一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉的制作方法
【专利摘要】一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，它包括炉体，炉篦(2)，布煤器(8)，煤进口(13)，气化剂入口(1)，粗煤气出口(9)，灰出口(23)，其特征在于炉体是由外筒体(3)和内筒体(5)组成，在内筒体(5)的内侧有堆焊层(6)。本实用新型具有适用于氯及碱金属含量高的原煤的气化，耐高温氯及碱金属腐蚀的优点。
【专利说明】
一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种碎煤加压气化炉，具体涉及一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉。
【背景技术】
[0002]我国的能源特点是“缺油、少气、富煤”，煤炭资源丰富，煤种齐全，发展煤化工，对发挥资源优势、优化终端能源结构、大规模补充国内石油供需缺口有现实和长远的意义。煤的气化是煤化工的一个主要方面，气化炉是煤化工最为关键的装备，大部分煤化工项目都需要经历煤炭经气化炉生成粗煤气这一环节。碎煤加压气化炉是固定床煤气化的典型代表，因为它对原料煤适应性广，尤其是能处理水含量和灰含量高的劣质煤，而得到广泛应用。我国煤炭产区主要在山西、陕西、内蒙古、新疆等地，各地煤种不同，具体成分也各不相同。传统的碎煤加压气化炉包括炉体，炉篦，布煤器，煤进口，气化剂入口，粗煤气出口，灰出口，炉体的材质为碳钢，表面没有堆焊层结构，当原煤中氯含量在0.1%左右，煤燃烧时，煤中95%的氯与水蒸气反应转化为此1而释放出来，这些反应释放出来的此1是活性很强的气态腐蚀介质，在高温条件下可以使金属表面的保护膜(作^)、？6304、^6^3)遭到破坏，积极参与对其的腐蚀。另外，由于生成的？乂13有较低的熔点(3031),气化炉氧化还原区的温度在1000温度以上，这个区域的夹套水会汽化形成大量气泡，使得温度高于饱和蒸汽温度且高于？乂13的熔点，发生高温氯腐蚀，致使钢板壁厚迅速减薄，在外压作用下刚度失效，腐蚀最严重的部位在干馏层到氧化层之间，即高温区。煤中碱金属多以似及存在，钾、钠等离子单独不会对金属炉壁产生腐蚀，但可与？60反应生成?:1，加剧卤化腐蚀。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种适用于氯及碱金属含量高的原煤的气化，耐高温氯及碱金属腐蚀的带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉。
[0004]本实用新型的目的是这样实现的，它包括炉体，炉篦，布煤器，煤进口，气化剂入口，粗煤气出口，灰出口，其特征在于炉体是由外筒体和内筒体组成，在内筒体的内侧有堆焊层。
[0005]炉体的底部有灰出口和气化剂入口，气化剂入口与炉体内下部炉篦中的中心管相通，炉体的顶部有煤进口和水蒸汽出口，炉体的上部有与内筒体连接粗煤气出口，炉体的内筒体内有布煤器，并且内筒体的顶端与布煤器相连，在布煤器之上有分割锥和园锥形分布板，园锥形分布板的下端与分割锥相通，园锥形分布板的上端与外筒体相连。
[0006]在炉体外面有下降管，下降管的下端在位于灰出口上方与外筒体相通，下降管的上端与分割锥连接，在下降管的最高处有循环水进口，循环冷却水由下降管上部循环水进口进入，经下降管与炉体下部进入水夹套，带走内筒壁的热量，产生的蒸汽，构成夹套废锅。
[0007]如上所述的外筒体和内筒体之间的间距为45 — 100臟，形成水夹套空间。
[0008]如上所述的园锥形分布板为气水分离装置，由水夹套生成的气水混合物由园锥形分布板使气水分离，分离气体进入园锥形分布板包围形成的汽包，再由水蒸汽出口排出，分离的顺园锥形分布板向下流动进入分割锥内，分割锥将夹套上部分为外部气水混合物上升空间和内部循环水下降空间，两面有温度差产生密度差，使分割锥内部的循环水经下降管由炉体下部进入水夹套，水不断循环，损失的水由循环水进口补充到循环回路中。
[0009]如上所述的分布板上有小孔。
[0010]如上所述的内筒体和外筒体的材质为碳钢或低合金钢。
[0011]如上所的堆焊层材料为镍基合金，其化学组成为0 ^ 22%^1 ^ 60%?10 ^ 9%?？兰0.015%、8 ^ 0.010%，如111(301161625镍基合金。堆焊层从内筒体位于炉篦最底层位置处开始，到粗煤气出口中心线向下1300臟处，堆焊层的厚度为4 — 6臟。
[0012]水夹套内正常水液位在分割锥上75 — 100111111。
[0013]镍基合金在高温氯化氢、氯气中，能够生成一层致密的表面膜，随着合金中镍含量的增多，合金的耐蚀性能提高。附(?表面膜的保护作用，是通常在高温氯化氢、氯气作用下选用镍基合金的主要原因。当氯化氢、氯气中含有一定量的空气和水蒸气时，在温度低于氯化氢(或氯气)的露点时会有盐酸凝结在金属表面，发生电化学腐蚀，腐蚀速率会大大加剧。但在露点温度以上，则可能有金属氧化物生成而影响腐蚀速率。如镍基合金中含有0，由于0与氧生成0203，比与氯化氢、氯气生成容易得多，尽管气相中空气和水蒸气含量不高，仍可能优先生成具有致密结构的0203膜，在氯化氢、氯气作用下，生成的0203只有在较高温度下才能转变为0013。因此，在含有空气或水蒸气的氯化氢、氯气中0203膜将在一定温度范围内具有一定的保护作用。
[0014]本发明与现有碎煤加压气化炉相比优点如下:
[0015]1.内筒体内壁堆焊镍基合金，避免腐蚀介质直接与内筒体金属表面接触，降低高温氯腐蚀的可能性。
[0016]2.镍基合金对氧化和还原环境的各种腐蚀都具有非常出色的抗腐蚀能力，使气化炉适用于更多煤种，扩大了使用范围。
[0017]3.镍基合金强度高于碳钢，避免内筒碳钢的磨蚀减薄，提高了气化炉的寿命。
[0018]4.镍基合金堆焊厚度薄，导热系数大，不会影响夹套内部的水循环，蒸汽产量不变，气化炉操作参数及粗煤气出口成分基本不变。
[0019]5、适用于氯及碱金属含量高的原煤的气化，耐高温氯及碱金属腐蚀。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明炉体结构示意图
[0021]如图所示:气化剂入口 1、炉篦2、外筒体3、水夹套4、内筒体5、堆焊层6、人孔7、布煤器8、粗煤气出口 9、分割锥10、园锥形分布板11汽包12、煤进口 13、水蒸汽出口 14、循环水进口 15、下降管16、干燥层17、干馏层18、还原层19、氧化层20、灰层21、膨胀节22、灰出口 23.
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
[0023]实施例1
[0024]一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，它包括炉体，炉篦2，布煤器8，煤进口13，气化剂入口 1，粗煤气出口 9，灰出口 23，炉体是由外筒体3和内筒体5组成，内筒体和外筒体的材质为碳钢，外筒体和内筒体之间的间距为45111111，形成水夹套空间4。在内筒体5的内侧有堆焊层6，炉体的底部有灰出口 23和气化剂入口 1，气化剂入口 1与炉体内下部炉篦2中的中心管相通，炉体的顶部有煤进口 13和水蒸汽出口 14，炉体的上部有与内筒体5连通粗煤气出口 9，炉体的内筒体5内有布煤器8，并且内筒体5的顶端与布煤器8相连，在布煤器8之上有依次分割锥10，带有小孔的园锥形分布板11，园锥形分布板11的下端与分割锥10和相通，园锥形分布板(11)的上端与外筒体(3)相连，在炉体外面有下降管16，下降管16的下端在位于灰出口 23上方与外筒体5相通，下降管16的上端与分割锥10连通，在下降管16的最高处有循环水进口 15。堆焊层6材料为111(301161625镍基合金,堆焊层6从内筒体5位于炉篦2最底层位置处开始，到粗煤气出口 9中心线向下1300皿处，堆焊层的厚度为4111111。
[0025]气化炉工作时，原煤由气化炉上部煤进口 13进入，经过布煤器7进入炉膛，气化剂从炉体下部气化剂入口 1进入，经过炉篦2每层之间的分布孔在炉膛截面均匀分布，二者在炉膛内进行反应。料层从上至下分为干燥层17、干馏层18、气化层19、燃烧层20、灰层21，灰渣经过炉篦2碾成小块由气化炉下部灰出口 23排出，生成的粗煤气由布煤器8与内筒体5之间的空隙，经粗煤气出口 9排出。
[0026]水夹套4与下降管16形成一个水循环回路，正常水位在分割锥10上75臟，水夹套4内的循环水不断地带走炉膛传到内筒体5的热量，被加热的循环水产生蒸汽，成为气水混合物，其密度小于下降管16中水的密度，密度不同产生的压力差导致水夹套4中气水混合物上升，通过分割锥10与外筒体3之间的空间，经带有小孔的园锥形分布板11气水分离，气体进入由园锥形分布板11包围形成的汽包12，再由水蒸汽出口 14排出，分离的水顺园锥形分布板11向下流动进入分割锥10内，分割锥10将夹套4上部分为外部气水混合物上升空间和内部循环水下降空间，两面有温度差产生密度差，使分割锥10内部的循环水经下降管16由炉体下部进入水夹套4，水不断循环，损失的水由循环水进口 15补充到循环回路中。
[0027]实施例2
[0028]外筒体3和内筒体5之间的间距为60臟，正常水位在分割锥10上100臟，，堆焊层6的厚度为5111111。其余同实施例1。
[0029]实施例3
[0030]内筒体5和外筒体3的材质为低合金钢，外筒体3和内筒体5之间的间距为80臟，正常水位在分割锥10上90臟，堆焊层6的厚度为5.5臟。其余同实施例1。
[0031]实施例4
[0032]内筒体5和外筒体3的材质为低合金钢，外筒体3和内筒体5之间的间距为100臟，正常水位在分割锥10上80臟，堆焊层6的厚度为4.5臟。。其余同实施例1。
【权利要求】
1.一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，它包括炉体，炉篦(2)，布煤器(8)，煤进口(13)，气化剂入口(I)，粗煤气出口(9)，灰出口(23)，其特征在于炉体是由外筒体(3)和内筒体(5)组成，在内筒体(5)的内侧有堆焊层(6)。
2.如权利要求1所述的一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，其特征在于所述的堆焊层(6)为Inconel625镍基合金。
3.如权利要求1所述的一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，其特征在于所述的堆焊层(6)从内筒体(5)位于炉篦(2)最底层位置处开始，到粗煤气出口(9)中心线向下1 300mm 处。
4.如权利要求1所述的一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，其特征在于所述的堆焊层(6)的厚度为4 — 6mm。
5.如权利要求1所述的一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，其特征在于所述的外筒体⑶和内筒体(5)之间的间距为45 - 100mm，形成水夹套(4)空间。
6.如权利要求1所述的一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，其特征在于所述的内筒体(5)和外筒体(3)的材质为碳钢。
7.如权利要求1所述的一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，其特征在于所述炉体的底部有灰出口(23)和气化剂入口(I)，气化剂入口⑴与炉体内下部炉篦⑵中的中心管相通，炉体的顶部有煤进口(13)和水蒸汽出口(14)，炉体的上部有与内筒体(5)连通粗煤气出口(9)，炉体的内筒体(5)内有布煤器⑶，并且内筒体(5的顶端与布煤器⑶相连，在布煤器⑶之上有分割锥(10)和园锥形分布板(11)，园锥形分布板(11)的下端与分割锥(10)相通，园锥形分布板(11)的上端与外筒体(3)相连。
8.如权利要求7所述的一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，其特征在于所述的分布板(11)为气水分离装置，分布板(11)上有小孔。
9.如权利要求1所述的一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，其特征在于在炉体外面有下降管(16)，下降管(16)的下端在位于灰出口(23)上方与外筒体O 5相通，下降管(16)的上端与分割锥(10)连通，在下降管(16)的最高处有循环水进口(15)。
10.如权利要求1所述的一种带堆焊层的耐腐蚀碎煤加压气化炉，其特征在于水夹套(4)内正常水液位在分割锥(10)上75 — 100mm。
【文档编号】C10J3/74GK204111699SQ201420405984
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】钱澄, 张立铭, 向东, 赵纯亮, 李克军, 肖伟, 张艮行, 程晋兴, 张玉香 申请人:赛鼎工程有限公司, 新疆广汇新能源有限公司, 内蒙古大唐国际克什克腾煤制天然气有限责任公司