一種氣流床氣化爐制造技術

本發明專利技術公開了一種氣流床氣化爐，本發明專利技術的氣流床氣化爐包括一氣化室和一可拆卸地連接于氣化室底部的輻射廢鍋，氣化室的頂部設有主工藝燒嘴，氣化室具有一爐體，爐體外壁上設有若干排副工藝燒嘴，爐體內設有爐膛，爐體與爐膛之間設有氣化室冷卻壁，輻射廢鍋的外壁上、中心軸線處分別設有外層冷卻壁、內層冷卻壁；輻射廢鍋的底部設有一渣池，并連通一循環水管路，用以向渣池內補充渣池循環水。本發明專利技術提供的氣流床氣化爐氣化效率高、安全性高、清潔環保、操作簡便、啟停快速。

【技術實現步驟摘要】
一種氣流床氣化爐
本專利技術屬于工業燃氣制備
，具體涉及一種氣流床氣化爐。
技術介紹
我國分布廣泛的筑路、建筑、建材、交通、陶瓷、玻璃、冶金、機械制造和輕紡等行業有大量的工業燃氣的需求，用于加熱各種窯、爐或直接加熱產品或半成品。這些行業的工業燃氣需求具有熱值較低、負荷變化大、規模較小、分布零散的特點。這些特點使得工業燃氣用戶難以與民用工業燃氣網路連接，往往采用分布式工業燃氣制備與應用方式，即由生產企業建立獨立的小型人工工業燃氣制備裝置滿足自身工業燃氣消耗需要。加之國內天然氣資源有限、價格較高，因此采用儲量豐富的煤炭通過氣化技術制取并提供穩定的人工工業燃氣，是符合我國國情且能夠滿足國內日益增長的工業燃氣需求的一條重要途徑。目前煤氣化制工業燃氣技術主要有固定床、流化床和氣流床三種流派。目前小規模工業燃氣制備采用較多的是固定床氣化技術，該技術開發應用時間較早，主要存在煤種適應性差、碳轉化率低、工業燃氣凈化難、環境污染嚴重等缺點，無法滿足國家煤炭高效清潔利用的能源和環境要求。相比固定床，流化床氣化技術煤種適應性較好、爐內溫度分布均勻。但是其飛灰循環量大、對原料粒度分布要求較高、流態化狀態難以控制、操作難度大，這些缺點都限制了流化床技術的應用和發展。目前最為成熟的是氣流床煤氣化技術，其煤種適應性強、碳轉化率高、環境污染小，已成為煤氣化技術主要的發展方向。但是，現有的氣流床氣化爐主要為大型化和高溫、高壓條件的化工生產而設計，具有如下特點：1、下游合成均為帶壓操作，要求氣化裝置高壓操作以便與下游工藝銜接；2、重點追求合成氣品質，特別是CO和H2等有效氣含量。因此，現有工藝采用純氧氣化，冷煤氣效率高；3、現有工藝需求合成氣中的水蒸氣含量(便于下游CO變換制H2)，普遍采用激冷工藝。使得副產蒸汽量降低，且增加龐大的渣水處理系統。這些特點使得現有氣流床氣化工藝投資巨大、操作復雜、安全聯鎖系統要求高，并不符合工業燃氣制備用戶要求氣化工藝簡單、氣化爐體積小、反應效率高、安全性高、清潔環保、操作簡便、啟停快速的需求，無法將現有煤化工技術直接應用于燃氣制備領域。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是克服現有的氣流床氣化爐主要應用于大型化、高溫、高壓條件下的化工生產，導致投資巨大、操作復雜、安全聯鎖系統要求高而不適用于低壓、小型化工業燃氣制備的缺陷，提供了一種氣流床氣化爐，本專利技術提供的氣流床氣化爐成本低、高效、安全，適用于工業化推廣。本專利技術是通過如下技術方案解決上述技術問題的：本專利技術提供了一種氣流床氣化爐，其包括一氣化室和一可拆卸地連接于所述氣化室底部的輻射廢鍋，所述氣化室的頂部設有一主工藝燒嘴，所述氣化室具有一爐體，所述爐體的外壁上垂直穿設有若干排副工藝燒嘴，所述爐體內設有一爐膛，所述爐體與所述爐膛之間設有一氣化室冷卻壁，所述爐膛的底部設有一氣化室出口；所述輻射廢鍋包括一進料口、一渣水出口和一工業燃氣出口，所述進料口、所述渣水出口和所述工業燃氣出口分別設于所述輻射廢鍋的頂部、底部和中上部，所述進料口與所述氣化室出口相連通，所述輻射廢鍋的外壁上、中心軸線處分別設有一外層冷卻壁、一內層冷卻壁；所述輻射廢鍋的底部設有一渣池，并連通一循環水管路，通過渣水循環口向渣池內補充渣池循環水。本專利技術中，所述氣流床氣化爐的氣化室和輻射廢鍋可使用同一金屬殼體或分別使用單獨的金屬殼體；當二者分別使用單獨的金屬殼體時，較佳地，二者通過法蘭連接。本專利技術中，所述爐膛由一半球形空間、一直筒段及一錐段依次連接而成；所述半球形空間頂部設置有所述主工藝燒嘴，所述錐段連接所述氣化室出口，所述半球形空間、所述直筒段和所述錐段連接處的內徑相等；所述爐膛內發生氣化反應，產生工業燃氣及熔渣，所述工業燃氣及所述熔渣進入所述氣化室出口；所述直筒段的高徑比為本領域常規，較佳地為(2～10)：1，更佳地為(3～5)：1。本專利技術中，所述氣化室出口的直徑與所述爐膛的內徑的比例關系為本領域常規，較佳地，所述氣化室出口的直徑為所述爐膛的內徑的0.2～0.6倍。本專利技術中，所述輻射廢鍋由一上錐段、一圓柱段及一下錐段依次連接而成；所述上錐段頂部設置有所述進料口，所述工業燃氣出口設置于所述圓柱段的上部的壁面上，所述下錐段設置有所述渣池，所述渣水出口設置于所述下錐段的底部，所述循環水管路設置于所述渣池的中部；所述上錐段、所述圓柱段及所述下錐段連接處的內徑相等。其中，所述上錐段的錐面與所述輻射廢鍋的軸向的夾角較佳地為30°～60°；所述下錐段的錐面與所述輻射廢鍋的軸向的夾角較佳地為30～60°，更佳地為40～50°。其中，所述圓柱段的高徑比為本領域常規，較佳地為(2～8)：1。本專利技術中，所述輻射廢鍋設有所述內層冷卻壁和所述外層冷卻壁，所述外層冷卻壁設置于所述輻射廢鍋的金屬殼體內側，所述內層冷卻壁設置于所述輻射廢鍋的內部，為豎直放置的圓筒狀；所述進料口與所述氣化室出口相連通，由所述氣化室出口進入所述進料口的工業燃氣和熔渣經所述內層冷卻壁初步冷卻后從內層冷卻壁下端流出，熔渣經初步冷卻后變為固化灰渣落入輻射廢鍋下部渣水中通過渣水出口排出，工業燃氣向上折返后進入內層冷卻壁與外層冷卻壁間的夾層，經所述夾層進一步冷卻后由所述工業燃氣出口排出。其中，所述內層冷卻壁的內徑較佳地為所述氣化室出口內徑的2～5倍，所述內層冷卻壁的高徑比較佳地為(3～10)：1。本專利技術中，所述工藝燒嘴為具有多個通道的復合式設備，用于將氣化原料和/或氣化劑以射流形式引入氣化室，利用射流高速剪切作用實現霧化和彌散，強化物料混合。其中，所述主工藝燒嘴用于氣化爐開工點火及正常進料；根據實際的設計工況，所述主工藝燒嘴可作為氣化原料和/或氣化劑的入口。所述副工藝燒嘴排布于所述氣化室的爐壁的四周，根據實際的設計工況，分為1～4排，所述的副工藝燒嘴的任一排均勻分布于爐壁同一橫截面上，每排包含4、6或8個副工藝燒嘴；所述副工藝燒嘴作為氣化劑入口；所述副工藝燒嘴與氣化爐的徑向夾角為0～10°，可根據工藝條件的需要控制氣化爐小角度旋流-撞擊流流場的旋流度。本專利技術中，所述氣化室冷卻壁、內層冷卻壁、外層冷卻壁可分別選自冷卻夾套或水冷管，其作用在于隔絕氣化室內、輻射廢鍋內高溫，保護金屬殼體，冷卻工業燃氣及熔渣。所述水冷管為盤管式水冷管或列管式水冷管。較佳地，所述氣化室冷卻壁為氣化室冷卻夾套，所述氣化室冷卻夾套是由氣化爐金屬殼體與氣化室冷卻夾套殼體構成的環形空間，其內部設置有導流片，并充滿導熱介質；導熱介質通過環形空間內的導流片均勻、穩定地流動；所述導熱介質為本領域常規，較佳地為水、導熱油或熔鹽。所述氣化室冷卻夾套的壁面結構按從爐膛中心向外依次分布耐火材料、耐火涂層、氣化室冷卻夾套金屬壁、導熱介質通道、氣化爐金屬殼體，所述冷卻夾套金屬壁向爐膛一側焊有銷釘，用以加固耐火材料，以防止其脫落。較佳地，所述外層冷卻裝置為外層冷卻夾套，所述內層冷卻裝置為內層冷卻夾套。所述內層冷卻夾套、所述外層冷卻夾套的結構與所述氣化室冷卻夾套的結構相似，其內部均設置有導流片，并充滿導熱介質，所述導熱介質為本領域常規，較佳地為水、導熱油或熔鹽。當氣化爐或導熱介質壓力較高時，所述氣化室冷卻壁、內層冷卻壁和外層冷卻壁均選用水冷管。所述氣化室的水冷管的壁面結構按從爐膛中心向外依次分布耐火材本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氣流床氣化爐，其特征在于，其包括一氣化室和一可拆卸地連接于所述氣化室底部的輻射廢鍋，所述氣化室的頂部設有一主工藝燒嘴，所述氣化室具有一爐體，所述爐體的外壁上垂直穿設有若干排副工藝燒嘴，所述爐體內設有一爐膛，所述爐體與所述爐膛之間設有一氣化室冷卻壁，所述爐膛的底部設有一氣化室出口；所述輻射廢鍋包括一進料口、一渣水出口和一工業燃氣出口，所述進料口、所述渣水出口和所述工業燃氣出口分別設于所述輻射廢鍋的頂部、底部和中上部，所述進料口與所述氣化室出口相連通，所述輻射廢鍋的外壁上、中心軸線處分別設有一外層冷卻壁、一內層冷卻壁；所述輻射廢鍋的底部設有一渣池，并連通一循環水管路，通過渣水循環口向渣池內補充渣池循環水。

【技術特征摘要】
1.一種氣流床氣化爐，其特征在于，其包括一氣化室和一可拆卸地連接于所述氣化室底部的輻射廢鍋，所述氣化室的頂部設有一主工藝燒嘴，所述氣化室具有一爐體，所述爐體的外壁上垂直穿設有若干排副工藝燒嘴，所述爐體內設有一爐膛，所述爐體與所述爐膛之間設有一氣化室冷卻壁，所述爐膛的底部設有一氣化室出口；所述輻射廢鍋包括一進料口、一渣水出口和一工業燃氣出口，所述進料口、所述渣水出口和所述工業燃氣出口分別設于所述輻射廢鍋的頂部、底部和中上部，所述進料口與所述氣化室出口相連通，所述輻射廢鍋的外壁上、中心軸線處分別設有一外層冷卻壁、一內層冷卻壁；所述輻射廢鍋的底部設有一渣池，并連通一循環水管路，通過渣水循環口向渣池內補充渣池循環水。2.如權利要求1所述的氣流床氣化爐，其特征在于，所述爐膛由一半球形空間、一直筒段及一錐段依次連接而成；所述半球形空間頂部設置有所述主工藝燒嘴，所述錐段連接所述氣化室出口，所述半球形空間、所述直筒段和所述錐段連接處的內徑相等；所述直筒段的高徑比為(2～10)：1，較佳地為(3～5)：1。3.如權利要求1所述的氣流床氣化爐，其特征在于，所述輻射廢鍋由一上錐段、一圓柱段及一下錐段依次連接而成；所述上錐段頂部設置有所述進料口，所述工業燃氣出口設置于所述圓柱段的上部的壁面上，所述下錐段設置有所述渣池，所述渣水出口設置于所述下錐段的底部，所述循環水管路設置于所述渣池的中部；所述上錐段、所述圓柱段及所述下錐段連接處的內徑相等；所述上錐段的錐面與所述輻射廢鍋的軸向的夾角為30°～60°；所述下錐段的錐面與所述輻射廢鍋的軸向的夾角為30～60°，較佳地為40...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李超，劉海峰，梁欽鋒，許建良，郭曉鐳，代正華，李偉鋒，王劍峰，龔欣，于廣鎖，王輔臣，王亦飛，陳雪莉，郭慶華，王興軍，陸海峰，趙輝，龔巖，劉霞，
申請(專利權)人：上海熠能燃氣科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海,31