一种燃烧、激冷分体式的水煤浆气化炉的制作方法

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其涉及一种燃烧、激冷分体式的水煤浆气化炉。

背景技术：

传统激冷流程的水煤浆气化炉气化燃烧室和激冷室为一体化设置，激冷室与气化燃烧室高度比例通常大于1：1，因此气化装置主体厂房较高，一般大于35米，设备和土建费用较高，造成水煤浆气化投资较大，给投资者带来较大的资金压力，影响项目的经济性。此外传统激冷室设置的激冷环材质要求高、加工难度大且需要定期更换，更换的工程量较大，消耗加大的人力和物力。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种燃烧、激冷分体式的水煤浆气化炉，能将气化燃烧室与激冷室实现分体，同时大幅缩短激冷室的高度，采用激冷后的裂化气与激冷水一起带出至后系统分离，满足水煤浆气化工艺的裂化气冷却和灰渣顺利排除的要求，气化炉主体装置高度大幅降低，工程投资有较大的缩减，而且检维修便捷，具有极高的工程应用和项目经济运行价值。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种燃烧、激冷分体式的水煤浆气化炉，它括气化炉炉膛、烧嘴、激冷室；

所述的气化炉炉膛包括壳体、炉膛进口、炉膛出口和燃烧室，所述的炉膛进口与烧嘴相连，所述的炉膛出口与激冷室进口大法兰相连；

所述的烧嘴包括中心管、煤浆通道、阻燃剂外环、水夹套、水夹套进水口、水夹套出水口、烧嘴大法兰、燃气管，所述的烧嘴大法兰与炉膛进口相连；

烧嘴采用三流道设计，喷嘴三流道由内到外依次为中心管、煤浆通道、阻燃剂外环。

所述的激冷室包括激冷反应室、气相管、激冷水箱、激冷水环腔、激冷水挡板、激冷水入口、水煤气出口、激冷室进口大法兰、激冷室出口大法兰、水冷保护壁，所述的激冷室出口大法兰与出渣的锁斗相连，水煤气出口与后系统的气液分离器相连。

进一步的，中心管在烧嘴最内部，与煤浆通道采用法兰连接；

煤浆通道在烧嘴的中部，与阻燃剂外环管采用法兰相连；

阻燃剂外环在烧嘴的外部，与烧嘴大法兰采用上下焊接，水夹套在烧嘴大法兰下部最外侧，与烧嘴大法兰采用焊接方式连接，同时水夹套进口管与水夹套出口管在烧嘴大法兰上部开孔并采用焊接方式连接，水夹套进口管深入到水夹套底部，确保烧嘴冷却水有效流动，保护烧嘴。

进一步的，

激冷水箱位于激冷室上部，采用焊接方式将激冷水挡板与激冷室外壳、气相管相连，形成激冷水箱，激冷水环腔是激冷室进口大法兰与气相管形成的一个环状腔体，激冷水入口位于激冷水挡板上部，激冷水从激冷水入口进入激冷水箱，再通过激冷水环腔出沿气相管内壁溢流至激冷反应室，水煤气出口位于激冷水挡板下部，气化炉来裂化气通过激冷室进口大法兰进入激冷室与激冷水环腔出来的激冷水相遇冷却，在激冷反应室进一步冷却形成水煤气，并分离出炉渣从激冷室出口大法兰排至锁斗，水煤气与激冷水从水煤气出口送至后续工序分离、洗涤。水冷保护壁与气化炉水冷壁盘管相连，深入至激冷室上部的激冷水环腔外侧，用以保护激冷水环腔。

进一步的，燃烧室与激冷室为分体式结构，两者可拆卸分离。

进一步的，气化炉炉壳内部设置环形盘管膜式水冷壁，水冷壁内采用除盐水强制循环冷却保护气化炉炉壳，同时配以汽包副产低压蒸汽。

进一步的，激冷水环腔和出水口至于水冷保护壁的后方，所述激冷水环腔和出水口邻近所述激冷室的上沿。

进一步的，气化炉炉壳采用钢材制成，设计耐压为1.3——4.0MPa。

激冷室结构简单、设计小巧、造价低廉，同时短小的激冷室设计使整个气化炉高度大幅下降，工程投资费用大幅缩减，项目建设周期缩短，项目经济效益客观。

气化产生的裂化气经过激冷降温后与激冷水一起由激冷室水煤气出口一起进入后系统进行气液分离，激冷室中部不出水。

激冷室不设置渣水循环泵，利用渣的重力作用自行进入锁斗。

所述的烧嘴采用三流道结构，包括中心管、煤浆环管、助燃剂环管和烧嘴大法兰，中心管实现燃气和助燃剂共用设计，实行升温和投料开车一体化，中间不更换烧嘴，冷却采用创新式的水夹套设计，且外壁加厚，其目的在于可以耐冲刷腐蚀；耐高温辐射强，冷却效果好。

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1)本实用新型将气化燃烧室与激冷室分体设计，并实现两者有效的

组合。助燃剂通过中心管、助燃剂环管与进入煤浆通道的水煤浆充分混合雾化，并喷入气化炉炉膛；气化燃烧室采用水冷壁设计，利用水冷壁的低温将灰渣迅速凝结，在水冷壁上形成较厚的挂渣，防止炉渣对水冷壁的冲刷和侵蚀；燃烧后产生裂化气出气化炉炉膛进入激冷室，与激冷水直接接触并瞬间冷却降温，激冷后的灰渣进入锁斗排放至自动捞渣机，激冷降温后的水煤气与激冷水一起进入后系统进行气液分离；激冷水腔采用环隙式直流法，水量大，中心管水膜效果好，更换方便，且由于激冷室体积小，激冷室不排水，气液接触时间长，降温和沉渣效果更好，不需要采用传统的锁斗循环泵，降低了能耗，能转变为相对清洁的水煤气，具有极高的实际应用价值。

2)本实用新型设计的激冷室短小实用，其高度与气化炉气化室的比

例为1：2，直径与气化炉炉壳的比例为1：2，这样气化主体高度大幅降低，设备和土建费用有效缩减；而且激冷室中心管的长度设计合理，气流的作用力加速灰渣的沉降，利于集渣排渣，因而可取消锁斗循环泵，缩短流程，降低投资和运行费用。

3)本实用新型在烧嘴设计上采用三流道结构，中心管采用燃气和助

燃剂共用的设计，初始升温中心管走燃气，助燃剂环管走助燃气进行炉内升温，升温结束投料后中心管燃气切换成助燃剂，实现升温开成一体化，中间不需更换烧嘴。烧嘴外部设置水夹套，水夹套上设有水夹套进水口和水夹套出水口，水夹套的外壁加厚，可以耐冲刷、腐蚀，而且冷却水从水夹套进水口排入，并从水夹套出水口排出，能吸收喷嘴产生的热量，具有冷却效果好，耐高温辐射强。

附图说明

图1为本实用新型一种燃烧、激冷分体式的水煤浆气化炉的结构示意图；

图2为本实用新型中喷嘴的结构示意图；

图3为本实用新型中激冷室的结构示意图。

具体实施方式：

下面参考附图对本实用新型进行详细描述：

如图1 所示，根据本实用新型实施的一种气化、激冷分体式的气化炉，它括气化炉炉膛10、烧嘴11、激冷室12；

所述的气化炉炉膛10包括壳体13、炉膛进口14、炉膛出口15和燃烧室16，所述的炉膛进口14与烧嘴11相连，所述的炉膛出口15与激冷室进口大法兰38相连；

助燃剂与煤浆通过喷嘴11混合雾化进入气化炉炉膛10充分燃烧气化产生水煤气，水煤气出气化炉炉膛10进入激冷室12，与激冷水直接混合冷却水煤气，同时沉降分离出灰渣进入锁斗，降温后的水煤气与激冷水一起进入洗涤分离系统进行气液分离及除尘。激冷室12采用独创的外挂可卸式激冷室，由于激冷室的法兰连接结构，激冷室内部中心管、激冷室环套等易损件易拆卸检修其检修更安全。

2、如图2 所示，烧嘴采用三流道设计，根据气化炉炉膛10内气化室高度合理设计火焰喷射角度。所述的烧嘴11包括中心管21、煤浆通道22、阻燃剂外环23、水夹套24、水夹套进口管25、水夹套出口管26、烧嘴大法兰27、燃气管28，所述的烧嘴大法兰27与炉膛进口相连；

烧嘴采用三流道设计，喷嘴三流道由内到外依次为中心管21、煤浆通道22、阻燃剂外环23。

氧气通过中心管21，阻燃剂外环23与进入煤浆通道22的水煤浆充分混合雾化喷入气化炉炉膛10。喷嘴冷却采用水夹套24设计，且外壁加厚，其目的在于可以耐冲刷腐蚀；耐高温辐射强，冷却效果好。燃气管28在炉内进行升温时使用，升温结束投料后中心管燃气切换成助燃剂，实现升温开成一体化，中间不需更换烧嘴。

3、如图3所示，所述的激冷室包括激冷反应室31、气相管32、激冷水箱33、激冷水环腔34、激冷水挡板35、激冷水入口36、水煤气出口37、激冷室进口大法兰38、激冷室出口大法兰39、水冷保护壁40，所述的激冷室出口大法兰39与出渣的锁斗相连，水煤气出口与后系统的气液分离器相连。

激冷水箱33位于激冷室上部，采用焊接方式将激冷水挡板35与激冷室外壳、气相管32相连，形成激冷水箱33，激冷水环腔34是激冷室进口大法兰38与气相管32形成的一个环状腔体，激冷水入口36位于激冷水挡板35上部；激冷水从激冷水入口36进入激冷水箱33，再通过激冷水环腔34出沿气相管32内壁溢流至激冷反应室31，水煤气出口37位于激冷水挡板35下部，气化炉来裂化气通过激冷室进口大法兰38进入激冷室与激冷水环腔34出来的激冷水相遇冷却，在激冷反应室31进一步冷却形成水煤气，并分离出炉渣从激冷室出口大法兰39排至锁斗，水煤气与激冷水从水煤气出口37送至后续工序分离、洗涤。水冷保护壁40与气化炉水冷壁盘管相连，深入至激冷室上部的激冷水环腔34外侧，用以保护激冷水环腔34。

激冷水通过激冷水入口36进入激冷水箱33，溢流入激冷水环腔34环隙，由于激冷水环腔34环隙小，水量大，激冷水在气相管32上形成了均匀的水膜，有效的保护了气相管32与高温水煤气接触超温变形以及烧穿，激冷水沿着气相管32进入激冷反应室31。水煤气通关气相管32进入激冷反应室31与激冷水充分接触洗涤换热，洗涤下来的灰渣进入排渣系统的锁斗，经过冷却洗涤的水煤气与激冷水一起通过水煤气出口37送入到后系统。激冷室不排水，气液接触时间长，洗涤和换热效果更好。该激冷室体积小，不需要采用传统的锁斗水循环泵，降低了能耗。激冷水环腔34位于水冷保护壁40的后上部，阻隔高温裂化气的辐射，使用寿命可达7000小时以上，比传统激冷环寿命延长一倍，具有较高的稳定性。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出的简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。