连续高压气化装置的制作方法

本实用新型涉及一种固气相物料接触的连续反应装置，尤其指一种煤炭颗粒与气化剂在高温高压密闭状态下充分接触氧化还原并产生合成气的装置。

背景技术：

煤炭气化制合成气是一种常见的工业手段，是在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可利用合成气的过程。现有技术中，煤炭气化制合成气大多采用常压煤气化装置和压力小于3.6MPa的中低压加压气化装置，其气化强度低，碳转化率低，压缩动力消耗大，同样的产气量，因气化强度低，造成设备结构庞大，而且为了降低反应过程中炉体的壁温，在炉体的外壁均设置了水夹套，造成能源浪费比较严重，同时由于装置的气化压力低并且需要设置水夹套，导致设备尺寸庞大且结构复杂，检修困难。

随着国家对行业高效、节能、环保的要求日趋提高，开发一种气化强度高、碳转化率高、压缩动力消耗小、能源利用率高、设备尺寸小且结构简单便于检修的连续高压气化装置，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种连续高压气化装置，其气化强度高、碳转化率高、压缩动力消耗小、能源利用率高、设备尺寸小且结构简单便于检修。

本实用新型的连续高压气化装置包括料锁、炉体、废渣锁，其中：所述料锁位于所述连续高压气化装置的最顶端，包括料斗、料锁进口密封阀、料锁承压室、料锁出口密封阀；所述炉体位于所述料锁下方并与所述料锁连接，包括料位计、合成气出口、耐火绝热层、碎渣圈、炉篦、传动系统、固定支座、气化剂进口；所述废渣锁位于所述炉体下方并与所述炉体连接，包括废渣锁进口密封阀、废渣锁承压室、废渣锁出口密封阀、下灰仓。

进一步地，在所述连续高压气化装置中，所述料锁承压室设有料锁承压室卸压-充压管口，所述料锁承压室卸压-充压管口的端部安装有料锁承压室卸压-充压机构；所述废渣锁承压室设有废渣锁承压室卸压-充压管口，所述废渣锁承压室卸压-充压管口的端部安装有废渣锁承压室卸压-充压机构；所述料锁承压室卸压-充压机构和所述废渣锁承压室卸压-充压机构是由电磁阀组、电控仪表及管道构成的压力自动控制系统。

进一步地，在所述连续高压气化装置中，所述料锁进口密封阀的阀座设置在所述料斗的下端，所述料锁进口密封阀的阀头伸入所述料锁承压室内；所述料锁出口密封阀的阀座设置在所述料锁承压室的下端，所述料锁出口密封阀的阀头伸入所述炉体内。

进一步地，在所述连续高压气化装置中，所述废渣锁进口密封阀的阀座设置在所述废渣锁承压室的上端，所述废渣锁进口密封阀的阀头伸入所述炉体内；所述废渣锁出口密封阀的阀座设置在所述下灰仓的上端，所述废渣锁出口密封阀的阀头伸入所述废渣锁承压室内。

进一步地，在所述连续高压气化装置中，所述炉体由可拆卸地连接的上炉体和下炉体组成，在所述上炉体中，所述料位计设置在所述炉体上端外侧，在所述料位计下方炉体内部设置有收料口，所述合成气出口设置在所述收料口处，所述上炉体的炉体内壁设置有耐火绝热层；在所述下炉体中，所述碎渣圈固定于炉体下部，所述炉篦自支撑在固定有所述碎渣圈的炉体下部的中央，所述传动系统设置在所述炉体外侧，所述固定支座设置在所述炉体外侧与所述传动系统同一水平面上，所述气化剂进口连通于所述炉篦，在所述下炉体的炉体内壁设置有所述耐火绝热层。

进一步地，在所述连续高压气化装置中，所述料锁承压室设有料锁承压室测压口和料锁承压室测温口，所述料锁承压室测压口内设置有监测所述料锁承压室内的压力的测压计，所述料锁承压室测温口内设置有监测所述料锁承压室内的温度的测温计；所述上炉体设置有上炉体测温口，所述上炉体测温口内设置有监测所述上炉体内的温度的测温计，所述下炉体设置有下炉体测温口，所述下炉体测温口内设置有监测所述下炉体内的温度的测温计；所述废渣锁承压室设有废渣锁承压室液位计口、废渣锁承压室测压口和废渣锁承压室测温口，所述废渣锁承压室液位计口的端部设置有监测所述废渣锁承压室内的液位的液位计，所述废渣锁承压室测压口内设置有监测所述废渣锁承压室内的压力的测压计，所述废渣锁承压室测温口内设置有监测所述废渣锁承压室内的温度的测温计

进一步地，在所述连续高压气化装置中，所述料斗、料锁承压室、上炉体、下炉体、废渣锁承压室和下灰仓采用敞口结构。

进一步地，在所述连续高压气化装置中，所述耐火绝热层是由耐火材料与隔热材料相结合形成的绝热保温结构。

进一步地，在所述连续高压气化装置中，所述料斗与所述料锁承压室之间、所述料锁承压室与所述炉体之间、所述炉体与所述废渣锁承压室之间、以及所述废渣锁承压室与所述下灰仓之间通过高压螺栓可拆卸地连接。

本实用新型的连续高压气化装置能够适用于外部公用的10Mpa高压工程环境，实现在10Mpa高压下的一系列气化反应，气化压力提高到10MPa高压能够提高气化强度并进而提高了碳转化率以及降低了压缩动力消耗，同时由于气化强度的提升，使得同样制气规模的炉体尺寸变小，使得整体设备尺寸小且结构简单、便于检修。此外，本实用新型的连续高压气化装置不采用水夹套结构给炉壁降温，而是在炉体内部采用耐火材料与隔热材料相结合的绝热保温结构来降低炉壁温度，提高了能源利用率。因此，本实用新型的连续高压气化装置具有气化强度高、碳转化率高、压缩动力消耗小、能源利用率高、设备尺寸小且结构简单便于检修等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的连续高压气化装置的结构示意图。

附图标记说明：

1-料斗，2-料锁进口密封阀，3-料锁承压室，4-料锁出口密封阀，5-料位计，6-合成气出口，7-耐火绝热层，8-碎渣圈，9-炉篦，10-传动系统，11-固定支座，12-气化剂进口，13-废渣锁进口密封阀，14-废渣锁承压室，15-废渣锁出口密封阀，16-下灰仓，17-料锁承压室卸压-充压管口，18-料锁承压室测压口，19-料锁承压室测温口，20-收料口，21-上炉体测温口，22-下炉体测温口，23-废渣锁承压室卸压-充压管口，24-废渣锁承压室液位计口，25-废渣锁承压室测压口，26-废渣锁承压室测温口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1，本实用新型的连续高压气化装置包括料锁、炉体、废渣锁，其中料锁位于连续高压气化装置的最顶端，包括料斗1、料锁进口密封阀2、料锁承压室3、料锁出口密封阀4；炉体位于料锁下方并通过高压螺栓与料锁连接，包括料位计5、合成气出口6、耐火绝热层7、碎渣圈8、炉篦9、传动系统10、固定支座11、气化剂进口12；废渣锁位于炉体下方并通过高压螺栓与炉体连接，包括废渣锁进口密封阀13、废渣锁承压室14、废渣锁出口密封阀15、下灰仓16。

在所述料锁中，料锁进口密封阀2设置在料斗1内，料锁进口密封阀2的阀头和阀座均为可拆结构，料锁进口密封阀2的阀座设置在料斗1的下端，料锁进口密封阀2的阀头伸入料锁承压室3内，料锁出口密封阀4设置在料锁承压室3内，料锁出口密封阀4的阀头和阀座均为可拆结构，料锁出口密封阀4的阀座设置在料锁承压室3的下端，料锁出口密封阀4的阀头伸入炉体内。料锁进口密封阀2和料锁出口密封阀4的打开和关闭由诸如油缸的液压缸来驱动，料锁进口密封阀2和料锁出口密封阀4的阀头和阀座均采用硬质合金线密封。料斗1和料锁承压室3优选地采用可拆卸敞口结构，一旦其内部构件出现故障或损坏，更便于检修和更换。此外，料锁承压室3设有料锁承压室卸压-充压管口17、料锁承压室测压口18和料锁承压室测温口19，其中料锁承压室卸压-充压管口17的端部安装有料锁承压室卸压-充压机构，该卸压-充压机构是由电磁阀组、电控仪表及管道构成的压力自动控制系统，对料锁承压室3进行充压和卸压操作，料锁承压室测压口18内设置有测压计，对料锁承压室3内的压力进行监测，料锁承压室测温口19内设置有测温计，对料锁承压室3内的温度进行监测。

所述炉体由可拆卸地连接的上炉体和下炉体组成，在所述上炉体中，料位计5设置在炉体上端外侧，在料位计5下方炉体内部设置有收料口20，合成气出口6设置在该收料口20处，上炉体的炉体内壁设置有耐火绝热层7，耐火绝热层7是由耐火材料与隔热材料相结合形成的绝热保温结构，此外，上炉体还设置有上炉体测温口21，该上炉体测温口21内设置有测温计，对上炉体内的温度进行监测；在所述下炉体中，碎渣圈8固定于炉体下部，炉篦9自支撑在固定有碎渣圈8的炉体下部的中央，传动系统10设置在炉体外侧，传动系统10的心轴上安装有锥齿轮，该锥齿轮与炉篦9的锥齿轮相互啮合，由此传动系统10驱动炉篦9转动，固定支座11设置在炉体外侧并与传动系统10处于同一水平面上，气化剂进口12连通于炉篦9，更具体地，气化剂进口12与炉篦9的底部中心进气口可拆卸地连接，气化剂经由气化剂进口12和炉篦9的底部中心进气口进入炉体内，而且在下炉体的炉体内壁同样设置有耐火绝热层7，此外，下炉体还设置有下炉体测温口22，该下炉体测温口内设置有测温计，对下炉体内的温度进行监测。可拆卸地连接的上炉体和下炉体在拆开后均为敞口结构，一旦其内部构件出现故障或损坏，更便于检修和更换。

在所述废渣锁中，废渣锁进口密封阀13设置在废渣锁承压室14内，废渣锁进口密封阀13的阀头和阀座均为可拆结构，废渣锁进口密封阀13的阀座设置在废渣锁承压室14的上端，废渣锁进口密封阀13的阀头伸入炉体内，废渣锁出口密封阀15设置在下灰仓16内，废渣锁出口密封阀15的阀头和阀座均为可拆结构，废渣锁出口密封阀15的阀座设置在下灰仓16的上端，废渣锁出口密封阀15的阀头伸入废渣锁承压室14内。废渣锁进口密封阀13和废渣锁出口密封阀15的打开和关闭由诸如油缸的液压缸来驱动，废渣锁进口密封阀13和废渣锁出口密封阀15的阀头和阀座均采用硬质合金线密封。废渣锁承压室14和下灰仓16优选地采用可拆卸敞口结构，一旦其内部构件出现故障或损坏，更便于检修和更换。此外，废渣锁承压室14设有废渣锁承压室卸压-充压管口23、废渣锁承压室液位计口24、废渣锁承压室测压口25和废渣锁承压室测温口26，其中废渣锁承压室卸压-充压管口23的端部安装有废渣锁承压室卸压-充压机构，该卸压-充压机构是由电磁阀组、电控仪表及管道构成的压力自动控制系统，对废渣锁承压室14进行充压和卸压操作，废渣锁承压室液位计口24的端部设置有液位计，对废渣锁承压室14内的液位进行监测，废渣锁承压室测压口25内设置有测压计，对废渣锁承压室14内的压力进行监测，废渣锁承压室测温口26内设置有测温计，对废渣锁承压室14内的温度进行监测。

在本实用新型的连续高压气化装置中，各个组成部件之间均可例如通过螺栓可拆卸地连接，例如，料斗1与料锁承压室3之间、料锁承压室3与炉体之间、炉体与废渣锁承压室14之间、以及废渣锁承压室14与下灰仓16之间可通过高压螺栓可拆卸地连接。

本实用新型的连续高压气化装置的工作过程如下：经过筛分的块煤加入料斗1内；通过料锁进口密封阀2和料锁出口密封阀4的开启和关闭操作而让块煤通过料锁进入炉体，在块煤通过料锁进入炉体的过程中料锁承压室3由安装在料锁承压室卸压-充压管口17端部的料锁承压室卸压-充压机构进行充压和卸压操作，以避免块煤下料过程中合成气外泄；块煤进入炉体后经过一系列的氧化还原反应生成合成气，所生成的合成气经由合成气出口6送出，反应后形成的废渣则通过废渣锁进口密封阀13和废渣锁出口密封阀15的开启和关闭操作而进入废渣锁，并最终通过下灰仓16排出，在废渣进入废渣锁并通过下灰仓16排出的下渣过程中，废渣锁承压室14由安装在废渣锁承压室卸压-充压管口23端部的废渣锁承压室卸压-充压机构进行充压和卸压操作，以避免下渣过程中气体外泄。

更具体地，在所述料锁中，当其接收到加料信号后，定量的块煤加入料斗1，料锁承压室3由安装在料锁承压室卸压-充压管口17端部的料锁承压室卸压-充压机构卸压至常压，液压缸驱动料锁进口密封阀2打开，块煤由料斗1进入料锁承压室3，然后液压缸驱动料锁进口密封阀2关闭，料锁承压室3由安装在料锁承压室卸压-充压管口17端部的料锁承压室卸压-充压机构充压至和炉体内压力值相同，液压缸驱动料锁出口密封阀4打开，块煤从料锁承压室3进入炉体，最后液压缸驱动料锁出口密封阀4关闭，从而实现高压加料过程且不发生合成气外泄。在所述料锁接收到下一个加料信号后，料锁重复上述操作开始下一个加料周期。

更具体地，在所述炉体中，从料锁下料的块煤与从气化剂进口12进入的气化剂逐级反应，反应后生成的合成气经由合成气出口6送出，废渣经废渣锁排出。炉体主要作用是为气化反应提供一个高温高压的密闭反应腔，确保气化剂和块煤的反应在炉体内顺利进行；炉体上端的料位计5能够精确地控制料位高度，避免烧穿事故发生；炉篦9主要作用是为炉体中的块煤提供支承并通过其转动均匀分布进入炉体的气化剂；传动系统10的主要作用是为炉篦9的转动提供动力，使得炉篦9在转动过程中将反应残留的废渣排入废渣锁；固定于炉体的碎渣圈8与转动的炉篦9二者之间所形成的作用力将下落的废渣挤碎，由此确保废渣顺利排出；由耐火材料与隔热材料相结合形成的耐火绝热层7能够降低炉体的壁温并防止热量散失，更节能环保。

更具体地，在所述废渣锁中，当其接收到排渣信号后，废渣锁承压室14由安装在废渣锁承压室卸压-充压管口23端部的废渣锁承压室卸压-充压机构充压至和炉体内压力值相同，液压缸驱动废渣锁进口密封阀13打开，废渣由炉体进入废渣锁承压室14，然后液压缸驱动废渣锁进口密封阀13关闭，料锁承压室14由安装在废渣锁承压室卸压-充压管口23端部的废渣锁承压室卸压-充压机构卸压至常压，液压缸驱动废渣锁出口密封阀15打开，废渣从废渣锁承压室14进入下灰仓16排出，最后液压缸驱动废渣锁出口密封阀15关闭，从而实现高压出渣过程且不发生合成气外泄。在所述废渣锁接收到下一个出渣信号后，废渣锁重复上述操作开始下一个出渣周期。

本实用新型的连续高压气化装置能够适用于外部公用的10Mpa高压工程环境，实现在10Mpa高压下的一系列气化反应，气化压力提高到10MPa高压能够提高气化强度并进而提高了碳转化率以及降低乐压缩动力消耗，同时由于气化强度的提升，使得同样制气规模的炉体尺寸变小，使得整体设备尺寸小且结构简单、便于检修。此外，本实用新型的连续高压气化装置不采用水夹套结构给炉壁降温，而是在炉体内部采用耐火材料与隔热材料相结合的绝热保温结构来降低炉壁温度，提高了能源利用率。因此，本实用新型的连续高压气化装置具有气化强度高、碳转化率高、压缩动力消耗小、能源利用率高、设备尺寸小且结构简单便于检修等优点。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”“内”、“外”、“顶”、“底”等均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型的范围。