CN214735584U - 两段出气式气化炉和煤气化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种两段出气式气化炉和煤气化系统。气化炉包括：炉体，包括壁部和由壁部围合形成的腔室，壁部具有顶部的进料口和底部的排渣口，腔室由进料口至排渣口的方向上至少区分为干馏区、气化区和燃烧区，壁部设有第一排气口和第二排气口，第一排气口设置于干馏区和进料口之间、且与干馏区连通；炉衬，设置于炉体的壁部朝向腔室的表面，炉衬具有在炉体的高度方向上相继分布的第一衬段和第二衬段，且第二衬段靠近进料口设置，第二衬段内设有沿炉体的高度方向延伸的煤气通道，煤气通道的进气口位于气化区，煤气通道的出气口与第二排气口连通。采用本实用新型所提供的两段出气式气化炉，能提高粗煤气质量，同时降低废水处理难度。

Description

两段出气式气化炉和煤气化系统

本实用新型是基于申请号为201922179983.0、申请日为2019年12月06日、申请人为西安航天源动力工程有限公司，北京航天创新专利投资中心(有限合伙)、发明创造名称为“两段出气式气化炉和煤气化系统”的实用新型提出的分案申请。

技术领域

本实用新型属于煤气化技术领域，具体涉及一种两段出气式气化炉和煤气化系统。

背景技术

煤炭作为一种化石燃料，是目前甚至未来很长一段时间内人们生产生活必不可缺的能源之一。如果将煤炭直接燃烧不仅浪费了大量资源，更会排放SO₂、NO_x、CO等有害气体，造成环境污染。因此，推动煤炭的清洁利用已经成为行业发展的必然选择。煤气化是在一定压力温度下，采用气化剂与煤炭进行反应，使煤炭转化成CO、H₂和CH₄等可燃气体，是煤炭清洁利用的重要途径之一。气化炉是煤气化技术的关键设备。现有的气化炉内进行煤气化产生的焦油和粗煤气的混合气体一起从顶部排出，导致粗煤气的质量较差，同时后续煤气洗涤系统会产生大量含油废水，极难处理。

实用新型内容

本实用新型提供一种可提高煤气质量且降低废水处理难度的两段出气式气化炉，还提供一种包含该两段出气式气化炉的煤气化系统。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种两段出气式气化炉，其包括：

炉体，包括壁部和由壁部围合形成的腔室，壁部具有顶部的进料口和底部的排渣口，腔室由进料口至排渣口的方向上至少区分为干馏区、气化区和燃烧区，壁部设有第一排气口和第二排气口，第一排气口设置于干馏区和进料口之间、且与干馏区连通，通过第一排气口排出干馏区的煤气；

炉衬，设置于炉体的壁部朝向腔室的表面，炉衬具有在炉体的高度方向上相继分布的第一衬段和第二衬段，且第二衬段相对靠近进料口设置，第二衬段内设有沿炉体的高度方向延伸的煤气通道，煤气通道的进气口位于气化区，煤气通道的出气口与第二排气口连通，以通过第二排气口排出气化区的部分或全部煤气。

本实用新型所提供的两段出气式气化炉由进料口至排渣口的方向上依次包括干馏区、气化区和燃烧区，原料煤由进料口进入炉内，在气化剂作用下，依次经历干馏、气化和燃烧。炉体的壁部朝向腔室的表面设有炉衬，可起到维持炉内高温环境和保护壁部的作用。同时，靠近进料口设置的第二衬段内具有沿炉体高度方向延伸的煤气通道，煤气通道连通气化区和第二排气口。这样，可通过第二排气口送出气化区的部分或全部煤气，并在送出气化炉之前进行显热交换，以满足干馏区的温度需求。由气化区送出的煤气的有效气(CO+H₂)含量高，其基本不含焦油、H₂S等杂质，且CH₄含量很低。该煤气经洗涤除尘降温后，得到高质量的粗煤气。洗涤煤气后的煤气水几乎不含焦油，且成分简单，水质较好，因此可循环用于煤气洗涤。最终产生的废水进行处理的难度也大大降低。

原料煤在干馏区发生干馏的产物主要为焦油和甲烷。尤其是，气化区的一部分煤气送出气化炉，另一部分煤气上升至干馏区，此时其中的H₂可在加压条件下对焦油进行加氢，由此能提升副产油的品位。并且由于气化区上升至干馏区的煤气量减少，能够减缓干馏区的煤气流速，由此能在进一步提升副产油产率和品位的同时，减少干馏区排出的煤气的含尘量，降低除尘负荷。干馏区的煤气由第一排气口送出，经分离后，可回收副产油品和剩余煤气。剩余煤气可根据其成分选择回收或做燃料。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，腔室还包括位于进料口和干馏区之间的干燥区，第一排气口位于干燥区和进料口之间。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，第一排气口相对于第二排气口靠近进料口设置。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，第二排气口设置于第一排气口和干燥区之间。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，第二衬段可具有沿其厚度方向凸出于第一衬段的凸出部。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，煤气通道可位于第二衬段的凸出部。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，第二衬段内可设有沿其周向间隔分布的多个煤气通道，多个煤气通道分别与第二排气口连通。优选地，煤气通道的数量可以为4～6个。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，在第二衬段的与第二排气口对应的区域内设有沿其周向延伸的环形通道，环形通道与第二排气口连通，多个煤气通道各自与环形通道连通。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，第一衬段为等内径结构，第二衬段至少包括等内径段，第二衬段的等内径段的内径d与第一衬段的内径D之间满足d＜D。在一些实施例中，0.5≤d/D＜1。优选地，第二衬段的等内径段的内径d与第一衬段的内径D之比d/D可为0.5～0.95，优选为0.6～0.9，更优选为0.6～0.8。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，第二衬段还可包括变内径段，变内径段靠近进料口设置，变内径段的内径由进料口至排渣口的方向呈减小的梯度。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，可以是第二衬段的凸出部和第一衬段之间圆滑过渡。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，第一排气口与第二排气口之间的间距记为h，第一排气口与煤气通道的进气口之间的间距记为H，其可满足0.1≤h/H≤0.3。优选地，0.15≤h/H≤0.25。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，煤气通道的进气口的口径可由内至外呈增加的梯度。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，壁部可包括相互套设并彼此间隔设置的内壁部和外壁部，内壁部围合形成腔室，内壁部和外壁部之间形成供换热介质流动的夹层。优选地，夹层靠近进料口的区域的宽度大于夹层其它区域的宽度。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，内壁部可具有靠近所述进料口的蛇形弯折段。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，壁部和炉衬之间还可设置有粘接层。在一些实施例中，在粘接层对应炉体的下半段的区域埋设有多个加强栓。优选地，粘接层可包括浇注料层。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，炉衬可包括耐火砖砌层。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，气化炉还可包括熔渣池，设置于腔室内且位于燃烧区与排渣口之间，熔渣池与排渣口连通。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，气化炉还可包括原料分布装置，对应进料口设置于腔室内。

在本实用新型第一方面的一些实施例中，炉体还包括气化剂喷嘴安装口，设置于壁部的对应燃烧区的区域，气化剂喷嘴安装口在远离腔室的方向上沿靠近进料口的方向倾斜设置。

本实用新型第二方面提供一种煤气化系统，其包括根据本实用新型第一方面的气化炉。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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，还可以根据附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种两段出气式气化炉的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种两段出气式气化炉的局部结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的一种煤气化系统的示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、炉体；

110、壁部；111、内壁部；111a、蛇形弯折段；112、外壁部；113、夹层；

120、腔室；121、干馏区；122、气化区；123、燃烧区；124、干燥区；

130、进料口；

140、排渣口；

150、第一排气口；

160、第二排气口；

200、炉衬；

210、第一衬段；

220、第二衬段；221、等内径环形段；222、变内径环形段；223、凸出部；

230、煤气通道；231、进气口；232、出气口；

300、气化剂喷嘴安装口；

400、浇注料层；

500、熔渣池；

600、加强栓；

1、气化炉；2、加煤单元；3、排渣单元；4、气化剂供给单元；5、夹套水循环单元；6、煤气洗涤单元；7、煤气除尘和油气分离单元。

具体实施方式

为了使本实用新型的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”、“几个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的实施例的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的上述实用新型内容并不意欲描述本实用新型中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

首先说明本实用新型第一方面提供的一种两段出气式气化炉。参照图1和图2，本实用新型提供的一种两段出气式气化炉包括炉体100和设置于炉体100上的炉衬200。

炉体100包括壁部110和由壁部110围合形成的腔室120，壁部110具有顶部的进料口130和底部的排渣口140，腔室120由进料口130至排渣口140的方向上至少区分为干馏区121、气化区122和燃烧区123，壁部110设有第一排气口150和第二排气口160，第一排气口150与干馏区121连通，以排出干馏区121的煤气。

炉衬200设置于炉体100的壁部110朝向腔室120的表面。炉衬200具有在炉体100的高度方向(如图1中的X方向)上相继分布的第一衬段210和第二衬段220，且第二衬段220相对靠近进料口130设置。第二衬段220内设有沿炉体100的高度方向延伸的煤气通道230。煤气通道230在其延伸方向上具有相对的进气口231和出气口232，其中进气口231位于气化区122，出气口232与第二排气口160连通，以通过第二排气口160排出气化区的部分或全部煤气。

本实用新型所提供的两段出气式气化炉由进料口130至排渣口140的方向上依次包括干馏区121、气化区122和燃烧区123，原料煤由进料口130进入炉内，在气化剂作用下，依次经历干馏、气化和燃烧。炉体100的壁部110朝向腔室120的表面设有炉衬200，可起到维持炉内高温环境和保护壁部110的作用。同时，靠近进料口130设置的第二衬段220内具有沿炉体100高度方向延伸的煤气通道230，煤气通道230连通气化区122和第二排气口160。这样，可通过第二排气口160送出气化区122的部分或全部煤气，并在送出气化炉之前进行显热交换，以满足干馏区121的温度需求。由气化区122送出的煤气主要组分为CO、H₂、CO₂和CH₄。该煤气的有效气(CO+H₂)含量高(如≥90％)，其基本不含焦油、H₂S等杂质，且CH₄含量很低(如≤1％，≤0.5％，或≤0.1％)。煤气的组分含量均指的是体积百分含量。该煤气经洗涤除尘降温后，得到高质量的粗煤气。洗涤煤气后的煤气水几乎不含焦油，且成分简单，水质较好，因此可循环用于煤气洗涤。最终产生的废水进行处理的难度也大大降低。

若该粗煤气用作合成氨的原料，可直接将该粗煤气送至合成氨系统中的变换工段进行CO变换，简化合成氨的工艺。采用水洗涤后的粗煤气还可携带20％～50％的水蒸气，将其直接送入变换工段，还可减少变换工段补入的水蒸气量。

原料煤在干馏区121发生干馏的产物主要为焦油和甲烷。尤其是，将气化区122的一部分煤气送出气化炉，另一部分煤气上升至干馏区121，此时其中的H₂在加压条件下对焦油进行加氢，由此能提升副产油的品位。并且由于气化区122上升至干馏区121的煤气量减少，能够减缓干馏区121的煤气流速，由此能在进一步提升副产油产率和品位的同时，减少干馏区121排出的煤气的含尘量，降低除尘负荷。干馏区121的煤气由第一排气口150送出，经分离后，可回收副产油品和剩余煤气。剩余煤气可根据其成分选择回收或做燃料。如，剩余煤气主要包括CH₄、CO和H₂，其可用于城市燃气或厂区锅炉燃料。

在一些实施例中，第一衬段210可为等内径的环形结构，第二衬段220至少包括等内径环形段221，第二衬段220的等内径环形段221的内径d与第一衬段210的内径D之比d/D可＜1，例如d/D为0.5～0.95，0.6～0.9，或0.6～0.8。如d/D为0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85或0.9。这样可使气化区122的取气点(即煤气通道230的进气口231)上方的炉体内径小于其取气点下方的炉体内径，由此可在排出气化区122的部分或全部煤气的情况下，保持腔室120内流场和温度场的稳定性，从而可提高煤气的产量和质量，且使副产油具有较高的产率和品位。

在一些实施例中，第二衬段220还可包括变内径环形段222，变内径环形段222相对于等内径环形段221靠近进料口130设置，其中变内径环形段222的内径由进料口130至排渣口140的方向呈减小的梯度。也就是，变内径环形段222的内径可由进料口130至排渣口140的方向逐渐减小。这样便于原料煤进入腔室120进行气化，且更好地维持腔室120内流场和温度场的稳定。

在一些实施例中，第二衬段220可具有沿其厚度方向凸出于第一衬段210的凸出部223。其中，凸出部223由气化区122沿炉体100的高度方向朝向进料口130延伸。这样可实现所述d/D在所需范围内，即使得气化区122的取气点(即煤气通道230的进气端)上方的炉体内径小于其取气点下方的炉体内径。并且，凸出部223的设计还能简化气化炉的制备工艺。

在一些实施例中，可以是第二衬段220的凸出部223和第一衬段210之间圆滑过渡。即，凸出部223的底面为弧形面。这样可进一步减小气化区122排出部分或全部煤气时对腔室120内流场和温度场的影响。

在一些可选的实施例中，通过使第二衬段220的厚度大于第一衬段210的厚度而形成凸出部223。进一步地，凸出部223朝向腔室120的表面可包括沿炉体100高度方向延伸的竖直面、连接于竖直面远离进料口130的一端且延伸至第一衬段210的弧形面、以及连接于竖直面靠近进料口130的一端且沿靠近壁部110的方向延伸的倾斜面。这样能有效地发挥上述效果。

在一些实施例中，炉衬200可包括耐火砖砌层。例如，炉衬200是由耐火砖堆砌形成的。在堆砌过程中预留孔道作为煤气通道230。采用耐火砖砌层能使炉衬200具有较高的耐高温性和强度，提高其使用寿命。

在一些实施例中，第一衬段210的对应燃烧区123部分可采用高导热系数的耐火砖砌层。这样可以将燃烧区123的富余热量经由夹套冷却水引出，从而可防止燃烧区123的高温对壁部110的损害。第一衬段210的对应气化区122的部分可采用低导热系数的耐火砖砌层。这样可使腔室120内满足煤气化温度需求。尤其是，干馏区121的温度可得到提高，由此可减少甲烷的生成量，提高有效气产量。

第二衬段220的凸出部223可为高导热系数的耐火砖砌层。这样可以提高煤气通道230内的煤气的显热交换效率，提高干馏区121的温度。第二衬段220的位于壁部110和凸出部223之间的部分可为低导热系数的耐火砖砌层，以保护壁部110不受煤气的高温损害。

在一些实施例中，壁部110和炉衬200之间还设置有粘接层400。通过粘接层400将炉衬200牢固地粘接于壁部110。可选地，粘接层400包括浇注料层。浇注料层是根据实际需求由浇注料浇注成型，其具有较高的粘接强度和耐火性。

进一步地，还可在粘接层400对应炉体100的下半段的区域埋设多个加强栓600。如在粘接层400靠近炉体100的气化剂喷嘴安装口(详见下文的描述)的区域埋设多个加强栓600。这样可进一步加强炉体100的强度。作为示例，可在壁部110上设有孔，以供加强栓600穿过，之后进行浇注料浇注，浇注料层成型且将加强栓600埋设于其中。

在一些实施例中，第二衬段220具有所述凸出部223，煤气通道230可位于第二衬段220的凸出部223。这样既可在便于取出气化区122的煤气，又便于煤气在煤气通道230流出过程中进行显热交换。此外，第二衬段220的位于煤气通道230与壁部110之间的部分还起到隔热的作用，以保护壁部110。

在一些实施例中，可在第二衬段220内设有沿其周向间隔分布的多个煤气通道230，多个煤气通道230分别与第二排气口160连通。这样，既可便于根据实际需求送出预设量的气化区122煤气，又可使炉衬200具有较高的强度，以保证其在高温高压工作环境下的长寿命。

优选地，第二衬段220内煤气通道230的数量可为4～6个，如4个、5个或6个。

当第二衬段220内具有多个煤气通道230时，可在第二衬段220与第二排气口160对应的区域内设有沿其周向延伸的环形通道，该环形通道与第二排气口160连通，多个煤气通道230各自与该环形通道连通。由此，实现多个煤气通道230与第二排气口160的连通。

在一些实施例中，煤气通道230的进气口231可位于腔室120内800℃～1100℃温度区间的位置。该处的煤气基本不含焦油、H₂S等杂质，且CH₄含量少。进一步地，煤气通道230的进气口231可位于腔室120内约为900℃～1000℃温度区间的位置。该处的煤气温度约为900℃～1000℃，其主要组成为CO、H₂、CO₂和少量CH₄(如≤1％)，其基本不含焦油、H₂S等杂质。

在一些实施例中，煤气通道230的进气口231的口径由内至外呈增加的梯度。即，煤气通道230的进气口呈喇叭状。这样便于取气。

在一些实施例中，第一排气口150相对于第二排气口160靠近进料口130设置。例如，第一排气口150可设置于干馏区121和进料口130之间的位置。进一步地，第一排气口150可对应腔室120内温度约为100℃～500℃区间的位置。更进一步地，第一排气口150可对应腔室120内温度约为200℃～400℃区间的位置。尤其是，第一排气口150可对应腔室120内温度约为200℃～300℃区间的位置。由此，第一排气口150送出温度约为200℃～300℃的含油煤气。

进一步地，第一排气口150与第二排气口160之间的间距记为h，第一排气口150与煤气通道230的进气口231之间的间距记为H，h和H之间满足0.1≤h/H≤0.3，进一步地，0.15≤h/H≤0.25。这样能充分利用气化区122送出的煤气的显热，同时保证较高的干馏煤气质量。

在一些实施例中，腔室120还包括位于进料口130和干馏区121之间的干燥区124。原料煤由进料口130进入两段出气式气化炉内，先进行干燥，之后依次经历干馏、气化和燃烧。此时，第一排气口150可位于干燥区124和进料口130之间。这样可利用煤气的显热对原料煤进行干燥。第二排气口160可设置于第一排气口150和干馏区121之间。优选地，第二排气口160可设置于第一排气口150和干燥区124之间。

在一些实施例中，炉体100还包括气化剂喷嘴安装口300。气化剂喷嘴安装口300可设置于壁部110的对应燃烧区123的区域。例如，可沿壁部110的周向间隔设置有4～6个气化剂喷嘴安装口300，如4个、5个或6个。气化剂喷嘴设置于气化剂喷嘴安装口300，以向炉体100的燃烧区123提供气化剂。

进一步地，气化剂喷嘴安装口300在远离腔室120的方向上沿靠近进料口130的方向倾斜设置。气化剂喷嘴安装口300向上倾斜设置，可使气化剂喷嘴相应地倾斜安装。

在一些实施例中，壁部110可包括相互套设并彼此间隔设置的内壁部111和外壁部112，内壁部111围合形成腔室120，内壁部111和外壁部112之间形成供换热介质流动的夹层113。即壁部110形成夹套结构，其夹层113内可通入冷却水，以对壁部110进行降温保护。

在一些实施例中，夹层113靠近进料口130的区域的宽度大于夹层113其它区域的宽度。此处“宽度”指的是夹层113沿壁部110的壁厚方向的尺寸。这样，夹层113具有较大的顶部空间，可用于产生蒸汽。蒸汽113在夹层113顶部汇集，还可起到对进料的原料煤进行预热的作用。

在一些实施例中，内壁部111可具有靠近进料口130的蛇形弯折段111a。此处可形成应力释放结构。当腔室120内的操作温度和压力较大，对壁部110产生膨胀力时，可由该蛇形弯折段111a释放膨胀力，以保护壁部110。

在一些实施例中，气化炉还可包括熔渣池500。熔渣池500设置于腔室120内且位于燃烧区123与排渣口140之间，熔渣池500与排渣口140连通。燃烧区123燃烧剩余灰渣可在燃烧区123的高温环境下由固态转变为液态熔渣，并向下流入熔渣池500，之后由排渣口140间歇地向外排出。熔渣池500可以为锥形结构。

在一些实施例中，气化炉还可包括原料分布装置(图中未示出)，对应进料口130设置于腔室120内。通过原料分布装置可以使原料煤形成分布均匀平整的固定床煤层。作为示例的原料分布装置可包括分布器和搅拌器。

本实用新型的两段出气式气化炉对原料煤的种类没有严格要求，例如可以是低阶煤、中阶煤、高阶煤等。其中低阶煤占我国煤炭总储量的55％以上，其具有水分含量高、挥发分含量高、煤活性高等特点。采用本实用新型的两段出气式气化炉对低阶煤进行气化，可避免其直接燃烧造成的资源浪费和排放SO₂、NO_x、CO等有害气体，并且可产出高价值的煤气、副产油等资源。

可选地，原料煤可为块煤或碎煤。例如，原料煤的粒度可为6mm～60mm。

原料煤可间歇送入本实用新型的两段出气式气化炉中，在加压的条件下，以水蒸气和氧气作为气化剂进行固定床式气化。这样可在低水蒸气和低氧气消耗的情况下，进一步提高煤气产量和副产油产率。气化压力例如可以是2MPa～6.5MPa，如2.5MPa～4MPa。本领域技术人员可根据后续系统配置情况选择不同的气化压力。

本实用新型第二方面提供一种煤气化系统，参照图3，其包括根据本实用新型第一方面的两段出化式气化炉1。因此，煤气化系统至少具有与两段出化式气化炉相同的有益效果。

在一些实施例中，煤气化系统还可包括加煤单元2，向气化炉1的进料口130提供原料煤。加煤单元2可包括输煤胶带、煤仓、煤锁等。例如，煤锁连接于进料口远离腔室120的一侧，煤仓连接于煤锁上方，输煤胶带向煤仓输煤。

煤气化系统还可包括排渣单元3，用于气化炉1排渣。排渣单元3可包括依次连接于排渣口140侧的连接短节、激冷室、渣锁等。

煤气化系统还可包括气化剂供给单元4，用于为气化炉1供应气化剂。气化剂供给单元4可包括蒸汽管道、氧气管道、以及与蒸汽管道和氧气管道连接的混合器等。混合器将蒸汽和氧气混合后，送入腔室120。

煤气化系统还可包括夹套水循环单元5，用于壁部110的夹层水循环，以带走壁部的热量。

煤气化系统还可包括煤气洗涤单元6，用于对第二排气口160送出的粗煤气的洗涤和降温。煤气洗涤单元6可包括与第二排气口160连接的文丘里洗涤器和连接于文丘里洗涤器下游的气液分离器。文丘里洗涤器可洗涤除去煤气中的粉尘，并将煤气降温至180℃～190℃。

煤气化系统还可包括煤气除尘和油气分离单元7，用于对第一排气口150送出的煤气的除尘和分离，以获得副产油和剩余煤气。煤气除尘和油气分离单元7可包括旋风除尘器、电除焦油器和油水分离器等，其中除尘后的煤气经电除焦油器除焦油后，再经冷却器使油分和水冷凝，之后经油水分离器分离，即可获得副产油和剩余煤气。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种两段出气式气化炉，其特征在于，包括：

炉体，包括壁部和由所述壁部围合形成的腔室，所述壁部具有顶部的进料口和底部的排渣口，所述腔室由所述进料口至所述排渣口的方向上至少区分为干馏区、气化区和燃烧区，所述壁部设有第一排气口和第二排气口，所述第一排气口设置于所述干馏区和所述进料口之间、且与所述干馏区连通，通过所述第一排气口排出所述干馏区的煤气；

炉衬，设置于所述炉体的壁部朝向所述腔室的表面，所述炉衬具有在所述炉体的高度方向上相继分布的第一衬段和第二衬段，且所述第二衬段相对靠近所述进料口设置，所述第二衬段内设有沿所述高度方向延伸的煤气通道，所述煤气通道的进气口位于所述气化区，所述煤气通道的出气口与所述第二排气口连通，以通过所述第二排气口排出所述气化区的部分或全部煤气。

2.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第一排气口相对于所述第二排气口靠近所述进料口设置。

3.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述腔室还包括位于所述进料口和所述干馏区之间的干燥区，所述第一排气口位于所述干燥区和所述进料口之间。

4.根据权利要求3所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第二排气口设置于所述第一排气口和所述干燥区之间。

5.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第二衬段具有沿其厚度方向凸出于所述第一衬段的凸出部，所述煤气通道位于所述第二衬段的所述凸出部。

6.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第二衬段内设有沿其周向间隔分布的多个所述煤气通道，多个所述煤气通道分别与所述第二排气口连通。

7.根据权利要求6所述的两段出气式气化炉，其特征在于，在所述第二衬段的与所述第二排气口对应的区域内设有沿其周向延伸的环形通道，所述环形通道与所述第二排气口连通，多个所述煤气通道各自与所述环形通道连通。

8.根据权利要求1-7任一项所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第一衬段为等内径结构，所述第二衬段至少包括等内径段，所述第二衬段的所述等内径段的内径d与所述第一衬段的内径D之间满足0.5≤d/D＜1。

9.根据权利要求8所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第二衬段还包括变内径段，所述变内径段靠近所述进料口设置，所述变内径段的内径由所述进料口至所述排渣口的方向呈减小的梯度。

10.根据权利要求5所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第二衬段的所述凸出部和所述第一衬段之间圆滑过渡。

11.根据权利要求2所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第一排气口与所述第二排气口之间的间距记为h，所述第二排气口与所述煤气通道的所述进气口之间的间距记为H，其中满足0.1≤h/H≤0.3。

12.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述煤气通道的所述进气口的口径由内至外呈增加的梯度。

13.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述壁部包括相互套设并彼此间隔设置的内壁部和外壁部，所述内壁部围合形成所述腔室，所述内壁部和外壁部之间形成供换热介质流动的夹层；

所述夹层靠近所述进料口的区域的宽度大于所述夹层其它区域的宽度；

所述内壁部具有靠近所述进料口的蛇形弯折段。

14.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述壁部和所述炉衬之间还设置有粘接层，所述粘接层包括浇注料层，在所述粘接层对应所述炉体的下半段的区域埋设有多个加强栓。

15.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述气化炉还满足如下中的一项以上：

所述炉衬包括耐火砖砌层；

所述气化炉还包括熔渣池，设置于所述腔室内且位于所述燃烧区与所述排渣口之间，所述熔渣池与所述排渣口连通；

所述气化炉还包括原料分布装置，对应所述进料口设置于所述腔室内；

所述炉体还包括气化剂喷嘴安装口，设置于所述壁部的对应所述燃烧区的区域，所述气化剂喷嘴安装口在远离所述腔室的方向上沿靠近所述进料口的方向倾斜设置。

16.一种煤气化系统，其特征在于，包括权利要求1至15任一项所述的气化炉。

Images