一种自动修正偏火层的交错床气化装置及方法与流程

本发明涉及一种自动修正偏火层的交错床气化装置及方法，属煤炭气化技术领域。

背景技术：

现有固定床煤炭气化炉存在许多问题，一是经常出现偏火、煤膨空现象，造成煤气质量不好，或者炉灰夹带煤炭多，气化效率低，需要人工通过探火孔进行调整，3-7天以上才能调整过来，费工费料，一旦煤气泄漏或者系统内进氧气，会引起人机事故。二是灰盆水封结构，出灰阻力大，耗动能大，水封高度有限，产能小，煤气输送压力小。三是加煤时煤从上盖加煤箱直接落下，产生大量扬尘，造成出口煤气含尘量大，堵塞管路现象。四是炉内出现结渣，就必须将炉内所有煤炭和灰全部清除出来，重新点炉，经济损失较大。

技术实现要素：

本发明针对上述不足，提供一种自动修正偏火层的交错床气化装置及方法，不产生煤膨空现象，出现偏火自动调整，调整过程中不影响设备运行，不影响煤气质量，省工省时。

本发明的技术方案：一种自动修正偏火层的交错床气化装置，包括由上段炉体和下段炉体连接构成的主体，下段炉体内壳与下段炉体外壳之间形成水夹套，水夹套内盛有介质水，其中，在所述主体的上部设有燃料入口以及煤气出口，在所述主体的下部安装有交错炉排，交错炉排的下方设有风箱，所述风箱通过气化剂总管与鼓风机连接，所述气化剂总管通过蒸汽管及汽包与所述水夹套连通；在下段炉体底部的外侧设有环管，所述环管一方面通过六路管及六路阀门与分配箱内分割成的六个腔连接，另一方面通过支管及支管阀门与气化剂总管连接，在分配箱的每个腔内分别设有喷嘴；在下段炉体的中部，沿周水平设置6个上层温度传感器，在下段炉体的底部，沿周水平设置6个下层温度传感器。

所述交错炉排包括是上扇活动炉排和下扇固定炉排，其中活动炉排与传动组件驱动连接，活动炉排与固定炉排之间限位滑动连接。

所述交错炉排的具体结构为：固定炉排是由角钢、固定炉排连扳以及固定炉排外框组成，固定炉排焊接在工字钢上，固定炉排的两侧设有边球室，所述边球室是由球室定位板、钢球轨道、边球室侧板、边球室端板连接构成且所述边球室焊接在球室支撑架上，所述球室支撑架与固定炉排外框和主体风箱直段焊接成为一体，在所述边球室内放有钢球，由角钢、活动炉排连扳、活动炉排外框、定位滑板组成的活动炉排落在钢球上，定位滑板端面与球室定位板配合对活动炉排起到限位作用、与钢球配合起到滑动作用。

所述固定炉排上均布设有四个球室，每个球室由均布球室侧板、均布球室端板、固定炉排连扳形成，所述球室嵌入焊接在固定炉排内，占有一个角钢的宽度，球室放入的钢球与边球室放入的钢球后在一个水平高度。

所述燃料入口位于主体的上盖上，在上盖上安装有上下放置的上加料箱和下加料箱，在上加料箱和下加料箱的出料口处分别设有钟罩。

在下加料箱出料口的下方设有布料缓冲套。

所述下段炉体内壳为锥体，向下直径逐渐放大。

所述煤气出口上设有放散管，放散管上设有放散阀，放散管上还设有备用的引风机与吸管。

在下段炉体上的下部设有人孔与结渣处理口。

一种自动修正偏火层的交错床气化方法，采用了所述的自动修正偏火层的交错床气化装置，包括以下步骤：

步骤一，首先通过人孔给炉内点火，打好火底，封死人孔盖，将25-80mm的块煤或者生物质压块，通过安装在上盖上的上加煤箱、下加煤箱、钟罩交替密封，向炉内加满燃料，安装在上盖上段炉体内的布料缓冲套内始终含有煤，煤自然缓慢下滑，没有扬尘；

步骤二，下段炉体外壳和下段炉体内壳形成的水夹套，利用炉内气化余热加热产生蒸汽，由蒸汽出口，经汽包、蒸汽管进入气化剂总管，与鼓风机给风混合成气化剂进入炉底风箱，送入氧化层气化；

步骤三，利用沿周水平设置的n个上层温度传感器监测还原层温度，利用沿周水平设置的n个下层温度传感器监测灰层温度；当出现火层偏离下移时，根据火层在灰中传热梯度，下层温度传感器监测到下移点温度升高到预定温度，与之相对应的六路阀门自动打开，气化剂由气化剂总管通过支管及支管阀门进入环管，所述环管上设置六路管，六路管对应的与分配箱内分割成的六个腔连接，每个腔设置喷嘴将气化剂喷到火层下移部位，局部加速气化，当火层向上移动达到合适位置时，相对应部位的上层温度传感器监测到预定温度时，传输信号控制相对应的六路阀门关闭，并由气化剂总管供给气化剂正常运行，总管阀门用于调整平衡总管和支管的气体压力；如此遇有火层偏移时，重复上述流程，达到火层稳定的目的；

步骤四，气化后的炉灰落到活动炉排及固定炉排上，活动炉排由相连的传动组件带动作往复动作，将灰刮落到风箱的底部，由除灰机排出；

步骤五，在炉内形成的煤气从下向上行，通过煤气出口送至用户。

本发明有益效果：

1、该装置出口煤气含尘少，不堵塞管路；

2、该装置下段炉体内壳为锥体，煤向下行越来越松散，不挂壁、少偏火、不膨空，不用人工探火打钎，节约人工70％；

3、该装置一旦出现偏火层，可自动调整火层，达到稳定火层的作用，不影响煤气质量，无安全隐患；

4、该装置一旦结渣不需要清空炉内的煤、灰，方便处理；

5、该装置交错炉排出灰阻力小、出灰均匀、布风均匀，气化过程运行平稳；

6、该装置降低炉体高度，减少制作成本、土建成本；

7、该装置为干法出灰，炉底压高，单机产能大；

8、该装置提高了安全因素，减少事故发生；

附图说明

图1为一种自动修正偏火层的交错床气化装置主视剖视示意图。

图2为A-A调偏层输送气化剂结构俯视剖视示意图。

图3为固定炉排俯视示意图。

图4为B-B交错床阶梯剖视示意图。

按图中序号说明：

1、除灰机，2、风箱，3、支腿，4、工字钢，5、传动组件，6、固定炉排，7、活动炉排，8、结渣处理口，9、下段炉体外壳，10、下段炉体内壳，11、上段炉体，12、布料缓冲套，13、煤气出口，14、放散管，15、放散阀门，16、吸管，17、引风机，18、上加料箱，19、下加料箱，20、钟罩，21、上盖，22、蒸汽出口，23、汽包，24、上层温度传感器，25、蒸汽管，26、下层温度传感器，27、喷嘴，28、分配箱，29、六路阀门，30、六路管，31、环管，32、鼓风机，33、支管阀门，34、支管，35、气化剂总管，36、总管阀门，37、人孔，38、风箱直段，39、球室定位板，40、钢球，41、钢球轨道，42、球室支撑架，43、边球室侧板，44、定位滑板，45、固定炉排连扳，46、均布球室侧板，47、活动炉排连扳，48、边球室端板，49、均布球室端板，50、角钢，51、固定炉排外框，52、活动炉排外框。

具体实施方式

如图1至图4所示的一种自动修正偏火层的交错床气化装置，包括由上段炉体11和下段炉体连接构成的主体，下段炉体内壳10与下段炉体外壳9之间形成水夹套，水夹套内盛有介质水，其中，在所述主体的上部设有燃料入口以及煤气出口13，在所述主体的下部安装有交错炉排，交错炉排的下方设有风箱2，所述风箱2通过气化剂总管35与鼓风机32连接，所述气化剂总管35通过蒸汽管25及汽包23与所述水夹套连通；在下段炉体底部的外侧设有环管31，所述环管31一方面通过六路管30及六路阀门29与分配箱28内分割成的六个腔连接，另一方面通过支管34及支管阀门33与气化剂总管35连接，在分配箱28的每个腔内分别设有喷嘴27；在下段炉体的中部，沿周水平设置6个上层温度传感器24，在下段炉体的底部，沿周水平设置6个下层温度传感器26。

所述交错炉排包括是上扇活动炉排7和下扇固定炉排6，其中活动炉排7与传动组件5驱动连接，活动炉排7与固定炉排6之间限位滑动连接。

所述交错炉排的具体结构为：固定炉排6是由角钢50、固定炉排连扳45以及固定炉排外框51组成，固定炉排6焊接在工字钢4上，固定炉排6的两侧设有边球室，所述边球室是由球室定位板39、钢球轨道41、边球室侧板43、边球室端板48连接构成且所述边球室焊接在球室支撑架42上，所述球室支撑架42与固定炉排外框51和主体风箱直段38焊接成为一体，在所述边球室内放有钢球40，由角钢50、活动炉排连扳47、活动炉排外框52、定位滑板44组成的活动炉排7落在钢球40上，定位滑板44端面与球室定位板39配合对活动炉排7起到限位作用、与钢球40配合起到滑动作用。

所述固定炉排6上均布设有四个球室，每个球室由均布球室侧板46、均布球室端板49、固定炉排连扳45形成，所述球室嵌入焊接在固定炉排6内，占有一个角钢50的宽度，球室放入的钢球40与边球室放入的钢球40后在一个水平高度。

所述燃料入口位于主体的上盖21上，在上盖21上安装有上下放置的上加料箱18和下加料箱19，在上加料箱18和下加料箱19的出料口处分别设有钟罩20。

在下加料箱19出料口的下方设有布料缓冲套12。

所述下段炉体内壳10为锥体，向下直径逐渐放大。

所述煤气出口13上设有放散管14，放散管14上设有放散阀15，放散管14上还设有备用的引风机17与吸管16。

在下段炉体上的下部设有人孔37与结渣处理口8。

一种自动修正偏火层的交错床气化方法，采用了所述的自动修正偏火层的交错床气化装置，包括以下步骤：

首先通过人孔37给炉内点火，打好火底，封死人孔盖，将25-80mm的块煤或者生物质压块，通过安装在上盖21上的加煤箱18、下加煤箱19、钟罩20交替密封，向炉内加满燃料，安装在上盖21上段炉体内的布料缓冲套12内始终含有煤，煤自然缓慢下滑，没有扬尘。

下段炉体外壳9和下段炉体内壳10形成的水夹套，利用炉内气化余热加热产生蒸汽，由蒸汽出口22，经汽包23、蒸汽管25进入气化剂总管35，与鼓风机给风混合成气化剂进入炉底风箱2，送入氧化层气化。

随着气化的运行，煤从干馏段上段炉体11，落到气化段的下段炉体，煤的温度不断提高，体积有所膨胀，下段炉体内壳10为锥体，向下直径逐渐放大，煤料越下行体积越松散，克服了煤膨胀系数带来的炉内煤层偏火、彭空问题，通风好气化均匀，减少了火层偏移的机率。

在下段炉体中部，沿周水平设置六个上层温度传感器24，监测还原层温度，在下段炉体底部，沿周水平设置六个下层温度传感器26，监测灰层温度，当火层偏离下移时，根据火层在灰中传热梯度，下层温度传感器26监测到火层下移点温度升高预定温度，与之相对应的六路阀门29自动打开，气化剂由气化剂总管35通过支管34及支管阀门33进入环管31，所述环管31上设置六路管30，六路管对应的与分配箱28内分割成的六个腔连接，每个腔设置四个喷嘴27将气化剂喷到火层下移部位，局部加速气化，火层向上移动达到合适位置时，相对应部位的上层温度传感器24监测到预定温度时，传输信号给相对应六路阀门29关闭，由气化剂总管35供给炉底风箱2气化剂正常运行，总管阀门36用于调整平衡总管和支管的气体压力。如此遇有火层偏移时重复上述流程，达到火层稳定的目的。

如煤种不适，炉内产生严重结渣时，可打开放散管14上的放散阀门15停止炉底鼓风机32，保留蒸汽供给，开启放散管14上的备用引风机17及吸管16保障煤气不倒流，打开下段炉体下部的结渣处理口8，拨出渣块，再将结渣处理口8封死，即可恢复正常生产，不用清空炉内的煤和灰。

交错炉排是由上扇活动炉排7和下扇固定炉排6组成，固定炉排6由角钢50固定炉排连扳45和固定炉排外框51组成，焊接在工字钢4上，固定炉排6的两侧设有边球室，球室支撑架42与固定炉排外框51和主体风箱直段38焊接在一体，将球室定位板39、钢球轨道41、边球室侧板43、边球室端板48分别焊接在主体风箱直段38和球室支撑架42上，钢球40放在边球室内，定位滑板44焊接在活动炉排外框52上并落到钢球40上，定位滑板44端面与球室定位板39配合对活动炉排7起到限位作用、与钢球40配合起到滑动作用。固定炉排6上还设有均布四个球室，每个球室由均布球室侧板46、均布球室端板49、固定炉排连扳45形成的球室，嵌入焊接在固定炉排6内，占有一个角钢50的宽度，放入钢球40后与边球室在一个水平高度。由角钢50、活动炉排连扳47、活动炉排外框52、定位滑板44组成的活动炉排落在钢球上。

气化后的炉灰落到活动炉排7角钢50间距的固定炉排6上，活动炉排7由相连的传动组件5带动作往复动作，将灰刮落到风箱2的底部，由除灰机1排出。

在炉内形成的煤气从下向上行，通过煤气出口13送至用户。由支腿3与基础连接支撑安装的整体装置。