多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉的制作方法_2

文档序号:8246112阅读:来源:国知局
在所述外氧环管的底端;所述冷却介质进口和冷却介质出口设置在所述冷却环管的 上端,并且所述冷却介质进口和冷却介质出口分布在混合料喷嘴中心轴的两侧。
[0023] 所述燃料气喷口和内氧喷口高于所述混合物喷口。
[0024] 所述水煤浆-氧气喷嘴在所述天然气喷嘴的上方,所述水煤浆-氧气喷嘴均匀分 布在所述炉壳侧壁所成的圆周上,所述天然气喷嘴均匀分布在所述炉壳侧壁所成的圆周 上。
[0025] 所述水煤浆-氧气喷嘴为两个,位于所述炉壳的上部并分布在所述炉壳中心轴的 两侧;所述天然气喷嘴为两个,位于所述炉壳的中部、所述水煤浆-氧气喷嘴的正下方。
[0026] 所述炉胆、激冷环、环形水封槽、导流筒和折流筒与所述炉壳同轴设置,所述炉胆、 激冷环和导流筒一体化成型;所述炉胆的上、下封头为盘管式冷壁结构,所述炉胆的侧壁为 盘管式冷壁结构或列管式冷壁结构,所述盘管或列管间通过焊接密封,所述炉胆的向火面 敷设有隔热耐火层。
[0027] 所述炉胆通过多个定位支架定位支撑在所述炉壳内,所述定位支架设于所述炉胆 的上部和中部,并且沿所述炉胆的圆周均匀分布;所述炉壳与炉胆之间形成隔热室,所述炉 壳上设置与所述隔热室相通的进气口。
[0028] 本发明与现有技术方案相比具有以下有益效果:
[0029] (1)本发明所述多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉,其混合料喷嘴包括由内 至外依次同轴套设的点火棒、点火燃料气中心管、内氧环管、水煤浆环管、天然气环管、夕卜 氧环管和冷却环管;设置于所述外氧环管内,由所述水煤浆环管的下端向下延伸形成的 水煤浆一天然气混合腔,下部设置有混合物喷口,所述天然气环管通过所述天然气喷口与 水煤浆一天然气混合腔内部相连通。现有的水煤浆气化产物中氢气与一氧化碳的比例为 1:1. 5-2,而现代新型煤化工的甲醇、合成油等产品需要原料中氢气与一氧化碳的比例约为 2:1,因此需要通过变换工艺调整原料中氢气与一氧化碳的比例。本申请申请人经研究后发 现,通过本发明的气化炉将天然气与水煤浆在水煤浆一天然气混合腔中均匀混合后,在外 氧环管中氧气作用下,对混合物进行气化。由于混合物中的水煤浆气化后仍剩余大量的水 蒸气,在混合的作用下,天然气能够与水煤浆气化剩余的水蒸气反应生成足量的氢,因而提 高了气化产物中的氢含量,从而提高了氢气与一氧化碳的比例,所产生的气化产物可无需 变换直接作为甲醇、合成油等产品的原料,而且,天然气与水煤浆联合气化大大提高了气化 的冷煤气效率,避免了现有技术中水煤浆气化冷煤气效率低,产物中一氧化碳和氢气的比 例过高,需要通过变换工艺降低其比例,变换工艺既提高了工艺复杂度,也造成了大量CO 2 气体的排放,虽然申请人试图通过调整气化原料种类来克服上述缺点,但是现有的气化炉 结构无法满足其要求的问题。再有,通过设在点火燃料气中心管内的点火棒可以实现水煤 浆点火和气化的连续进行,无需更换喷嘴,提高了生产效率和设备的安全性。
[0030] 此外,炉壳侧壁上设置的水煤浆-氧气喷嘴和天然气喷嘴能够向炉胆内补充水煤 浆、氧气和天然气,以改善气化炉的气化性能,并且进一步提高气化产物中的氢含量,提高 氢气与一氧化碳的比例。
[0031] (2)本发明所述多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉,其气化喷嘴的水煤浆一天 然气混合腔由两头的缩口和中部的管状结构组成,上部的所述缩口由上至下渐阔,下部的 所述缩口由上至下渐缩。水煤浆和天然气由上部的缩口进入水煤楽一天然气混合腔内后流 动速度降低,水煤浆和天然气进行充分地混合,然后混合物经混合腔底部缩口由混合物喷 口高速喷出、雾化,并与高速氧气再一次进行撞击和雾化,与氧气进行高温气化,这一结构 的水煤浆一天然气混合腔提高了水煤浆与天然气的混合、雾化效果,提高了气化的冷煤气 效率,天然气能够更充分地气化以提供足量的氢,进一步提高了产物中氢气与一氧化碳的 比例,所生成产物可直接用作后续化工合成的原料。
[0032] (3)本发明所述多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉,其气化喷嘴的多个所述天 然气喷口的轴不在所述水煤楽一天然气混合腔侧壁所成圆周的径向上。由于点火棒、点火 燃料气中心管和内氧环管均沿水煤楽一天然气混合腔的轴设置,使天然气喷口的轴不在混 合腔侧壁圆周的径向上,可以减少高速喷射的天然气对点火棒、点火燃料气中心管和内氧 环管的冲刷。优选多个所述天然气喷口均沿顺时针方向或均沿逆时针方向倾斜,并且多个 所述天然气喷口的轴与所述水煤楽一天然气混合腔侧壁所成圆周的径向成5-85°的夹角。 可以几乎避免高速喷射的天然气对点火棒、点火燃料气中心管和内氧环管的冲刷,从而延 长混合料喷嘴的使用寿命;而且,这样设置的混合料喷嘴中,天然气喷出后不会因冲刷内氧 环管管壁而减速,因而能够在水煤浆一天然气混合腔内形成旋流,提高了天然气与水煤浆 的混合效果。
[0033] (4)本发明所述多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉,所述水煤浆-氧气喷嘴在 所述天然气喷嘴的上方,所述水煤浆-氧气喷嘴均匀分布在所述炉壳侧壁所成的圆周上, 所述天然气喷嘴均匀分布在所述炉壳侧壁所成的圆周上。该设置可以保证水煤浆在充足 的氧气作用下气化后,水煤浆气化剩余的水蒸气能够与足量的天然气继续反应提供足量的 氢,从而改善气化炉的气化性能,提高氢和一氧化碳的比例,以利于气化产物直接作为甲 醇、合成油产品的原料使用。优选所述水煤浆-氧气喷嘴为两个,位于所述炉壳的上部并 分布在所述炉壳中心轴的两侧;所述天然气喷嘴为两个,位于所述炉壳的中部、所述水煤 浆-氧气喷嘴的正下方。
【附图说明】
[0034] 为了使本发明的内容更容易被理解,本发明结合附图和【具体实施方式】对本发明的 内容进行进一步的说明;
[0035] 图1为本发明所述水煤浆和天然气联合气化炉的结构示意图;
[0036] 图2为本发明所述水煤浆和天然气联合气化炉中混合料喷嘴的结构示意图;
[0037] 图3为本发明所述水煤浆和天然气联合气化炉中的混合料喷嘴沿A-A的剖视图;
[0038] 其中附图标记为:1-点火棒,2-点火燃料气中心管,3-内氧环管,4-水煤浆环管, 5_天然气环管,6-外氧环管,7-冷却环管,8-燃料气进口,9-燃料气喷口,10-内氧进口, 11-内氧喷口,12-水煤浆进口,13-天然气进口,14-外氧进口,15-外氧喷口,16-冷却介质 进口,17-冷却介质出口,18-水煤浆喷口,19-天然气喷口,20-混合物喷口,21-水煤浆一 天然气混合腔,22-炉壳,23-炉胆,24-激冷环,25-导流筒,26-折流筒,27-环形水封槽, 28-气化原料进口,29-粗煤气出口,30-出渣口,31-混合料喷嘴,32-定位支架,33-进气 口,34-水煤浆-氧气喷嘴,35-天然气喷嘴。
【具体实施方式】
[0039] 实施例1
[0040] 本发明所述水煤浆和天然气联合使用的气化炉,
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