CN2641050Y

CN2641050Y - 灰粘聚循环流化床粉煤多元气化工业生产装置

Info

Publication number: CN2641050Y
Application number: CNU032627319U
Authority: CN
Inventors: 毛少祥; 任沛建; 贺永德; 秦世范; 蔡元; 王治普; 应美玕; 王宏军; 陈一萍; 王洪金; 王敏; 贺祖蔚; 张志斌; 张红潮; 陈玉铭; 曹培生; 杨俊杰; 张玉才
Original assignee: QINJIN COAL GASIFIED ENGINEERI
Current assignee: Shaanxi Huaxiang Energy Technology Group Co., Ltd.
Priority date: 2003-09-08
Filing date: 2003-09-08
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2013-09-08

Abstract

本实用新型是一种灰粘聚循环流化床粉煤多元气化工业生产装置。它包括其上部呈圆筒形、下部呈渐缩的圆锥形流化床粉煤气化炉体、设在该气化炉体下部的多元气体给气分布器、设在气化炉体煤气出口处的列管式锅炉、在列管式锅炉的煤气出口处接有一级旋风分离器，该一级旋风分离器的飞灰出口通过一个灰量调节阀和气力输送管与气化炉体下部相接。本装置去除了已有气化炉体较小的斜台阶结构，解决了灰渣沉积的问题；还将列管式锅炉与气化炉体从结构上分开，保证了气化炉安全运行，并使其便于拆卸、检修。其进一步改进方案是实现定时排灰，防止环境污染；还通过加设二级旋风分离器，对煤气作进一步净化，并将分离出的细灰用做良好的炭黑原料。

Description

灰粘聚循环流化床粉煤多元气化工业生产装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用粉煤制取化工合成气(如：合成氨、甲醇、醋酸、草酸等)或制取工业燃料气和城市煤气的工业生产装置，具体地说，它是一种灰粘聚循环流化床粉煤多元气化工业生产装置。

背景技术

在已有技术中，中国专利ZL94202278.5提供了一种“灰熔聚流化床气化装置”，它包括一个流化床粉煤气化炉体、设在该气化炉体下部的给气分布器、一个对气化炉体产生的煤气进行冷却的内置式锅炉。所述气化炉体下部是一个圆筒形，圆筒形上部通过一个圆锥段连接一个扩大圆筒形段；所述的给气分布器设在气化炉体内的下部，并与气化炉体形成一体。同时，所述的内置式锅炉安装在气化炉内的上部。该专利存在的问题是：不适合于大规模连续的工业生产，其主要原因是：在气化炉体下部的圆筒段与上部的扩大段之间存在着一个角度较小的斜台阶，大规模生产时，极易沉积灰渣，当灰渣沉积到一定量时，就会突然崩落，造成气化炉体振动，同时，对气化炉内下部高温燃烧区的粉煤气化造成严重影响，使气化反应恶化，不利于粉煤的充分高温燃烧，也影响了灰渣的熔聚，使装置不能长周期稳定运行，又由于气化炉体与给气分布器制成一体，并需要利用气化炉体下部的圆筒形炉壁来形成环形气室，因此，在已有气化炉的基础上改变其形状来解决这一问题的可能性很小。其次，内置式锅炉在高温下长时间地连续工作，其锅炉管磨损，需要进行检修，以保证生产的顺利进行，然而已有的内置式锅炉是与气化炉体制成一体的，其炉管装在气化炉内，不便于拆卸，很难进行检修。其三，如果本装置用于工业化生产，它就要在长时间的高温下工作，因此，装置之间连接的管道和阀门都应该具备耐高温的性能，而已有技术在这方面的问题没有解决，在长时间的高温工作环境下，极易出现故障而使生产不能连续进行。其四，是没有灰渣的收集器，排渣系统不完善，灰渣不定时自然下落排灰，对环境污染较大。

实用新型的内容

本实用新型的目的是针对已有技术的缺陷，按照工业化大生产长周期稳定运行的要求，首先是提供一种适合于在高温下长周期连续运行的灰粘聚循环流化床粉煤多元气化工业生产装置，其次是使本装置运行稳定可靠、故障率低、便于维修和使灰、渣能够密闭收集及再利用，防止灰渣对环境的污染。

为实现上述目的，本实用新型的解决方案如下：

它包括一个流化床粉煤气化炉体、设在该气化炉体下部的多元气体给气分布器、设在该气化炉体上部的一个对气化炉体产生的煤气进行冷却及余热回收的锅炉、在所述气化炉的煤气出口处接有一级旋风分离器，所述的一级旋风分离器的飞灰出口通过一个灰量调节阀和气力输送管与气化炉体下部相接，所述一级旋风分离器的煤气出口与后续煤气净化设备相接，其改进之处是：所述的气化炉体上部呈圆筒形，其下部呈渐缩的圆锥形，所述气化炉体顶部封闭，并留有煤气出口，在所述的气化炉壁上至少设有一个位于气化炉体下部的进料口；所述的多元气体给气分布器包括一个上端与气化炉体下端密封连接的圆筒形外壳、同轴安装在该圆筒形外壳中的多段布气导渣管和设在该布气导渣管中轴处的中心射流管，所述的布气导渣管由上部的圆锥布气管段、中部的耐高温圆锥导渣管段和下部的耐高温导渣立管段依次连接构成，并且所述圆锥布气管段的上口与气化炉体下口对接，所述圆筒形外壳的下端向轴心处收口，并与所述的导渣立管段外壁密封连接，从而形成圆筒形外壳与布气管之间的环形气室，在该给气分布器上至少还设有与中心射流管相接的送气管、与环形气室相接的送气管，与导渣立管相接的送气管；所述的锅炉采用列管式锅炉，并安装在所述气化炉体外的煤气出口处。

本实用新型进一步的改进方案是：

在所述列管式锅炉的煤气出口与一级旋风分离器的煤气入口的连接管道上设有一个耐高温膨胀节。

在所述气化炉体的中部设有二次进风口。

在导渣立管下口连接一个耐高温下灰控制阀，在该耐高温下灰控制阀的出灰管口处接有一个贮灰罐，在贮灰罐的下灰管上也设有一个耐高温下灰控制阀。

在一级旋风分离器与后续煤气处理设备之间加设一组二级旋风分离器，该二级旋风分离器的飞灰出口处连有一个耐高温下灰控制阀，在该耐高温下灰控制阀的出灰管口处接有一个贮灰罐，在贮灰罐的下灰管上也设有一个耐高温下灰控制阀。

通过上述解决方案可以看出，本实用新型首先将给气分布器与气化炉体从结构分开，然后实现了气化炉体下半部形状的改进，去除了气化炉体中部的角度较小的斜台阶，解决了灰渣沉积的问题。其二，是采用一个外置的列管式锅炉，使锅炉与气化炉体从结构上分开，便于拆卸、检修。本实用新型进一步的改进方案之一是可以防止在连续高温生产的情况下由于热膨胀而造成的管道断裂，特别是列管式锅炉与一级旋风分离器之间的连接管道。改进方案之二是通过加二次进风使气化炉内的燃烧更加充分。改进方案之三是通过加设灰渣收集器来实现封闭式定时排灰，以防止环境污染。改进方案之四是通过加设二级旋风分离器对产出的煤气作进一步净化，以达到后续处理设备的净化要求，同时，它分离出的细灰还可用做良好的炭黑原料。

附图说明

图1、本实用新型的整体结构示意图。

图2、给气分布器的放大结构示意图。

图3、图2中多段布气管的俯视图。

图4、本实用新型具体实施例之一的整体结构示意图。

具体实施方式

参见图1，所述循环流化床粉煤气化炉体1的上部呈圆筒形，其下部呈渐缩的圆锥形，气化炉体1的内壁上设有耐高温材料1.1，其下部设有进料口16，中部设有二次进风口17，气化炉体顶部封闭，中心留有煤气出口2，在该出口处通过法兰连接所述的列管式锅炉3；所述的列管式锅炉的煤气出口通过导管4与一级旋风分离器6的煤气入口相接，同时，为了防止导管4因热膨胀而引起变形和接口断裂，在导管4上设有一个耐高温膨胀节5；所述的一级旋风分离器6的飞灰出口通过导管7、耐高温下灰量调节阀8、气力输送管9与气化炉体1的下部相接；在所述的气化炉体1的底部设有多元气体给气分布器；参见图2、3，它由圆筒形外壳10、多段布气导渣管11、中心射流管12、送气管13、14、15构成，多段布气导渣管11的上部是所述圆锥布气管段11.1，其圆锥面与中轴线的夹角为40～50度，并在圆锥面上设有布气孔11.11，其中部是所述的圆锥导渣管段11.2，其圆锥面与中轴线夹角为5～30度，其下段是所述的导渣立管段11.3；由于气化炉产生的粘聚灰渣温度很高，所以，圆锥导渣管段和导渣立管段必须采用耐高温材料，或者管壁内侧设置耐高温材料11.4，以适应长周期高温下的排渣。

再参见图1、2，本装置的工作原理是：从进料口16向炉内加入粉煤，蒸汽G1从送气管13送入环形气室11.5，然后通过布气管段11.1均匀的喷出，将粉煤托起，氧气G2通过送气管14送入中心射流管，并从上口射出，从而在给气分布器的上方形成燃烧的密相流化床层，并且由于氧气的作用，可在流化化床层中形成局部高温燃烧区，粉煤在高温燃烧下，其细灰部分熔融而粘聚成球渣，当粘聚的球渣达到一定重量时，便克服气体的上浮阻力而下落，并顺导渣管排出，控制通入气体G3的气速及气量，可控制下落球渣的大小；为了使炉内的高温燃烧更加充分，还可以通过二次进风口17鼓入氧气或空气，炉内高温燃烧而产出的煤气通过列管式锅炉3进入一级旋风分离器，工作期间，脱盐水从入口3.1进入锅炉中的列管，通过列管后，又从出口3.2排出而进入汽包，从而对通过列管式锅炉的煤气进行冷却；所述的一级旋风分离器6对煤气中的飞灰进行分离，分离出的净化气体可以送入后续处理设备进一步处理；而分离出的飞灰，其含碳量仍较高，可以再次返回炉内燃烧，通过控制调节阀8和送入气体G4的气速及气量，可控制其飞灰的循环量。根据所生产煤气的不同，本装置送入的气体G1、G2、G3、G4可以是几种不同的气体，如果根据产品的合成需要，还要加入更多的气化剂，可以在送气管13、14、15上设置多个口送气口，同时送入更多的气体。

参见图4，为了使气化炉产生的灰渣能定时排放，导渣立管11.3的下端设有一个贮灰罐18，在该贮灰罐的上、下两端分别设有两个耐高温阀门19、20，一般情况下，上阀门19开启，下阀门20关闭，气化炉所排的球渣被暂时存贮在贮灰罐内，当检测到贮灰罐内渣满时，将上阀门关闭，而下阀门打开，开始排渣，排渣完成后，又恢复到原来的状态，如此循环，达到定时排放及排放时自动喷雾处理的目的。另外，本装置产出的煤气要符合后续处理设备的净化要求，才能与后续处理设备直接相接，而经过一级旋风处理后，所输出的煤气的净化程度仍不能满足上述净化要求，必须增加二级旋风分离器21进行再次净化，经过二级旋风分离后，所排出的飞灰是很好的炭黑原料，为了防止该飞灰的排放污染环境，在二级旋风分离器的飞灰出口也设有一个贮灰罐23和耐高温上、下阀门22、24，用它们来实现定时排灰。

Claims

1、一种灰粘聚循环流化床粉煤多元气化工业生产装置，它包括一个流化床粉煤气化炉体、设在该气化炉体下部的多元气体给气分布器、设在气化炉体上部的一个对气化炉体产生的煤气进行冷却及余热回收的锅炉、在所述气化炉的煤气出口处接有一级旋风分离器，所述的一级旋风分离器的飞灰出口通过一个灰量调节阀和气力输送管与气化炉体下部相接，所述一级旋风分离器的煤气出口与后续煤气净化设备相接，其特征是：

A、所述的气化炉体(1)上部呈圆筒形，其下部呈渐缩的圆锥形，所述气化炉体顶部封闭，并留有煤气出口，在所述的气化炉壁上至少设有一个位于气化炉体下部的进料口(16)；

B、所述的多元气体给气分布器包括一个上端与气化炉体下端密封连接的圆筒形外壳(10)、同轴安装在该圆筒形外壳中的多段布气导渣管(11)和设在该布气导渣管中轴处的中心射流管(12)，所述的布气导渣管由上部的圆锥布气管段(11.1)、中部的耐高温圆锥导渣管段(11.2)和下部的耐高温导渣立管段(11.3)依次连接构成，并且所述圆锥布气管段的上口与气化炉体下口对接，所述圆筒形外壳的下端向轴心处收口，并与所述的导渣立管段外壁密封连接，从而形成圆筒形外壳与布气管之间的环形气室(11.5)，在该给气分布器上至少还设有与中心射流管相接的送气管(13)、与环形气室相接的送气管(14)，与导渣立管相接的送气管(15)；

C、所述的锅炉采用列管式锅炉(3)，并安装在所述气化炉体外的煤气出口(2)处。

2、根据权利要求1所述的灰粘聚循环流化床粉煤多元气化工业生产装置，其特征是：在所述列管式锅炉的煤气出口(2)与一级旋风分离器(6)的煤气入口的连接管道(4)上设有一个耐高温膨胀节(5)。

3、根据权利要求1或2所述的灰粘聚循环流化床粉煤多元气化工业生产装置，其特征是：在所述气化炉体(1)的中部设有二次进风口(17)。

4、根据权利要求1或2所述的灰粘聚循环流化床粉煤多元气化工业生产装置，其特征是：在导渣立管(11.3)下口连接一个耐高温下灰控制阀(19)，在该耐高温下灰控制阀的出灰管口处接有一个贮灰罐(18)，在贮灰罐的下灰管上也设有一个耐高温下灰控制阀(20)。

5、根据权利要求1或2所述的灰粘聚循环流化床粉煤多元气化工业装置，其特征是：在一级旋风分离器(6)与后续煤气处理设备之间加设一组二级旋风分离器(21)，该二级旋风分离器的飞灰出口处连有一个耐高温下灰控制阀(22)，在该耐高温下灰控制阀的出灰管口处接有一个贮灰罐(23)，在贮灰罐的下灰管上也设有一个耐高温下灰控制阀(24)。