专利名称：夹套式内循环流化床粉煤气化炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种粉煤气化炉，尤其涉及一种夹套式内循环流化床粉煤气化炉，属于煤化工技术领域。
背景技术：
煤炭气化技术的分类可按压力、气化剂、气化过程的热去除方式等分类。按照气化炉内煤炭与气化剂的接触方式区分，当前主要的气化技术有固定床气化。在气化过程中，煤由气化炉顶部加入，气化剂如蒸汽、氧气或空气由气化炉底部加入，原料煤与气化剂逆流接触，相对于气体的上升速度而言，原料煤下降速度很慢，甚至可视为固定不动，因此称之为固定床气化。而实际上，原料煤在气化过程中是以很慢的速度向下移动的，比较准确的 应称其为移动床气化。固定床气化炉常见有间歇式气化UGI和连续式气化(鲁奇Lurgi)两种，气化炉压力为0. I 4. OMPa。流化床气化。以粒度为O-IOmm的小颗粒煤为气化原料，在气化炉内使其悬浮分散在垂直上升的气流中，煤粒在沸腾状态进行气化反应，从而使得煤料层内温度均一，易于控制，提高气化效率。流化床气化炉目前主要有温克勒(Winkler)、灰熔聚、U-gas等。气流床气化。用气化剂将粒度为IOOum以下的煤粉带入气化炉内，也可将煤粉先制成水煤浆，然后用泵输送到气化炉内。煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气化反应，灰渣以液态形式排出气化炉。干粉进料的气化炉主要有K-T炉、Shell炉、GSP炉、HTL炉等，湿法煤浆进料的主要有德士古(Texaco)气化炉、对置多喷嘴气化炉、E-GAS两段气化炉等。现有较典型的U-gas气化炉和灰熔聚气化炉以及现有其它的气化炉都只由炉体和保温耐火里衬构成，炉体强度较低，容易过热造成的鼓包和炉体变形，并且不便于排渣。如中国实用新型专利公告号CN201031220Y，
公开日2008年3月5日的实用新型专利公开了一种常压粉煤气化炉，具有上面为拱形封头的立式圆筒状炉身，炉身下面有圆锥形封头，炉身的下部有一段向下收缩的圆锥台，圆锥台上口与上部炉身相接，下口与下部圆锥形封头相接，还采用发生炉与旋风分离器固定连接，喷嘴与炉体成一定角度。但是该装置不具有余热回收利用功能，煤气转化率较低，炉体强度较低，容易过热造成的鼓包和炉体变形，而且不便于排渣，排渣过程中容易造成气化炉内的压力损失。
发明内容本实用新型的目的是针对目前煤气气化炉不具有余热回收利用功能，煤气转化率较低，炉体强度较低，排渣不方便的缺陷和不足，提供一种具有余热回收利用功能，煤气转化率较高，炉体强度较高，排渣方便的夹套式内循环流化床粉煤气化炉。为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是夹套式内循环流化床粉煤气化炉，包括炉体和保温耐火里衬，炉体由炉体外壳和炉体内壳构成，炉体的侧壁上设置有煤粉进料口、汽化剂入口和返料口，炉体的底部设置出渣口和出渣管，所述炉体外壳和炉体内壳之间设置有可盛装液体的水夹套，炉体与保温耐火里衬之间通过锚固钉固定，炉体的上端开设有与水夹套相通的低压蒸汽出口，炉体的上部外侧开设有煤气出口，炉体底部的出渣口通过出渣管与星形卸料阀相连通。所述星形卸料阀的下端连接有激冷排渣系统，激冷排渣系统包括激冷渣收集器、渣锁斗、常压渣斗以及冷渣器，激冷渣收集器与上方的星形卸料阀相连接，激冷渣收集器通过渣锁斗阀与渣锁斗相连接，渣锁斗通过常压渣锁斗阀与常压渣斗相连接，常压渣斗依次与冷渣器和卸渣口相连接。所述出渣口与星形卸料阀之间设置有出渣管，出渣管的上端伸入到炉体内，并且在出渣管的上端连接有气化剂分布板。所述出渣管内侧连接有偏心氧管，偏心氧管的外侧端口为富氧气化剂入口。所述煤气出口上安装有气固分离装置。本实用新型的有益效果是I.本实用新型在现有气化炉的基础上设置有水夹套，既能够回收利用了热能，又可有效避免炉体过热造成的鼓包和炉体变形，提高了安全性能，同时又减少了炉体测温电缆投资成本，并且能够使气化炉承受更大压力，同时在煤气出口上安装有气固分离装置，与传统的循环流化炉相比，大部分煤粉能够实现炉内循环，可减少热损失、提高碳的转化率，碳转化率可达96%。2.本实用新型激冷排渣系统有利于快速顺畅的排渣，并能提高气化炉内的气压压力，并且实现了固态排渣，特别适用于我国分布较广的高灰熔点、高硫煤的气化，大大放宽了对原料煤的要求。3.本实用新型强度高，除尘效果好，管线布置简洁，操作方便、易于进行自动化控制，其产品煤气中不含焦油，洗涤废水含酚量低，污水处理流程简单，易于达到环保要求，能够大规模使用。
图I是本实用新型的结构示意图。图2是本实用新型气化炉2的结构示意图。图中煤仓1，气化炉2，第一旋风分离器3，第二旋风分离器4，换热器5，陶瓷过滤器6，给料阀7，煤锁斗8，煤锁斗阀9，给料斗10，给料机11，星形卸料阀12，激冷渣收集器13，渣锁斗阀14，渣锁斗15，常压渣锁斗阀16，常压渣斗17，冷渣器18，卸渣口 19，炉体20，炉体外壳21，水夹套22，炉体内壳23，保温耐火里衬24，煤粉进料口 25，气化剂入口 26，气化剂分布板27，偏心氧管28，富氧气化剂入口 29，出渣管30，返料口 31，煤气出口 32，低压蒸汽出口 33。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细描述。参见图I、图2，本实用新型的夹套式内循环流化床粉煤气化炉，包括炉体20和保温耐火里衬24，炉体20由炉体外壳21和炉体内壳23构成，炉体20的侧壁上设置有煤粉进料口 25、汽化剂入口 26和返料口 31，炉体20的底部设置出渣口和出渣管，所述炉体外壳21和炉体内壳23之间设置有可盛装液体的水夹套22，炉体20与保温耐火里衬24之间通过锚固钉固定，炉体20的上端开设有与水夹套22相通的低压蒸汽出口 33，炉体20的上部外侧开设有煤气出口 32，炉体20底部的出渣口通过出渣管30与星形卸料阀12相连通。所述星形卸料阀12的下端连接有激冷排渣系统，激冷排渣系统包括激冷渣收集器13、渣锁斗15、常压渣斗17以及冷渣器18，激冷渣收集器13与上方的星形卸料阀12相连接，激冷渣收集器13通过渣锁斗阀14与渣锁斗15相连接，渣锁斗15通过常压渣锁斗阀16与常压渣斗17相连接，常压渣斗17依次与冷渣器18和卸渣口 19相连接。所述出渣口与星形卸料阀12之间设置有出渣管30，出渣管30的上端伸入到炉体20内，并且在出渣管30的上端连接有气化剂分布板27。所述出渣管30内侧连接有偏心氧管28，偏心氧管28的外侧端口为富氧气化剂入
n 29。·[0024]所述煤气出口 32上安装有气固分离装置。气化炉的压力容器由炉体20和保温耐火里衬24构成，炉体20的侧壁上设置有煤粉进料口、汽化剂入口和返料口 31，炉体20的底部设置出渣口和出渣管。炉体外壳21和炉体内壳23之间设置有可盛装液体的水夹套22，炉体20与保温耐火里衬24之间通过锚固钉固定，炉体20的上端开设有与水夹套22相通的低压蒸汽出口 33，炉体20的上部外侧开设有煤气出口 32，炉体20底部的出渣口通过出渣管30与星形卸料阀12相连通。炉体20采用钢板焊制而成，炉体20的内侧为保温耐火里衬24，炉体20的外壳22和内壳24之间设置有可盛装液体的水夹套22，炉体20与保温耐火里衬24之间通过锚固钉或支架固定。水夹套22内充满有脱盐水，脱盐水作为介质用于回收热量产生低压蒸汽，炉体20的上端开设有与水夹套22相通的低压蒸汽出口 33。水夹套22内利用回收的热量加热水后产生的低压蒸汽由低压蒸汽出口 33输出。炉体20的上部外侧开设有煤气出口 32，气化炉内产生的煤气由煤气出口 32排出后进入到第一旋风分离器3内，第一旋风分离器3与第二旋风分离器4相连接，第二旋风分离器4与换热器5相连。换热器5与陶瓷过滤器6相连接，陶瓷过滤器6的底部设置有煤灰出口。第一旋风分离器3与第二旋风分离器4分离出的粉尘通过返料口 31返回到气化炉内。由于煤气出口 32处设计有气固分离装置，与传统的循环流化炉相比，大部分煤粉能够实现炉内循环，可减少热损失、提高碳的转化率，碳转化率可达96%。在气化炉2的中部设置有煤粉进料口，可以采用螺旋加煤机通过进料口自动给煤。为防止炉内煤气倒流及进煤顺畅，在螺旋给料机的煤粉管上引入高压C02或者N2作为煤粉的输送气体。给料机11的上方设置有煤仓1，煤仓I的下端通过给料阀7与煤锁斗8相连，煤锁斗8的底部安装有煤锁斗阀9，煤锁斗阀9与给料斗10相连接。在进行给煤操作时，将经过破碎筛分符合要求的煤粉通过皮带传送至煤仓1，煤粉经两个并列运行的煤锁斗8进入给料斗10，正常情况下双系列运行，单系列给煤保证气化炉2在70%负荷下稳定运行。炉体20底部的出渣口与星形卸料阀12相连通，星形卸料阀12能够控制气化炉床层的高度，星形卸料阀12的下端连接有激冷排渣系统。激冷排渣系统包括激冷渣收集器13、渣锁斗15、常压渣斗17以及冷渣器18。激冷渣收集器13与上方的星形卸料阀12相连接，激冷渣收集器13通过渣锁斗阀14与渣锁斗15相连接，渣锁斗15通过常压渣锁斗阀16与常压渣斗17相连接，常压渣斗17依次与冷渣器18和卸渣口 19相连接。采用该激冷排渣系统进行排渣有利于快速顺畅的排渣，并能提高气化炉2内的气压压力。并且实现了固态排渣，特别适用于我国分布较广的高灰熔点、高硫、高灰煤的气化，大大放宽了对原料煤的要求，如生物质、褐煤、烟煤、无烟煤以及石油焦都可以作为本实用新型气化炉2的原料。气化炉出渣口与星形卸料阀12之间安装有出渣管30，出渣管30的上端伸入到炉体20内，并且出渣管30的上端连接到气化剂分布板27，气化剂分布板27为带有较多气孔的圆锥形。偏心氧管28的外侧端口为气化剂入口 29。偏心氧管28既减少了管线的磨损，延长其了使用寿命，又便于排出较大的渣块，减少因堵渣造成的停炉次数。本实用新型的具体实施方式
如下选择一个煤化工生产企业建设一套工业示范装置，对不同的煤种进行试烧。在对工业示范装置的运行数据进行总结的基础上，完善气化炉的设备结构参数。完善工业示范装置的工艺包和基础工程设计包，对气化炉体和附属设备进行规范化和定型化设计，以利于本实用新型技术方案的推广使用。 给煤将经过破碎筛分符合要求的煤通过皮带传送至煤仓1，煤仓I的仓储量为6小时的耗煤量。煤经两个并列运行的煤锁斗8进入给料斗10，煤锁斗按30分钟加一次煤考虑，给料斗按60分钟耗煤量考虑，正常情况下双系列运行，单系列给煤保证气化炉2在70%负荷下稳定运行。为防止炉内煤气倒流及进煤顺畅，可以在给料机11的煤粉管上引入高压C02或者N2作为煤的输送气。气化煤的气化发生在气化炉2中，下部为密相段，上部扩大端为稀相段。原料煤粉加入到密相段，富氧气化剂经过偏心氧管28直接进入炉体，其它气化剂通过入口 26经过气化剂分布板27后进入煤层下部，在高温下煤中挥发分和焦油发生裂解、煤焦的氧化还原反应，炉体内产生的煤气经第一旋风分离器3和第二旋风分离器4两级旋风除尘器分离掉其中的煤粉后，再与换热器5换热，最后由陶瓷过滤器6除净细粉尘后送往下一道工序。除渣气化炉2下部的渣先经过星形卸料阀12进入到激冷渣收集器13内，在此约800度的渣经喷水冷却至450度以下，然后依次通过渣锁斗阀14、渣锁斗15、常压渣锁斗阀16、常压渣斗17，最后进入到冷渣器18内，并由卸渣口 19排出。从投资和安全方面考虑，下渣设备均采用设备外部带水夹套设计，以降低投资并能回收余热。余热回收从第一旋风分离器3和第二旋风分离器4两级旋风除尘器输出的煤气温度约800-900度，经过余热锅炉降温至300度左右在陶瓷过滤器6除掉细灰，在此过程中还能产生4. OMPa的过热蒸汽、0. 5MPa的低压蒸汽。煤气在陶瓷过滤器6内处理后约30g/Nm3的灰分降至IOmg/ Nm3，并在后续煤气洗涤过程中继续除掉煤气中的灰分并将煤气增湿后送至下游工序。本实用新型与现有另外两种气化炉的技术指标比较如下表
权利要求1.夹套式内循环流化床粉煤气化炉，包括炉体(20)和保温耐火里衬(24)，炉体(20)由炉体外壳(21)和炉体内壳(23)构成，炉体(20)的侧壁上设置有煤粉进料口(25)、汽化剂入口(26)和返料口(31)，炉体(20)的底部设置出渣口和出渣管，其特征在于所述炉体外壳(21)和炉体内壳(23)之间设置有可盛装液体的水夹套(22)，炉体(20)与保温耐火里衬(24)之间通过锚固钉固定，炉体(20)的上端开设有与水夹套(22)相通的低压蒸汽出口(33)，炉体(20)的上部外侧开设有煤气出口( 32)，炉体(20)底部的出渣口通过出渣管(30)与星形卸料阀(12)相连通。
2.根据权利要求I所述的夹套式内循环流化床粉煤气化炉，其特征在于所述星形卸料阀(12)的下端连接有激冷排渣系统，激冷排渣系统包括激冷渣收集器(13)、渣锁斗(15)、常压渣斗(17)以及冷渣器(18)，激冷渣收集器(13)与上方的星形卸料阀(12)相连接，激冷渣收集器(13)通过渣锁斗阀(14)与渣锁斗(15)相连接，渣锁斗(15)通过常压渣锁斗阀(16)与常压渣斗(17)相连接，常压渣斗(17)依次与冷渣器(18)和卸渣口(19)相连接。
3.根据权利要求I所述的夹套式内循环流化床粉煤气化炉，其特征在于所述出渣口与星形卸料阀(12)之间设置有出渣管(30)，出渣管(30)的上端伸入到炉体(20)内，并且在出渣管(30)的上端连接有气化剂分布板(27)。
4.根据权利要求3所述的夹套式内循环流化床粉煤气化炉，其特征在于所述出渣管(30)内侧连接有偏心氧管(28)，偏心氧管(28)的外侧端口为富氧气化剂入口(29)。
5.根据权利要求I所述的夹套式内循环流化床粉煤气化炉，其特征在于所述煤气出口(32)上安装有气固分离装置。
专利摘要夹套式内循环流化床粉煤气化炉，包括炉体(20)和保温耐火里衬(24)，炉体(20)的底部设置出渣口和出渣管，所述炉体外壳(21)和炉体内壳(23)之间设置有可盛装液体的水夹套(22)，炉体(20)与保温耐火里衬(24)之间通过锚固钉固定，炉体(20)的上端开设有与水夹套(22)相通的低压蒸汽出口(33)，炉体(20)的上部外侧开设有煤气出口(32)，炉体(20)底部的出渣口通过出渣管(30)与星形卸料阀(12)相连通，本实用新型具有余热回收利用功能，煤气转化率较高，炉体强度较高，排渣方便，易于进行自动化控制，其产品煤气中不含焦油，洗涤废水含酚量低，污水处理流程简单，易于达到环保要求，能够大规模使用。
文档编号C10J3/72GK202558825SQ20122021949
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月16日 优先权日2012年5月16日
发明者赵合庄, 张国杰 申请人:赵合庄, 张国杰