一种气化炉的制作方法

本实用新型涉及煤气化技术领域，尤其涉及一种气化炉。

背景技术：

我国煤炭资源丰富，油气资源相对匮乏，煤炭使用占据我国能源消耗总量的很大一部分，但是将煤炭直接燃烧使用会造成很多问题，比如，产生二氧化硫等有毒气体，燃烧不充分向大气排放烟雾颗粒造成雾霾等环境污染。将丰富的煤炭资源转化为清洁的气体燃料再加以利用，是煤炭利用的一个重要研究方向，将煤气化过程中，流化床气化炉以其优越的性能被广泛使用。

气化炉内设有气体分布器，以将煤气化所需的气化剂均匀通入气化炉内部。现有的气体分布器大都设置为锥形板，锥形分布器在其锥形板面上均匀布满小孔，用以向气化炉内均匀布气。锥形分布器中间设置有中心射流管，用于强化床层中心湍动效果、增强气固接触；中心射流管外侧为环管，环管与中心射流管之间构成的间隙为排渣通道，灰渣可经该通道排出气化炉。

但是，现有气化炉的气体分布器形式和组成相对单一，只设置有锥形分布器。锥形分布器的开孔和布气方式，在使用过程中，各小孔进入气化炉内的气流保持同一流速，容易产生气封，影响该区域灰渣颗粒的正常下落，进而对中心区域排渣造成不利影响，且物料长时间堆积，容易在分布器表面形成局部死区，使气化炉排渣不稳。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供了一种气化炉，解决了现有技术中，气化炉排渣不顺利的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种气化炉，包括炉体，炉体内部下方位置设有分布器，分布器的下端连接有排渣通道，排渣通道由炉体的下方伸出，炉体内设有松动气管，松动气管的第一端伸入炉体内，并从分布器的下方穿过分布器，松动气管的第二端伸出炉体的外部，松动气管的第一端具有松动出气口，松动气管的第二端连通有第一送气装置。

进一步的，松动气管的第一端穿过所述分布器，且伸出分布器的距离小于或等于两毫米。

进一步的，松动气管的第一端倾斜向下设置，且松动气管与水平面的夹角角度为15～30°。

可选的，分布器为锥形结构，松动气管为多个，多个松动气管沿分布器的侧壁，在径向和/或轴向均匀分布。

进一步的，气化炉侧壁上还设置有布气管，布气管的第一端倾斜向上伸入炉体内部，且布气管伸入炉体内的位置在分布器的上方，布气管的第二端位于炉体的外部，布气管的第一端具有气化剂出气口，布气管的第二端连通有第二送气装置。

可选的，布气管与水平面的夹角角度为20～45°。

可选的，布气管设置为多个，且多个布气管沿炉体的侧壁，在径向和/或轴向均匀分布。

可选的，设置在所述炉体的侧壁同一轴向高度上的多个所述布气管，关于所述炉体的轴线旋转对称分布，且其中每个所述布气管在水平面上的投影与所述气化炉径向的夹角相同。

可选的，每个布气管在水平面上的投影与气化炉径向的夹角的角度范围为15～45°。

可选的，布气管的第一端与所述炉体的内壁平齐。

本实用新型实施例的气化炉，包括炉体，炉体内部的下方位置设置有分布器，分布器上均匀开设布气孔，气化剂从分布器下方通过布气孔均匀通入分布器的上方；分布器的下端连接有排渣通道，排渣通道的一端由炉体的下方伸出，排渣通道用于将煤气化后形成的灰渣排出炉体。炉体内设有松动气管，松动气管的第一端伸入炉体内，并从分布器的下方穿过分布器，松动气管的第一端具有松动出气口，松动气管用于向炉体内通入松动气体，松动气体从松动气管的第一端松动出气口通入分布器的上方，可以对分布器上方堆积的固体颗粒(煤)进行松动，或者，剥离粘连在分布器表面上的灰渣，以使灰渣能够顺利的从排渣通道排出。松动气管的第二端伸出炉体的外部，且松动气管的第二端连通有第一送气装置，第一送气装置用于向松动气管通入松动气体。

附图说明

图1为本实用新型实施例的气化炉的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的气化炉的布气管的侧视投影示意图；

图3为本实用新型实施例的气化炉的布气管的俯视投影示意图。

附图标记：

1-炉体；2-分布器；3排渣通道；4-松动气管；5-布气管；6-中心射流管；7-气化剂通气管。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了一种气化炉，如图1所述，包括炉体1，炉体1内部下方位置设有分布器2，分布器2的下端连接有排渣通道3，排渣通道3由炉体1的下方伸出，炉体1内设有松动气管4，松动气管4的第一端伸入炉体1内，并从分布器2的下方穿过分布器2，松动气管4的第二端伸出炉体1的外部，松动气管4的第一端具有松动出气口41，松动气管的第二端连通有第一送气装置。

本实用新型实施例提供了一种气化炉，如图1所述，包括炉体1，炉体1内部的下方位置设置有分布器2，分布器2上均匀开设布气孔，气化剂从分布器下方通过布气孔均匀通入分布器2的上方；分布器2的下端连接有排渣通道3，排渣通道3的一端由炉体1的下方伸出，排渣通道3用于将煤气化后形成的灰渣排出炉体1。炉体1内设有松动气管4，松动气管4的第一端伸入炉体1内，并从分布器2的下方穿过分布器2，松动气管4的第一端具有松动出气口41，松动气管4用于向炉体1内通入松动气体，松动气体从松动气管4的第一端松动出气口41通入分布器2的上方，可以对分布器2上方堆积的灰渣颗粒进行松动，或者，剥离粘连在分布器2表面上的灰渣颗粒，以使灰渣能够顺利的从排渣通道3排出。松动气管4的第二端伸出炉体1的外部，且松动气管4的第二端连通有第一送气装置，第一送气装置用于向松动气管4通入松动气体。

需要说明的是，将松动气管4设置在分布器2的下方，而非设置在分布器2的上方，是因为，倘若将松动气管4设置在分布器2的上方，会妨碍分布器2向上通气，并造成松动气管4所在位置局部气固分布不均，影响气化炉的转化效率；而且如若将松动气管4设置在分布器2的上方，会使分布器2上方形成“沟壑”，不利于灰渣颗粒排出，与所需解决问题背道而驰；故而，选择将松动气管4设置在分布器2的下方。

本实用新型实施例的气化炉，松动气管4的第一端穿过分布器2，将松动气管4从分布器2的下方穿过分布器2，使松动气体从分布器2的上方直接吹向灰渣颗粒，而非设置在分布器2下方，使松动气体从分布器2上的布气孔通过并吹向灰渣颗粒，是因为分布器2会对通过的松动气体有阻碍作用，使吹向灰渣颗粒的松动气体能量下降，不利于灰渣颗粒排出；松动气管4伸出分布器2的距离小于或等于两毫米，如果松动气管4伸出分布器2的距离过大，会使的通入的松动气体不能与分布器2的表面接触，无法松动分布器2表面上的灰渣颗粒，不能达到顺利排渣的目的，优选的将松动气管4的松动出气口41设置的与分布器2的表面(分布器2的上表面)平齐。

本实用新型实施例的气化炉，松动气管4的第一端倾斜向下设置，在煤气化过程中，松动气管4没有气体通入，如果松动气管4的第一端水平设置或者倾斜向上设置，会使炉体1内的固体颗粒落入松动气管4内部，即影响炉体1内的煤气化的转化效率，也可能会堵塞松动气管4的松动出气口41，导致需要将炉体1内的灰渣排出的时候，松动气管4不能通入足够的松动气体，无法使灰渣顺利排出。优选的，将松动气管4的松动出气口41指向排渣通道3所在位置的方向设置，以便使灰渣更容易由炉体1内排出。

本实用新型实施例的气化炉，松动气管4所在直线与水平面的夹角角度优选为15～30°。之所以选择这个角度，是便于保证松动气体能以更好的入射角度与分布器2上方的灰渣颗粒接触，加强松动气体对灰渣颗粒的松动效果，破坏局部死区(粘连于分布器2表面上的不易剥离脱落的灰渣)，保证灰渣能在松动气体的作用下，顺利运动向排渣通道3所在的位置，并由排渣管道3顺利排出炉体1，角度太小则气流水平方向分量太大，容易相互影响形成动量抵消，角度太大则松动气体的影响区域减小、不利于分布器2上灰渣的松动及顺利排下。

本实用新型实施例的气化炉，如图1所述，分布器2设为锥形结构，分布器2的锥形结构“倒立”于与炉体1内(分布器2在炉体1内上面大，下面小)，排渣通道3位于分布器2锥形结构的下部中心处，方便分布器2上各个位置灰渣的排出。松动气管4设置为多个，以便通入的松动气体能够松动整个分布器2上的堆积的灰渣。多个松动气管4有如下3中布置方式，分别为：多个松动气管4沿分布器2的侧壁，在径向上均匀分布，且轴向上也均匀分布；多个松动气管4沿分布器2的侧壁，在径向上均匀分布，在轴向上只设置一层(一层是指：在分布器2上的轴向高度相同的所有松动气管4)；多个松动气管4沿分布器2的侧壁，在径向上只设置一列，在轴向上分布多层。本发明实施例的气化炉，为了强化排渣效果，选择多个松动气管4沿分布器2的侧壁，在径向上均匀分布，且轴向上也均匀分布；且在径向上等角度布置4个或者更多，在轴向上布置多层，具体布置情况，根据分布器2的尺寸大小而定。

需要说明的是，气化炉的分布器2一般可以设置为两种形状，分别是平板分布器2或锥形板分布器2，平板分布器2存在漏料、易造成床层沟流、短路等的问题，因此在工业中较少应用，锥形分布器2是目前煤气化流化床常用的分布器2。

此外，因气化炉炉体1的内部固相颗粒存在一定的粒径分布，采用锥形分布器2，粒径较大的质量较固相重颗粒优先进入下部分布器2，尤其是部分刚进入炉体1内部的原料煤中的大颗粒也很快落入炉体1的下部，大颗粒原料煤的反应活性差，在炉体1内的停留时间过短，未充分转化就经排渣管道3排出，进而导致煤气化的转化效率大大降低。

为解决上述问题，本实用新型实施例的气化炉，如图1所述，在炉体1的侧壁设置有布气管5，布气管5用于向炉体1内通入气化剂(气化剂的介质与经分布器2进入炉体1内的气化剂介质相同)，避免通入不相关的气体，保证煤气化反应后所得产物的有效组分含量。布气管5位于分布器2的上方(炉体1内的固体颗粒都在分布器2的上方)，分布器2位于炉体1的底部，并通入气化剂，以加强炉体1内煤气化过程中的气固混合效果，保证不同粒径的固体颗粒分布相对均匀，为了防止布气管5通入的气化剂与分布器2通入的气化剂相互抵消，使通入上层固体颗粒的气化剂减少，降低煤气化的转化效率，将布气管5的第一端倾斜向上伸入炉体1内，为炉体1内的固体颗粒提供一个向上的动量分量，增加大颗粒在炉体1内的停留时间，进而，增加气化炉内煤气化的转化效率。布气管5的第二端位于炉体1的外部，且布气管5的位于炉体1内的第一端开设有气化剂出气口，布气管5的位于炉体1外部的第二端连通有第二送气装置，使布气管5能够将气化剂通入炉体1内。

为了避免经松动气管4通入炉体1内的气体，和经布气管5通入炉体1内的气体，对炉体1内煤气化过程和煤气化产物产生影响，经松动气管4通入炉体1内的气体，和经布气管5通入炉体1内的气体介质相同，且都与经分布器2通入炉体1内的气化剂相同，因此，第一送气装置和第二送气装置可以设置成同一个送气装置，既为松动气管4送气，也为布气管5送气；也可将第一送气装置和第二送气装置设置为两个不同的送气装置，分别对松动气管4和布气管5送气。

本实用新型实施例的气化炉，如图2所述，布气管5的第一端倾斜向上设置，且布气管5与水平面的夹角(如图2中所示的α角)角度为20～45°，之所以选择这个角度范围，便于通入的气化剂不仅能够通入炉体1内的轴向位置，还可以为炉体1内的固体颗粒提供一个向上的动量分量，加强炉体1内轴向上固体颗粒间的混合效果，并使炉体1内的固体颗粒拥有更好的流态化质量，提升气化炉的运行稳定性。

本实用新型实施例的气化炉，布气管5设置为多个，以使通入的气化剂能够流化起整个分布器2上方的固体颗粒。多个布气管5有如下3中布置方式，分别为：多个布气管5沿炉体1的侧壁，在径向上均匀分布多个，且在轴向上也均匀设置多层(一层是指：在炉体1侧壁上轴向高度相同的所有布气管5)；多个布气管5沿炉体1的侧壁，在径向上均匀分布，在轴向上只设置一层；多个布气管5沿炉体1的侧壁，在径向上只设置一列，在轴向上分布多层。本发明实施例的气化炉，为了增强固体颗粒间的混合效果，选择多个布气管5沿炉体1的侧壁，在径向上均匀等角度布置多个，且在轴向上均匀设置多层；具体在径向上设置的数量和在轴向上布置的层数，根据炉体1的尺寸大小而定。

本实用新型实施例的气化炉，如图3所示，设置在炉体1的侧壁同一轴向高度上的多个布气管5，在水平面上的投影与气化炉径向(布气管5与炉体1之间的安装点到炉体1的中心轴线的垂线)成一定夹角(如图3所示的β角)设置，且每个布气管5在水平面上的投影与气化炉径向的夹角都相同，并使得同一轴向高度上的多个布气管5关于炉体1的轴线旋转对称分布，以使同一轴向高度上的多个布气管5通入炉体1内的气体形成螺旋气流，进而加强炉体1内部同一轴向高度上的固体颗粒间的混合效果，气固混合更均匀，进而可提升气化炉的转化效率。

上述布气管5在水平面上的投影与气化炉径向的夹角优选为15～45°，一来避免该角度过小时，相对的两个布气管5之间气流相互干扰，造成炉体1内部气流紊乱，不利于煤层保持流化状态；二来，当炉体1的大小一定时，该角度范围，在保证多个布气管5的作用和效果的前提下，可最大程度的减少同一轴向高度上的布气管5的设置数量，节约制造成本。

需要说明的是，上述布气管5通入的气体流速优选为18-50m/s(米每秒)，选择该气体流速，可使分布器2上部气固接触效果得以强化，并强化固体颗粒间的混合效果，强化气固颗粒间的返混，以增强固体颗粒在炉体1内的停留气化时间，增加煤气化的转化效率。

本实用新型实施例的气化炉，为了使布气管5通入的气化剂能够作用于炉体1内的所有固体颗粒，将布气管5伸入炉体1内的第一端长度设置与炉体1的内壁平齐，或者可以略微伸入炉体1内，尽量降低布气管对炉体1内的固体颗粒流化的影响。

需要说明的是，锥形分布器2中间设置有中心射流管6；中心射流管6的外侧为环管，环管与中心射流管6之间构成的间隙为排渣通道3。分布器2的下方还设置有气化剂通气管7，气化剂通气管7用于向分布器2的下方通入气化剂，气化剂先进入分布器2与炉体1之间的腔室内，分布均匀后经过分布器2上的通气孔通入分布器2的上方。

本实用新型实施例的气化炉，使用方式如下：

在进行煤气化过程中，排渣通道3向上(气化炉1的内部)通入气化剂，且保持较大气速，保持不排渣或仅排少量渣的状态；同时脉冲式或连续开启布气管5，并使之进气，其通入的气体介质同经气化剂通气管7进入分布器2的气化剂介质一致，布气管5通气，可使炉体1的上部气固接触效果得以强化，强化固相颗粒间的混合效果，保证粒径分布相对均匀，并强化气固颗粒间的返混，进而，增加大的固体颗粒在炉体1内部的停留时间、提升气化炉煤气化的转化效率。在此过程中，松动气管4保持关闭不通气的状态。

当床层较高(炉体1内煤层厚度较大)，且需要进行排渣操作时，降低排渣通道3的进气气速，使灰渣能够经排渣通道3排出；减少经气化剂通气管7进入分布器2的气化剂的通气量，以减少分布器2进气对排渣过程造成干扰；同时，脉冲式或连续开启松动气管4，对分布器2上方区域堆积的灰渣进行松动，保证灰渣从排渣通道3顺畅排出。在此过程中，分布器2的进气大大降低，可选择性的开启布气管5使之进气，其通入的气体介质同经分布器2气化剂通气管7进入的气化剂介质一致，适当增加固体颗粒在炉体1内部的停留时间、提升气化炉煤气化的转化效率。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。