设置，距离较近，虽然在一定程度上节省了烧嘴设置所占的空间，但是在加氢气化过程中，为了能实现氢气与氧气的自发燃烧，一般需要把氢气预先加热到较高温度才能促使热氢气和氧气自燃，所以无论哪一种一体式烧嘴结构，接近反应器的氢气都是带有较高温度的，氢气温度一般≥450℃，尤其是在一体内混式烧嘴出口管道内的氢气温度更高，达850℃以上，氢气温度高就会通过热传导使得煤粉管道温度升高，煤粉管道温度升高，会使得煤粉中的水分蒸发出现板结现象或发生化学反应导致粘结性增强，直接影响输送的稳定性，甚至会发生堵塞。为防止煤粉管道被高温氢气管道影响而升温，一般会给煤粉管道外层增加冷却水来降温，但是冷却水的使用，在降低煤粉管道温度的同时，也同样影响氢气管道的温度，导致烧嘴整体热损增加，原料气消耗加大，同时也增加了烧嘴加工的难度。如何简化烧嘴加工难度，并解决高温氢气与煤粉管道一体化设置而导致的煤粉温度升高引起的输送不稳定或堵塞问题，是目前需要解决的主要问题。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种气化炉，以解决高温氢气与煤粉管道一体化设置而导致的煤粉温度升高引起的输送不稳定或堵塞问题。

本申请提供一种气化炉，包括：

气化炉本体；

煤粉管道，其贯穿所述气化炉本体，并伸入所述气化炉本体内；

氢气管道，其设于所述气化炉本体的周向，并与所述气化炉本体连通，所述氢气管道的数量为至少两个；

氧气管道，其同轴穿设于所述氢气管道中；

其中，所述煤粉管道的中心轴线与所述氢气管道的中心轴线能够相交于一点。

进一步地，伸入所述气化炉本体内的所述煤粉管道的长度与其内直径设有第一预设比值。

进一步地，所述第一预设比值的范围为1:1～1:3。

进一步地，各所述氢气管道沿所述气化炉本体的周向均匀对称设置。

进一步地，所述煤粉管道伸入所述气化炉本体的端部距离各所述氢气管道的中心延长线的长度与所述煤粉管道的内直径设有第二预设比值。

进一步地，所述第二预设比值的范围为1:1～1:5。

进一步地，所述煤粉管道的中心轴线与各所述氢气管道的中心轴线设有第一预设夹角。

进一步地，所述第一预设夹角范围为70°～120°。

进一步地，所述煤粉管道外壁面和所述气化炉的内壁面设有相交的第一点；

所述氢气管道外壁面和所述气化炉本体的内壁面设有相交的第二点；

所述第一点和所述第二点之间的最短距离连线与所述煤粉管道中心轴线设有第二预设角度。

进一步地，所述第二预设角度的范围为40°～70°。

本申请具有的有益效果：

本申请提供的气化炉，煤粉管道伸入气化炉本体内部，能够防止进入气化炉内的煤粉与气化炉本体内顶部接触而滞留在顶部，氢气管道设置在气化炉本体的周向，使得煤粉管道与各氢气管道之间设有距离，避免了热传导导致的煤粉管道升温引起的煤粉输送不稳定和堵塞现象的发生，同时，便于煤粉管道中进入气化炉的煤粉与从氢气管道中喷出的氢气发生碰撞，更好的实现对煤粉的冲击和混合，有效促进煤粉与氢气的充分接触和反应。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1是根据本实用新型实施例提供的气化炉的半剖结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例提供的气化炉的俯视结构示意图。

其中，1-气化炉本体，2-煤粉管道，3-氢气管道，4-氧气管道；

L₁-煤粉管道底部距离各氢气管道的中心延长线的长度；

L₂-煤粉管道的内直径。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

本申请提供一种气化炉，包括：气化炉本体1；煤粉管道2，其贯穿所述气化炉本体1，并伸入气化炉本体1内；氢气管道3，其设于气化炉本体1的周向，并与气化炉本体1连通，氢气管道3的数量为至少两个；氧气管道4，其同轴穿设于氢气管道3中；其中，煤粉管道2的中心轴线与氢气管道3的中心轴线能够相交于一点。

在本实施例中，煤粉管道2设置在气化炉本体1顶部的中轴线位置处，与水平面垂直设置，伸入气化炉本体1内的煤粉管道2的长度与其内径长度设有第一预设比值。煤粉管道2贯穿气化炉本体1，并伸入到气化炉本体1内部的目的是，保证在输送煤粉时，避免煤粉因为其输送速度和气化炉本体1内的气流返混，造成煤粉接触到气化炉本体1内的顶部，进而导致煤粉滞留在气化炉本体1内的顶部问题。将煤粉管道2伸入到气化炉本体1内预设长度，将伸入气化炉本体1内的煤粉管道2长度与其直径按第一预设比例设置，进而能相应的控制煤粉的输送速度和煤粉在气化炉本体1内初始分散流动的位置，降低煤粉发生返混回流，并滞留在气化炉本体1顶部的问题。

在一优选实施例中，第一预设比值的范围为1:1～1:3，在节省管道材料的同时，能够防止进入气化炉本体1内的煤粉与气化炉本体1内顶部接触而滞留在气化炉本体1内顶部的问题，还提高煤粉的整体气化转化率。降低煤粉滞留在气化炉本体1内顶部可能出现的局部气化反应，进一步导致的气化炉顶部温度升高问题；从而能够保护气化炉顶部，防止气化炉顶部的局部部分和粉煤管道超温。

氧气管道4设置在氢气管道3的内部，氢气管道3环套在氧气管道4外，应当理解的是，氧气管道4的内径按照氧气量的需求进行设定。输送的氧气能够与高温氢气迅速发生燃烧并将剩余的氢气加热到更高的温度，促进氢气与煤粉的气化反应的发生，同时氧气四周都被氢气包裹住，避免氧气逸出而与煤粉发生反应生成碳氧化合物进而减低有效气体产率的问题。

在本实施例中，在气化炉的底部还设有固体产物的出口，以及气化炉中部设置的气相产物出口，以排出相应的产物。

在本实施例中，各氢气管道3沿气化炉本体1的周向均匀对称设置。使得氢气在气化炉外部通过直接或间接加热方式预先预热到一定的温度，防止高温氢气影响煤粉管道2的温度。氢气管道3的内径按照氢气用量需求设定，还可以在氢气管道3上设置有一阀门，从而能够调节氢气管道3中流通的氢气量。

在本实施例中，煤粉管道2伸入气化炉本体1的端部距离各氢气管道3的中心延长线的长度(即煤粉管道2底部距离各氢气管道3的中心延长线的长度L₁)与煤粉管道2的内直径L₂设有第二预设比值。煤粉管道2的中心轴线与各氢气管道3的中心轴线设有第一预设夹角α，并且，煤粉管道2外壁面和气化炉的内壁面设有相交的第一点；氢气管道3外壁面和气化炉本体1的内壁面设有相交的第二点；第一点和第二点之间的最短距离连线与煤粉管道2中心轴线设有第二预设角度β。通过第二预设比值、第一预设夹角α和第二预设角度β设置，以确定煤粉管道2和各氢气管道3在气化炉本体1上的相对位置关系。

在一优选实施例中，使第二预设比值的范围为1:1～1:5，第一预设夹角α范围为70°～120°，以及第二预设角度β的范围为40°～70°，确定了如图1所示的煤粉管道2与氢气管道3的相对位置，从而能够避免热传导导致的煤粉管道2升温引起煤粉输送不稳定和堵塞现象的发生，同时便于通过煤粉管道2进入气化炉的煤粉与从氢气管道3喷出的氢气相碰撞，确保氢气气流与煤粉流碰撞时，还可以保持一定的速度和力度，从而实现对煤粉的冲击和混合，有效促进煤粉与氢气的充分接触和反应。

在本实施例中，为保证氢气气流能够与下落的煤粉管道2充分的接触，设置有四个氢气管道3，分别沿煤粉管道2的周向均匀设置，保证了氢气气流能够和下落的煤粉充分接触和反应。

本申请提供的气化炉，煤粉管道2贯穿伸入气化炉本体1内，能够防止进入气化炉内的煤粉与气化炉本体1内顶部接触而滞留在顶部，氢气管道3设置在气化炉本体1的周向，使得煤粉管道2与各氢气管道3之间设有距离，避免了热传导导致的煤粉管道2升温引起的煤粉输送不稳定和堵塞现象的发生，同时，便于煤粉管道2中进入气化炉的煤粉与从氢气管道3中喷出的氢气发生碰撞，更好的实现对煤粉的冲击和混合，有效促进煤粉与氢气的充分接触和反应。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种气化炉，其特征在于，包括：

气化炉本体；

煤粉管道，其贯穿所述气化炉本体，并伸入所述气化炉本体内；

氢气管道，其设于所述气化炉本体的周向，并与所述气化炉本体连通，所述氢气管道的数量为至少两个；

氧气管道，其同轴穿设于所述氢气管道中；

其中，所述煤粉管道的中心轴线与所述氢气管道的中心轴线能够相交于一点。

2.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，伸入所述气化炉本体内的所述煤粉管道的长度与其内直径设有第一预设比值。

3.根据权利要求2所述的气化炉，其特征在于，所述第一预设比值的范围为1:1～1:3。

4.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，各所述氢气管道沿所述气化炉本体的周向均匀对称设置。

5.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述煤粉管道伸入所述气化炉本体的端部距离各所述氢气管道的中心延长线的长度与所述煤粉管道的内直径设有第二预设比值。

6.根据权利要求5所述的气化炉，其特征在于，所述第二预设比值的范围为1:1～1:5。

7.根据权利要求5所述的气化炉，其特征在于，所述煤粉管道的中心轴线与各所述氢气管道的中心轴线设有第一预设夹角。

8.根据权利要求7所述的气化炉，其特征在于，所述第一预设夹角范围为70°～120°。

9.根据权利要求7所述的气化炉，其特征在于，

所述煤粉管道外壁面和所述气化炉的内壁面设有相交的第一点；

所述氢气管道外壁面和所述气化炉本体的内壁面设有相交的第二点；

所述第一点和所述第二点之间的最短距离连线与所述煤粉管道中心轴线设有第二预设角度。

10.根据权利要求9所述的气化炉，其特征在于，所述第二预设角度的范围为40°～70°。

Images