带辐射废锅的氧气分级气化炉的制作方法

本发明属于气化炉领域，具体而言，本发明涉及带辐射废锅的氧气分级气化炉。

背景技术：

气化反应往往在高温高压条件下进行，因此气化炉壁面往往需要采用耐火材料来确保炉体安全。气化炉内的火焰分布主要与氧分布有关，当采取顶部多喷嘴或单喷嘴进料时，由于顶部氧化剂充足，往往导致顶部区域火焰温度较高，从而导致顶部烧嘴及壁面局部区域耐火材料寿命偏短，在生产期间常常需要停车进行检修，造成人力和财力的浪费。但是现有的气化炉大多数为激冷流程，高温合成气直接通入激冷水激冷，造成热量的极大浪费。如果在气化炉中设置辐射废锅，可以有效地回收高温合成气的显然，副产高温高压饱和水蒸气，极大地提高了能源利用效率。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有能量利用率高、水煤浆碳转化率高的氧气分级气化炉。

根据本发明的一个方面，本发明提出了带辐射废锅的氧气分级气化炉，根据本发明的实施例，包括：

壳体，所述壳体内形成气化室，所述壳体的内壁上设置有耐火层，所述耐火层材料为耐火砖或水冷壁，所述壳体的底部收缩形成气化室出渣口；

烧嘴，所述烧嘴包括顶部烧嘴和二次氧烧嘴，所述顶部烧嘴设置在所述壳体的顶壁上且适于向所述气化室喷射煤浆、氧气；所述二次氧烧嘴设置在所述壳体的侧壁上且适于向所述气化室喷射氧气；

辐射废锅，所述辐射废锅与所述气化室出渣口相连，所述辐射废锅内设置有膜式水冷壁和多个水冷屏，所述多个水冷屏沿周向均匀分布且分别通过鳍片与所述膜式水冷壁相连，所述辐射废锅的底部收缩形成废锅出渣口；

排渣池，所述排渣池与所述辐射废锅的底部相连，所述废锅出渣口伸入所述排渣池内液面以下，所述排渣池的上部侧壁具有粗合成气出口，底部具有排渣口。由此，本发明上述实施例的氧气分级气化炉，首先，由于在气化炉的顶壁和侧壁上分别设置了顶部烧嘴和二次氧烧嘴，进而可以利用顶部烧嘴向气化室内喷射煤浆、氧气，利用二次氧烧嘴向气化室内喷射氧气。因此，可以将氧气分级供给，控制顶部烧嘴的给氧比例，保持温度在煤的灰熔点以下，而二次氧烧嘴通入二级氧气，使气化室内温度提高到灰熔点以上。由此使得整个气化室内温度分布更均匀，平均温度水平得到提高，气化反应更加充分，提高煤浆碳转化率；而且气化室内温度分布更均匀，还可以达到降低炉顶温度的效果，延长顶部喷嘴和顶部耐火材料的寿命。另外，在气化炉的底部连接辐射废锅，可以对合成气的显热进行回收，副产高温高压饱和蒸汽，提高能量利用率。

另外，根据本发明上述实施例的带辐射废锅的氧气分级气化炉还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述顶部烧嘴内设置有点火棒。

在本发明的一些实施例中，所述二次氧烧嘴包括至少1-6个，优选2-4个。

在本发明的一些实施例中，所述二次氧烧嘴在所述壳体的侧壁上沿周向均匀分布。

在本发明的一些实施例中，所述二次氧烧嘴沿水平方向喷射。

在本发明的一些实施例中，所述二次氧烧嘴与所述顶部烧嘴的竖直距离h为气化体的1/3-3/4。

在本发明的一些实施例中，所述多个水冷屏为8-24个。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的氧气分级气化炉的结构示意图。

图2是根据本发明一个实施例的氧气分级气化炉中辐射废锅的横截面图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的一个方面，本发明提出了一种带辐射废锅的氧气分级气化炉。下面对本发明具体实施例的带辐射废锅的氧气分级气化炉进行详细描述。

如图1-2所示，根据本发明具体实施例的带辐射废锅的氧气分级气化炉包括：壳体100、烧200、辐射废锅300和排渣池400。

其中，壳体100内形成气化室110，所述壳体100的内壁上设置有耐火砖层120，所述壳体100的底部收缩形成气化室出渣口130；烧嘴200包括顶部烧嘴210和二次氧烧嘴220；顶部烧嘴210设置在所述壳体100的顶壁上且适于向所述气化室110内喷射煤浆、氧气；二次氧烧嘴220设置在所述壳体100的侧壁上且适于向所述气化室110内喷射氧气；辐射废锅300与所述气化室出渣口130相连，所述辐射废锅300内设置有膜式水冷壁310和多个水冷屏320，所述多个水冷屏320沿周向均匀分布且分别通过鳍片与所述膜式水冷壁310相连，所述辐射废锅300的底部收缩形成废锅出渣口330；排渣池400与辐射废锅300的底部相连，所述废锅出渣口330伸入所述排渣池400内液面以下，所述排渣池400的上部侧壁具有粗合成气出口410，底部具有排渣口420。

由此，本发明上述实施例的氧气分级气化炉，首先，由于在气化炉的顶壁和侧壁上分别设置了顶部烧嘴210和二次氧烧嘴220，进而可以利用顶部烧嘴210向气化室110内喷射煤浆、氧气，利用二次氧烧嘴220向气化室110内喷射氧气。因此，可以将氧气分级供给，控制顶部烧嘴210的给氧比例，保持温度在煤的灰熔点以下，而二次氧烧嘴220通入二级氧气，使气化室内温度提高到灰熔点以上。由此使得整个气化室内温度分布更均匀，平均温度水平得到提高，气化反应更加充分，提高煤浆碳转化率；而且气化室内温度分布更均匀，还可以达到降低炉顶温度的效果，延长顶部喷嘴和顶部耐火材料的寿命。在气化室110的底部连接辐射废锅300，可以对高温合成气的显热进行回收，副产高温高压饱和蒸汽，用于发电等，进而提高能量利用率。

根据本发明的具体实施例，顶部喷嘴210设置在壳体100的顶壁上且适于向气化室110喷射煤浆、氧气。具体地，顶部喷嘴210内设置有点火棒，进而有效实现点火。

根据本发明的具体实施例，二次氧烧嘴220包括至少1-6个，优选2-4个。进而可以使得喷入的氧气分布均匀，使得气化室内温度分布均匀，平均温度水平得到提高，气化反应更加充分。

优选地，二次氧烧嘴220在壳体100的侧壁上沿周向均匀分布。由此可以进一步提高氧气分布均匀均匀度，使得气化室内温度分布均匀，平均温度水平得到提高，气化反应更加充分，提高煤浆碳转化率；同时降低炉顶温度，延长顶部喷嘴和顶部耐火材料的寿命。

根据本发明的具体实施例，二次氧烧嘴220沿水平方向喷射，使氧气对喷撞击，加剧了与物料的混合，提高了气化过程整体反应速率。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，所述二次氧烧嘴与所述顶部烧嘴的竖直距离h为气化体的1/3-3/4，有助于提高气化炉该部位的反应温度，促进气化反应，同时确保气化炉液态排渣。

在本发明的一些实施例中，辐射废锅300内设置多个水冷屏，具体可以为8-24个。由此可以充分回收合成气显热，提高能量利用率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。