一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，包括：承壓外殼、氣化室、激冷室、除渣室和噴嘴；所述承壓外殼內腔上部設有氣化室，中部設有激冷室，下部設有除渣室，所述噴嘴為頂進單噴嘴結構，由承壓外殼頂端外部插入到氣化室內腔頂部。本實用新型專利技術所述的一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，在氣化室頂部采用水平蛇形盤管結構的水冷壁，相較于通常使用的耐火磚，加強了氣化室頂部抵抗高溫及熔渣的侵蝕能力，提高了耐火材料的使用壽命，更換維護簡便，正常使用時維護量很少，運行周期長；粉煤氣化反應器更換維護方便；單噴嘴的點火、燃燒負荷調節、控制系統都比多噴嘴優越，方便控制。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器
本技術涉及粉煤氣化領域，一種加壓粉煤氣化反應器。
技術介紹
目前，煤氣化的工藝是非常多的，這是由于世界各國對于煤氣化的研究進行得比較深入，成果也各不相同。在學術上，按煤在氣化爐中的流體力學行為，可分為固定床氣化、流化床氣化、氣流床氣化、熔融床氣化。前三種是比較成熟的工業技術，相比較而言，氣流床氣化具有氣化溫度高、強度大、混合充分、煤種適應性強、氣化指標好、有效成分高的優點，目前已成為國內外大規模、高效率煤氣化技術的首選技術。氣流床氣化是采用極細的煤粉為原料，被氧氣和水蒸氣組成的氣化劑高速氣流攜帶，噴入氣化爐。在爐內，固體細顆粒分散懸浮于氣流中，并被氣體夾帶出去，成為氣流床。按煤進料方式的不同，氣流床煤氣化技術可分為水煤漿氣化和粉煤氣化技術。成熟的氣流床工藝主要以GE德士古(Texaco)水煤衆加壓氣化技術、殼牌(Shell)干煤粉加壓氣化技術、GSP干煤粉加壓氣化技術為代表。目前國內氣化技術已完全可以和國外技術在同等水平上競爭。在水煤漿氣化技術方面，國外有GE水煤漿氣化技術，國內有西北化工研究院的多元料漿加壓氣化技術、華東理工大學的多噴嘴對置式水煤漿氣化技術；在粉煤氣化技術方面，國外有Shell的干粉氣化技術和GSP技術，國內有華東理工大學的四噴嘴干粉氣化技術、西安熱工研究院的兩段式干粉氣化技術及北京航天十一所的航天爐技術等。水煤漿氣化技術成熟、結構簡單、操作方便、碳轉化率和氣化效率高，但需要使用揮發分較高的煤、處理量調節幅度小、冷煤氣效率較低、投資高，普遍存在著亟待解決的氣化爐噴嘴和耐火磚壽命短的難題。與水煤漿氣化技術相比，粉煤氣流床加壓氣化技術具有煤種適應性廣、原料消耗低、碳轉化率高、冷煤氣效率高，設備尺寸小，結構緊湊，占地面積小等技術優勢，有更強的市場競爭力。另外，粉煤氣化爐多采用盤管式水冷壁結構，無耐火襯里。水冷壁優點是外層殼體內壁的溫度比較低，不容易損壞，正常使用時維護量很少，運行周期長，但盤管本身同時具有維護檢修復雜，以及熱阻大的缺點。
技術實現思路
本技術針對以上問題的提出，而研究設計一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，用以解決現有的反應器維護檢修復雜，熱阻大，以及控制不便的缺點。本技術采用的技術手段如下:一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，包括:承壓外殼、氣化室、激冷室、除渣室和噴嘴；所述承壓外殼內腔上部設有氣化室，中部設有激冷室，下部設有除渣室，所述噴嘴為頂進單噴嘴結構，由承壓外殼頂端外部插入到氣化室內腔頂部水冷壁下部空間。作為優選所述氣化室和激冷室之間通過一個倒圓錐形的隔板隔開，通過下降管連通。作為優選所述承壓外殼、氣化室、激冷室和除渣室同軸設置。作為優選所述氣化室為頂部水冷壁和側面水冷壁圍成的一個圓筒形內腔。作為優選所述頂部水冷壁為水平蛇形盤管結構，盤管的一端與頂部水冷壁冷卻水出口連接，另一端與頂部水冷壁冷卻水入口連接，所述頂部水冷壁冷卻水出口與頂部水冷壁冷卻水入口設于承壓外殼頂部兩側；所述側面水冷壁為立式列管結構，所述側面水冷壁立管頂部與側面水冷壁冷卻水出口連接，底部與側面水冷壁冷卻水入口連接，所述側面水冷壁冷卻水出口設于側面水冷壁立管頂部對應的承壓外殼外側，所述側面水冷壁冷卻水入口設于側面水冷壁立管底部對應的承壓外殼外側。作為優選所述激冷室由下降管和上升管分隔為氣化氣體的下降、上升、分離三個空間。所述下降管末端為鋸齒狀結構，伸入洗滌水液面內，所述下降管和承壓外殼之間的激冷室空間稱為上升管，所述下降管與上升管間設有破泡板，所述激冷室頂端下降管的外側設有激冷環，所述激冷環上均勻連接激冷噴頭和冷卻供水管；所述激冷噴頭伸入下降管內側，所述激冷噴頭通過冷卻供水管和承壓外殼連接在一起。作為優選所述除渣室為激冷室下部的直筒壁和圓錐形底部組合而成的空間，所述圓錐形底部中心設有排渣口，直筒壁底部側面設有黑水出口。作為優選所述承壓外殼中間設有粗合成氣出口，所述粗合成氣出口與洗滌水液面之間設有激冷水入口，所述四個激冷水入口均勻設于承壓外殼外側，所述激冷水入口通過管道與激冷環連通。與現有技術比較，本技術所述的一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，在氣化室側面采用立式豎管水冷壁，維護檢修方便，熱阻小，能夠節約冷卻水耗量，并增加了氣化過程的熱量回收。同時，在氣化室頂部采用水平蛇形盤管結構的水冷壁，相較于通常使用的耐火磚，加強了氣化室頂部抵抗高溫及熔渣的侵蝕能力，提高了耐火材料的使用壽命，更換維護簡便，正常使用時維護量很少，運行周期長；粉煤氣化反應器更換維護方便；單噴嘴的點火、燃燒負荷調節、控制系統都比多噴嘴優越，方便控制。【附圖說明】圖1是本技術的結構示意圖。圖2是本技術的頂部水冷壁結構示意圖。圖3是本技術的側面水冷壁結構示意圖。其中:1、頂部水冷壁；2、承壓外殼；3、側面水冷壁；4、側面水冷壁立管；5、激冷室；6、下降管；7、洗滌水液面；8、噴嘴；9、噴嘴口 ；10、粗合成氣出口 ；11、黑水出口 ；12、排渣口 ；13、激冷水入口 ；14、頂部水冷壁冷卻水出口 ；15、頂部水冷壁冷卻水入口 ；16、側面水冷壁冷卻水出口 ；17、側面水冷壁冷卻水入口 ；18、氣化室；19、除渣室；20、破泡板；21、冷卻供水管；22、上升管；23、激冷環；24、激冷噴頭。【具體實施方式】如圖1-圖3所示，一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，包括:承壓外殼2、氣化室18、激冷室5、除渣室19和噴嘴8 ;所述承壓外殼2內腔上部設有氣化室18，所述氣化室18為氣化反應區，中部設有激冷室5，下部設有除渣室19，所述噴嘴8為頂進單噴嘴結構，由承壓外殼2頂端外部插入到氣化室18內腔頂部水冷壁1下部空間，單噴嘴的點火、燃燒負荷調節、控制系統都比多噴嘴優越，方便控制。所述氣化室18和激冷室5之間通過一個倒圓錐形的隔板隔開，通過下降管6連通，方便熱合成氣和熔渣通過下降管6進入除渣室19。所述承壓外殼2、氣化室18、激冷室5和除渣室19同軸設置。所述氣化室18為頂部水冷壁1和側面水冷壁3圍成的一個圓筒形內腔。如圖2所示，所述頂部水冷壁1為水平蛇形盤管結構，提供冷卻作用，相較于通常使用的耐火磚，加強了氣化室頂部抵抗高溫及熔渣的侵蝕能力，提高了耐火材料的使用壽命，更換維護簡便，正常使用時維護量很少，運行周期長，盤管的一端與頂部水冷壁冷卻水出口 14連接，另一端與頂部水冷壁冷卻水入口 15連接，所述頂部水冷壁冷卻水出口 14與頂部水冷壁冷卻水入口 15設于承壓外殼2頂部兩側；如圖3所示，所述側面水冷壁3為立式列管結構，提供冷卻作用，維護檢修方便，熱阻小，能夠節約冷卻水耗量，并增加了氣化過程的熱量回收，所述側面水冷壁立管4頂部與側面水冷壁冷卻水出口 16連接，底部與側面水冷壁冷卻水入口 17連接，所述側面水冷壁冷卻水出口 16設于側面水冷壁立管4頂部對應的承壓外殼2外側，所述側面水冷壁冷卻水入口 17設于側面水冷壁立管4底部對應的承壓外殼2外側。所述激冷室5由下降管6和上升管22分隔為氣化氣體的下降、上升、分離三個空間。所述下降管6末端為鋸齒狀結構，伸入洗滌水液面7內，有利于粗煤氣形成均勻的氣泡，并可通過鋸齒的大小，控制所產生的氣泡的大小，所述下降管6和承壓外殼2之間的激本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，包括：承壓外殼（2）、氣化室（18）、激冷室（5）和除渣室（19）；其特征在于還包括：噴嘴（8）；所述承壓外殼（2）內腔上部設有氣化室（18），中部設有激冷室（5），下部設有除渣室（19），所述噴嘴（8）為頂進單噴嘴結構，由承壓外殼（2）頂端外部插入到氣化室（18）內腔頂部水冷壁（1）下部空間。

【技術特征摘要】
1.一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，包括:承壓外殼(2)、氣化室(18)、激冷室(5)和除渣室(19);其特征在于還包括:噴嘴(8);所述承壓外殼(2)內腔上部設有氣化室(18)，中部設有激冷室(5)，下部設有除渣室(19)，所述噴嘴(8)為頂進單噴嘴結構，由承壓外殼(2)頂端外部插入到氣化室(18)內腔頂部水冷壁(1)下部空間。2.根據權利要求1所述的一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，其特征在于:所述氣化室(18)和激冷室(5)之間通過一個倒圓錐形的隔板隔開，通過下降管(6)連通。3.根據權利要求1所述的一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，其特征在于:所述承壓外殼(2 )、氣化室(18 )、激冷室(5 )和除渣室(19 )同軸設置。4.根據權利要求1所述的一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，其特征在于:所述氣化室(18)為頂部水冷壁(1)和側面水冷壁(3)圍成的一個圓筒形內腔。5.根據權利要求4所述的一種頂進單噴嘴加壓粉煤氣化反應器，其特征在于:所述頂部水冷壁(1)為水平蛇形盤管結構，盤管的一端與頂部水冷壁冷卻水出口( 14)連接，另一端與頂部水冷壁冷卻水入口(15)連接，所述頂部水冷壁冷卻水出口(14)與頂部水冷壁冷卻水入口(15)設于承壓外殼(2)頂部兩側；所述側面水冷壁(3)為立式列管結構，所述側面水冷壁立管(4)頂部與側面水冷壁冷卻水出口(16)連接，底部與側面水冷壁冷卻水入口(17)連接，所述側面水冷壁冷卻...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王暉，王治勇，薛磊，康昀，
申請(專利權)人：大連金重鼎鑫科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：