CN2461925Y - 一种循环流化床气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生产发生炉煤气、半水煤气和水煤气的循环流化床气化炉。其包括气化炉本体及由惯性分离器和下排气旋风分离器串联而成的二级分离装置和各自独立的返料系统。惯性分离器设有热管,其冷却段分别与上、下集水管相连;下排气旋风分离器中间以热管为导流体,上部为冷却水箱,下部设有带冷却水夹套的排气管,以连接水管连接。炉本体内设有带风帽的布风板和二次风喷嘴,其气化效率高,运行稳定,开停炉方便,煤种适应性广,同时适用于连续与间歇两种气化工艺。

Description

一种循环流化床气化炉

本实用新型涉及以固态含炭物料生产发生炉煤气、半水煤气和水煤气的一种装置，特指一种循环流化床气化炉。

流化床气化炉由于可使用粉煤，煤气中不含焦油和酚类，净化容易，且炉子没有运动部件，运行可靠等特点。在工业上正得到日益广泛的应用。但由于流化床气化炉操作温度偏低，粉尘带出物多，排渣含碳量高、炉出口温度高等问题，致使气化效率低，从而制约了该类气化炉的发展。虽然已有一些不同结构的流化床气化炉问世，但这些炉型在运行中均存在不同的缺陷。如德国高温温克勒气化炉及中国专利97202018.7“沸腾床粉煤气发生炉”，它们炉体内不设布风装置，用喷嘴射流造成料层处于流化状态，这种结构造成气化炉操作运行不稳定，开停炉不方便。美国U-Gas气化炉采用三级串联的旋风分离装置，且分离得到的煤灰均采用重力回输的方法返回炉体内，在炉体内采用底部射流和锥形布风孔板组合的布风装置，这种装置结构复杂，在运行中易从布风孔板中向风室漏煤，且锥形布风板直接接触高温料层，使布风孔板容易变形。实际工业运行结果表明：采用重力回输不能使大量返料煤灰返回到炉内氧化区，致使这些煤灰在炉内外反复循环而不参与反应，无法提高气化炉的炭转化率，存在气化效率低的问题。

本实用新型的目的是提供一种气化效率高，运行稳定，开、停炉方便，煤种适应性广的循环流化床气化炉。

本实用新型的目的是这样来实现的：它包括气化炉本体，其顶部设有煤气出口管，中部设有加煤口，下部设有两个返料口，底端连接风室，风室上设有进风口，在煤气出口管后连接二级分离装置，及位于其下方的料管和与气化炉返料口相连的返料器，其特征在于二级分离装置由惯性分离器和下排气旋风分离器串联而成，惯性分离器中设有热管，热管的冷却段与上、下集水总管相连，下排气旋风分离器的上部设有冷却水箱，中间设有热管构成的导流体，下部设有带冷却水夹套的排气管，以连接水管连接冷却水箱和排气管的水夹套。

惯性分离器中热管为整体式热管，热管的加热段带倒勾的鳍片，冷却段为带水夹套的管段。下排气旋风分离器后设有L阀返料器，将煤灰返回炉本体内，气化炉本体底部设有带风帽的布风板，在炉本体加煤口上方设有4-6个二次风喷嘴。

本实用新型与现有技术相比，其优点在于：

1、采用二级不同形式的分离装置串联的结构及L阀与自身重力两种返料方式，可有效保证分离下来的煤灰返回到炉内氧化区，参与反应，从而提高气化炉的气化效率。实验结果表明气化效率一般为90％以上，气化强度可达2000kg/m².h。

2、由于采用带风帽的布风装置，使开、停气化炉灵活，运行稳定。

3、煤种适应性广除煤炭外还可用于生物质气化。

4、既适用于连续气化工艺，又可用于间歇气化工艺。

下面结合附图和实施例对本实用新型的具体结构做详细的描述。

图1是本实用新型的结构剖视图

图2是图1的I部放大图

图3是图2的A-A剖视图

图4是图1的B-B剖视图

1、排渣管    2、花板           3、布风板          4、隔热板

5、风帽      6、扩张段         7、加煤            8、二次风喷嘴

9、炉本体    10、耐火保温层    11、煤气出口管

12、整体式热管  13、上集水总管    14、惯性分离器

15、下集水总管    16、灰斗        17、煤气出      18、煤气进口

19、冷却水箱    20、下排气旋风分离器              21、热管

22、连接水管    23、排气管       24、耐火保温层

25、灰斗        26、料管         27、料管         28、返料口

29、L阀         30、返料口       31、进风         32、风室

33、热管冷却段   34、水夹套      35、集水分管

36、带倒勾的鳍片  37、热管加热段  38、隔板     39、肋片

如图1、2、3、4所示，本实用新型具有一个直立的内带耐火保温衬里4的炉本体9，其上部与下部为不同直径的圆形垂直段，中部为圆锥形的扩张段6，扩张角度为30-40°。炉本体9顶部设有煤气出口管11，扩张段6上方设有原料煤的加煤口7，在加煤口7上方约500mm处均布有4-6个二次风喷嘴8，炉本体9下部设有两个返料口28、30，布风板3位于炉本体9的底端与风室32相连，其由花板2和敷设其上的隔热层4及安装在花板2上呈同心圆布置的风帽5组成，且在布风板3中央设有排渣管1。风室32为钢板制作的圆筒形，其上设有向炉本体9供应气化剂的进风口31。煤气出口管11后连接惯性分离器14，其内排列有数根由加热段37和冷却段33组成的整体式热管12，整体式热管12的加热段37带倒勾的鳍片36，冷却段33为带水夹套34的管段。水夹套34通过上下两端不同的集水分管35再与上、下集水总管13、15相连。惯性分离器14的下部设置隔板38，其下方为灰斗16，料管27上端连接灰斗16，下端与返料口28相连，惯性分离器14的煤气出口17直接与下排气旋风分离器煤气进口20相连，惯性分离器14与下排气旋风分离器20内都设有耐火保温层24，在下排气旋风分离器20上部设有冷却水箱19，中间设有带肋片39的热管21，每根热管21的肋片39相互搭接形成一个园筒形的导流体。冷却水箱19经4根均布的连接水管22与下排气旋风分离器20下部的排气管23的水夹套相连，下排气旋风分离器20下端为灰斗25，灰斗25下端连接料管26，L阀29的上部连接料管26，下部与返料口30相连。

经干燥处理后的0-10mm的粉煤(水分控制＜10％)由螺旋给煤机自加煤口7不断向炉本体9内供应原料煤，气化剂(如氧和水蒸汽的混合气或空气和水蒸汽的混合气)，从进风口31经风室32由布风板3上的风帽5进入炉本体9内，使原料煤在气化剂的作用下，形成流化燃烧，发生气化反应，使料层温度迅速升高至950-1000℃，在此温度下加入的原料煤很快热解气化。从料层中夹带出的煤粉上升到二次风喷嘴8处，与构成一旋涡面的二次风喷嘴8喷入的气化剂混合气化，进一步提高气化效率。而950-1000℃粗煤气从煤气出口管11进入惯性分离器14将粗煤气中的煤粉进行初分离，可将其中约60％的煤粉分离下来经灰斗16，料管27，由返料口28进入料层中重新气化。由于惯性分离器14中的整体式热管12的热交换作用使此时煤气冷却约70-100℃，而下集水总管15中的水得到加热。然后初步冷却后的煤气再进入下排气旋风分离器20，进一步分离和降温，使分离下来的煤粉由灰斗25经料管26、L阀29返料，从返料口30进入料层中重新气化，并且冷却水箱19的水被加热，而从带冷却水夹套的排气管23引出的煤气温度降低到800-850℃，再经过余热回收、除尘、净化等设备，最后以符合要求的燃料气供应用户。

Claims (5)

1、一种循环流化床气化炉包括：气化炉本体(9)，炉本体(9)顶部设有煤气出口管(11)，中部设有加煤口(7)，下部设有两个返料口(28,30)，底端下连接风室(32)，其上设有进风口(31)，煤气出口管(11)后连接二级分离装置，及位于其下的料管(26,27)和与气化炉返料口(30)相连的L阀(29)返料器，其特征在于二级分离装置由惯性分离器(14)和下排气旋风分离器(20)串联而成，惯性分离器(14)中设有热管(12)，热管(12)的冷却段(33)与上、下集水总管(13,15)相连，下排气旋风分离器(20)的上部设有冷却水箱(19)，中间设有热管(21)构成的导流体，下部设有带冷却水夹套的排气管(23)，连接水管(22)连接冷却水箱(19)和排气管(23)的水夹套。

2、根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于惯性分离器(14)中热管为整体式热管(12)，热管的加热段(37)带倒勾的鳍片(36)，冷却段(33)为带水夹套(34)管段。

3、根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于下排气旋风分离器(20)后设有L阀(29)返料器，将煤灰返回炉本体(9)内。

4、根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于炉本体(9)底部设有带风帽(5)的布风板(3)。

5、根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于在加煤口(7)上方设有4～6个二次风喷嘴(8)。

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