CN2659895Y

CN2659895Y - 一种改进的非熔碴－熔碴气化炉

Info

Publication number: CN2659895Y
Application number: CN 03279783
Authority: CN
Inventors: 顾大地; 岳光溪
Original assignee: Shanxi Yangmei Fengxi Fertilizer Industry Group Co ltd
Current assignee: Shanxi Yangmei Fengxi Fertilizer Industry Group Co ltd
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2004-12-01
Anticipated expiration: 2013-09-19

Abstract

本实用新型涉及一种可将煤、焦及其它各种含碳化合物气化，生产含有一氧化碳和氢的粗煤气的非熔碴—熔碴气化炉。本实用新型解决目前气化炉由于生产成本高或建设投资大而造成产成品成本高的缺陷，提供一种能同时降低建设投资和生产成本因而最终降低产成品成本的气化炉。本实用新型包括串联连接的其内温度低于灰熔点的非熔碴气化炉体和其内温度高于灰熔点的溶碴气化炉体。

Description

一种改进的非熔碴—熔碴气化炉

技术领域

本实用新型涉及一种可将煤、焦及其它各种含碳化合物气化，生产含有一氧化碳和氢的粗煤气的非熔碴—熔碴气化炉。

背景技术

现有的可将煤、焦及其它各种含碳化合物，如废塑料、废轮胎气化，生成含有一氧化碳和氢的粗煤气的气化炉可分为两种：熔碴气化炉，非熔碴气化炉。非熔碴气化炉建设成本比较低，但能耗大、对煤种质量要求高，因而生产成本高，产成品成本高，但该种气化炉建设成本低，目前国内小化肥厂均采用这种气化炉，苛刻的煤种条件和较大的能耗是这些化肥厂产成品成本高的主要原因。近年从外国引进的气化炉，例如：英荷壳牌的粉煤气化炉是熔碴气化炉，其优点是对煤种质量要求不高，煤种的选择性宽，可适应多种煤焦，因此原料成本可大幅度降低，但建设投资比较大，因而产成品的成本也较高。

实用新型内容

解决问题：本实用新型解决目前气化炉由于生产成本高或建设投资大而造成产成品成本高的缺陷，提供一种能同时降低建设投资和生产成本因而最终降低产成品成本的非熔碴—熔碴气化炉。

技术方案：本实用新型包括串联连接的其内温度低于灰熔点的非熔碴气化炉体和其内温度高于灰熔点的溶碴气化炉体。

所述非熔碴气化炉体包括耐压外壳、设置在耐压外壳内的水冷壁、设置于炉体内的一次燃烧器、与所述一次燃烧器相连的入口管、与水冷壁相连的脱盐水入口管和蒸气出口管。

所述一次燃烧器采用氧雾化气体或非氧雾化气体，所述非氧雾化气体为二氧化碳、氮气、炼厂干气和/或焦化干气。

所述水冷壁由联板和联板上间隔设置的水冷管组成。

所述入口管与粉煤入口管、前氧气入口管和前蒸汽入口管连通。

所述入口管与水煤浆入口管和前氧气入口管连通。

所述熔碴气化炉体包括熔碴炉耐压外壳、耐火衬里、粗煤气出口、设置在熔碴气体炉体内的二次燃烧器、设置在炉体底部的出碴装置和冷却装置。

所述冷却装置为设置在熔碴气化炉体下部熔碴炉耐压外壳和耐火衬里之间的水激冷室及相关循环管路。

所述冷却装置包括与所述熔碴气化炉体连通的起循环冷却作用的废热锅炉及相关管路。

所述耐火衬里由耐高温的迎火面砖与保温隔热砖组合而成。

所述出碴装置包括与熔碴气化炉体底部相连的破碴机，与破碴机相连的锁碴罐，与锁碴罐相连的碴池。

有益效果：本实用新型由连通的非熔碴气化炉体和熔碴气化炉体构成，非熔碴气化炉体和熔碴气化炉体内发生的均是部分氧化反应，即：

两个炉体内总的停留时间为反应所需要的停留时间。如果只设非熔碴炉体，那么加大所述非熔碴气化炉体体积，保证如上反应的停留时间，即可达到生产合格产成品的要求，但是这样，对煤种有较高的要求，因而生产成本高。如果只设熔碴气化炉体，那么加大所述熔碴气化炉体的体积，保证上述反应时间，也可达到生产合格产成品的要求。但是，熔碴气化炉体制造难度大，这样，加大了建设投资。本实用新型将两种结构形式有机结合为一体，可以减小单纯是熔碴气化炉体的气化炉的体积，节省建设成本，即使加上与其连通的非熔碴气化炉体的成本，本实用新型的建设成本也将低于单纯是熔碴气化炉体的气化炉的成本，同时本实用新型又保留了熔碴气化炉体，经过非熔碴气化炉体的半成品再经过熔碴气化炉体的高温反应形成熔碴，可以使本实用新型同样适用于各种品质的煤种，从而降低了生产成本。故本实用新型不但能降低生产成本，而且能降低建设投资，因而总体上降低了产成品的成本。

本实用新型的一次燃烧器，可采用多种气体作为雾化气体。当采用非氧气体雾化时，可在一次燃烧器区域形成低温非熔碴区域，起到保护燃烧器的作用。

本实用新型的工作流程是：燃料(煤、焦或其它含碳化合物)、氧气、蒸气、二氧化碳、氮气、炼厂干气和/或焦化干气一起经入口管和一次燃烧器送入非熔碴气化炉体内，形成1000度左右不超过灰熔点的燃烧区，使燃料在非熔碴气化炉体内不产生熔碴，而是以“灰”的形式经过二次燃烧器进入熔碴气化炉体内。在进入非熔碴气化段内的气体中，氧气作为氧化剂，氧气和/或其它气体均可作为雾化气体。在熔碴气化炉体内，来自非熔碴气化炉体、含有未燃燃料的气流与补入熔碴炉内的氧进行部分氧化反应，炉内温度升至1300度或以上，该温度一定要高于灰熔点，使燃料在熔碴炉体内形成沿壁流淌而下的熔碴。

附图说明：

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图1的B-B剖视图；

图4是本实用新型另一个实施例的结构示意图；

图5是本实用新型第三个实施例的结构示意图；

图6是本实用新型第四个实施例的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：见图1。本实施例的非熔碴气化炉体1的出口端通过连接管26与熔碴气化炉体10相连。非熔碴气化炉体1包括耐压外壳19、设置在耐压外壳19内的水冷壁2、设置于炉体内的一次燃烧器24、与所述一次燃烧器24相连的入口管27、与水冷壁相连的脱盐水入口管6和蒸气出口管7。其中而压外壳19为钢制耐压外壳，水冷壁2由联板18和间隔设置在联板18上的水冷管230构成，见图2；入口管6与粉煤入口管5、前氧气入口管3和前蒸汽入口管4连通。连接管26上设置有后氧气入口管8和后蒸气入口管9。熔碴气化炉体10包括熔碴炉耐压外壳23、耐火衬里11、粗煤气出口12、设置在熔碴气化炉体10内的与非熔碴气化炉体1的出口通过连接管26连通的二次燃烧器25、设置在炉体底部的出碴装置和冷却装置；其中，熔碴炉耐压外壳23为钢制耐压外壳；耐火衬里11由高铬砖20、高铝砖21、轻质铝砖22三层砖组合而成，见图3。冷却装置为设置在熔碴气化炉体10下部熔碴炉耐压外壳23和耐火衬里11之间的水激冷室28及相关循环管路，相关循环管路包括黑水出口13、补水口14；所述出碴装置包括与熔碴气化炉体10底部相连的破碴机15，与破碴机15相连的锁碴罐16，与锁碴罐16相连的碴池17。

本实施例在应用时，含碳化合物、蒸气、氧气通过各自的管路由一次燃烧器24进入非熔碴气化炉体1内，在此区内控制蒸气和氧气的比例，使炉体内温度不超过熔碴温度。燃烧后的气体经二次燃烧器25进入熔碴气化炉体10内，在此区与含碳化合物进一步反应，使炉体内温度高于熔碴温度。最后生成的粗煤气经黑水激冷后送出装置。

实施例2：见图4。本实施例的入口管27与水煤浆入口管5’和前氧气入口管3连通。即本实施例由于直接将水煤浆注入非熔碴气化炉体1内，省去了一个入口管。本实施例的其他构造同实施例1。

实施例3：见图5。本实施例的冷却装置包括与熔碴气化炉体10连通的起循环冷却作用的废热锅炉29及相关管路，且耐火衬里11由水冷壁2’代替。在此，粗煤气出口12设置在废热锅炉29上，熔碴气化炉体10内的高温粗煤气通过粗煤气管道34引入废热锅炉29内，经废热锅炉29内的循环冷却管30冷却后从粗煤气出口12排出。水冷壁2’通过蒸气管35和脱氧水入口管36与废热锅炉29内循环冷却管30连通，脱氧水入口管36与水冷壁2’的连接处为脱氧水入口33，向水冷壁2’内注入脱氧水，脱氧水入口管36与循环冷却管30的连接处还设置有后脱氧水入口31；循环冷却管30的另一端与蒸气管35的连接处还设置有蒸气出口32。本实施例的其他部分同实施例1。

实施例4：见图6。本实施例的非熔碴与熔碴两段炉体直接进行垂直联结，非熔碴炉1位于熔碴炉10的上方。一次燃烧器24的雾化气体，可采用多种气体作为雾化气体，包括氧雾化气体和非氧雾化气体，非氧雾化气体为二氧化碳、氮气、炼厂干气或焦化于气等后续工艺系统可以接受的气体。当采用非氧气体雾化时，可在一次燃烧器24区域形成低温非熔碴区域，起到保护燃烧器的作用。采用对置方式设置二次燃烧器80于熔碴炉体10内，如图中所示；二次燃烧器80向炉内送入氧气。本实施例一次燃烧器24采用环隙结构：即中心孔，环绕中心孔的中间环隙和外层环隙。氧气或非氧雾化气体通过一次燃烧器24的中心孔进入炉体1内的空间，气化原料从中间环隙进入，氧气从外层环隙进入。

上述实施例中，当后续工艺许可时，氧气均可采用空气替代。

本实用新型非熔碴气化炉体1和熔碴气化炉体10均可设置为两个或两个以上。

Claims

1.一种可将煤、焦及其它各种含碳化合物气化，生产含有一氧化碳和氢的粗煤气的非熔碴—熔碴气化炉，其特征是包括串联连接的其内温度低于灰熔点的非熔碴气化炉体和其内温度高于灰熔点的熔碴气化炉体。

2.根据权利要求1所述的非熔碴—熔碴气化炉，其特征是所述非熔碴气化炉体包括耐压外壳、设置在耐压外壳内的水冷壁、设置于炉体内的一次燃烧器、与所述一次燃烧器相连的入口管、与水冷壁相连的脱盐水入口管和蒸气出口管。

3.根据权利要求2所述的非熔碴—熔碴气化炉，其特征在于所述一次燃烧器采用氧雾化气体或非氧雾化气体，所述非氧雾化气体为二氧化碳、氮气、炼厂干气和/或焦化干气。

4.根据权利要求2所述的非熔碴—熔碴气化炉，其特征在于所述水冷壁由联板和其上间隔设置的水冷管组成。

5.根据权利要求2所述的非熔碴—熔碴气化炉，其特征在于所述入口管与粉煤入口管、前氧气入口管和前蒸汽入口管连通。

5.根据权利要求2所述的非熔碴—熔碴气化炉，其特征在于所述入口管与水煤浆入口管、前氧气入口管和雾化气体入口管连通。

7.根据权利要求1所述的非熔碴—熔碴气化炉，其特征在于所述熔碴气化炉体包括熔碴炉耐压外壳、耐火衬里、粗煤气出口、设置在熔碴气化炉体内的二次燃烧器、设置在炉体底部的出碴装置和冷却装置。

8.根据权利要求7所述的非熔碴—熔碴气化炉，其特征在于所述冷却装置为设置在熔碴气化炉体下部熔碴炉耐压外壳和耐火衬里之间的水激冷室及相关循环管路。

9.根据权利要求7所述的非熔碴—熔碴气化炉，其特征在于所述冷却装置包括与所述熔碴气化炉体连通的起循环冷却作用的废热锅炉及相关管路。

10.根据权利要求7所述的非熔碴—熔碴气化炉，其特征在于所述耐火衬里由高铬砖、高铝砖、轻质铝砖三层砖组合而成。

11.根据权利要求7所述的非熔碴—熔碴气化炉，其特征在于所述出碴装置包括与熔碴气化炉体底部相连的破碴机，与破碴机相连的锁碴罐，与锁碴罐相连的碴池。