化剂相碰混合反应，因此，周向气化剂喷入口 4到气化设备本体2底部的高度Lll与气化设备本体2高度H的比例为0.44:1?0.49:1，煤粉喷入口 5到气化设备本体2底部的高度L12与气化设备本体2高度H的比例为0.51:1?0.56:1，底部气化剂喷入口 8距气化设备渣口 6底面的距离L2高度为400毫米为最好的气化状态。同时为了让煤粉得到充分的反应，将气化剂分成三个部位以不同的流速进入反应区域，其中，煤粉喷入口的流速为44m/s，占总的气化剂比例为55% ;周向气化剂喷入口的流速为58m/s，占总的气化剂比例为34% ;底部气化喷入口流速为4m/s，占总的气化剂比例为11%;通过这种设置，有助于提高碳转化率和减免煤粉落入渣池浪费。
[0024]在设备需要小型化而又需要提高碳的转化率和合成气的产量的同时，最佳的方案是适当延长煤粉在气化设备本体2中的反应时间，因此，本实例对各周向气化剂喷入口 4和各煤粉喷入口 5的角度和它们之间的相对高度都做了一定的设置，其螺旋线升角α3均为5°，每一层两种喷入口都米用四喷嘴两两对称方式布置，同时，周向气化剂喷入口 4的轴线与气化设备本体2的母线的夹角Ct11均为68°，与气化设备本体2的交点处切线所成的夹角Q21均为103°，各煤粉喷入口 5的轴线与气化设备本体2的母线的夹角α 12均为68°，各煤粉喷入口 5的轴线与气化设备本体2的交点处切线所成的夹角α22均为122°。
[0025]实施例2:
本实施例结构与实施例1相同，周向气化剂喷入口到气化设备底部的高度与气化设备高度的比例为0.2:1 ;煤粉喷入口到气化设备底部的高度与气化设备高度的比例为1:1 ;底部气化剂喷入口距气化设备渣口底面的垂直距离为300mm。气化设备本体为圆柱体，其高度和直径的比例为5:1。所有周向气化剂喷入口及煤粉喷入口螺旋角度和方向一致，角度范围为20°。周向气化剂喷入口的轴线与气化设备本体的母线的夹角一致，角度范围为60°，与气化设备本体的交点处切线所成的夹角一致，角度范围为110° ;煤粉进口的煤粉喷入口的轴线与气化设备本体的母线所成的夹角一致，角度范围为50°，煤粉进口的煤粉喷入口与气化设备本体的交点处切线所成的夹角一致，角度范围为135°。煤粉喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的50%，周向气化剂喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的36%，底部气化剂喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的20%。煤粉喷入口的流速为20m/s，周向气化剂喷入口的流速为25m/s，底部气化喷入口流速为5m/s，气化风在气化设备本体与气化风夹套间隙处流速为40m/s。
[0026]实施例3:
本实施例结构与实施例1相同，周向气化剂喷入口到气化设备底部的高度与气化设备高度的比例为0.5:1 ;煤粉喷入口到气化设备底部的高度与气化设备高度的比例为0.5:1 ;底部气化剂喷入口距气化设备渣口底面的垂直距离为500mm。气化设备本体为圆柱体，其高度和直径的比例为1:1。所有周向气化剂喷入口及煤粉喷入口螺旋角度和方向一致，角度范围为1°。周向气化剂喷入口的轴线与气化设备本体的母线的夹角一致，角度范围为70°，与气化设备本体的交点处切线所成的夹角一致，角度范围为90° ;煤粉进口的煤粉喷入口的轴线与气化设备本体的母线所成的夹角一致，角度范围为70°，煤粉进口的煤粉喷入口与气化设备本体的交点处切线所成的夹角一致，角度范围为120°。煤粉喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的59%，周向气化剂喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的30%，底部气化剂喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的5%。煤粉喷入口的流速为45m/s，周向气化剂喷入口的流速为65m/s，底部气化喷入口流速为3m/s，气化风在气化设备本体与气化风夹套间隙处流速为5m/s。
[0027]实施例4:
本实施例结构与实施例1相同，周向气化剂喷入口到气化设备底部的高度与气化设备高度的比例为0.38:1 ;煤粉喷入口到气化设备底部的高度与气化设备高度的比例为0.8:1 ;底部气化剂喷入口距气化设备渣口底面的垂直距离为360mm。气化设备本体为圆柱体，其高度和直径的比例为3:1。所有周向气化剂喷入口及煤粉喷入口螺旋角度和方向一致，角度范围为10°。周向气化剂喷入口的轴线与气化设备本体的母线的夹角一致，角度范围为65°，与气化设备本体的交点处切线所成的夹角一致，角度范围为98° ;煤粉进口的煤粉喷入口的轴线与气化设备本体的母线所成的夹角一致，角度范围为60°，煤粉进口的煤粉喷入口与气化设备本体的交点处切线所成的夹角一致，角度范围为130°。煤粉喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的50?59%，周向气化剂喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的30?36%，底部气化剂喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的5?20%。煤粉喷入口的流速为20?45m/s，周向气化剂喷入口的流速为25?65m/s，底部气化喷入口流速为3?5m/s，气化风在气化设备本体与气化风夹套间隙处流速为5?40m/s。
【主权项】
1.一种常压空气气化的气流床干煤粉气化设备，包含合成煤气出口，气化设备本体，气化设备渣口，渣池，其特征在于:气化设备本体底部设置底部气化剂喷入口，外壁设置周向气化剂喷入口及煤粉喷入口，气化剂分成三部分输入，分别是由煤粉喷入口、周向气化剂喷入口和底部气化剂喷入口输入。2.如权利要求1所述的常压空气气化的气流床干煤粉气化设备，其特征在于:还配置有换热装置及合成气燃烧器，煤气出口通过管道连接至合成气燃烧器入口，换热装置底部设置合成燃烧所需空气进口，换热装置出口连通合成气燃烧器，在气化设备本体中增加换热介质管道和循环栗，换热介质管道在换热装置中将其内的换热介质进行热交换后再循环回气化设备本体，再经气化设备本体内后通过循环栗输入换热装置循环管中，如此一直循环下去。3.如权利要求1所述的常压空气气化的气流床干煤粉气化设备，其特征在于:在气化设备本体外面增加一层气化风夹套。4.如权利要求1或2或3所述的常压空气气化的气流床干煤粉气化设备，其特征在于:周向气化剂喷入口到气化设备底部的高度与气化设备高度的比例为0.2:1?0.5:1 ;煤粉喷入口到气化设备底部的高度与气化设备高度的比例为0.5:1?1:1 ;底部气化剂喷入口距气化设备渣口底面的垂直距离为300?500mm。5.如权利要求1或2或3所述的常压空气气化的气流床干煤粉气化设备，其特征在于:气化设备本体为圆柱体，其高度和直径的比例为1:1?5:1。6.如权利要求1或2或3所述的常压空气气化的气流床干煤粉气化设备，其特征在于:周向气化剂喷入口分一排四个两两对称布置，相对称的周向气化剂喷入口在同一水平面上，相邻周向气化剂喷入口成螺旋线上升或下降布置；煤粉喷入口分一排四个两两对称布置，相对称煤粉喷入口在同一水平面上，相邻的煤粉喷入口成螺旋线上升或下降布置，所有周向气化剂喷入口及煤粉喷入口螺旋角度和方向一致。7.如权利要求1或2或3所述的常压空气气化的气流床干煤粉气化设备，其特征在于:周向气化剂喷入口的轴线与气化设备本体的母线的夹角一致，角度范围为60?70°，与气化设备本体的交点处切线所成的夹角一致，角度范围为90?110° ;煤粉进口的煤粉喷入口的轴线与气化设备本体的母线所成的夹角一致，角度范围为50?70°，煤粉进口的煤粉喷入口与气化设备本体的交点处切线所成的夹角一致，角度范围为120?135°。8.一种如权利要求1或2或3所述的常压空气气化的气流床干煤粉气化设备的气化方法为:煤粉在气力输送的作用下，通过若干组煤粉喷入口进入气化设备本体内与若干组周向气化剂喷入口进行混合形成涡旋流场反应，落下来的煤粉与底部气化剂喷入口进入的气化剂相遇反应，生成合成煤气和多孔易燃半焦从合成煤气出口排出，液态渣顺着气化设备渣口进入渣池排出，其中周向气化剂喷入口任一个都可以作为煤粉点燃辅助口。9.如权利要求8所述气化方法，其特征在于:其中煤粉喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的50?59%，周向气化剂喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的30?36%，底部气化剂喷入口输入的气化剂占所有气化剂总量的5?20%。10.如权利要求8或9所述气化方法，其特征在于:煤粉喷入口的流速为20?45m/s，周向气化剂喷入口的流速为25?65m/s，底部气化喷入口流速为3?5m/s，气化风在气化设备本体与气化风夹套间隙处流速为5?40m/s。
【专利摘要】本发明公开了一种常压空气气化的气流床干煤粉气化设备及其气化方法，该设备包含合成煤气出口、气化设备本体、气化设备渣口及渣池，在气化设备本体底部设置有底部气化剂喷入口，外壁设置有周向气化剂喷入口和煤粉喷入口，而气化剂分成三部分通过以上三个喷入口输入。本发明还配置有换热装置及合成气燃烧器，并在气化设备本体外增加了一层气化风夹套。本发明能长时间的连续工作而不会受到高温的破坏，煤粉的碳转换率高，同时得到部分多孔易燃的半焦，为热处理、特种钢厂、工程施工等需要热源的行业提供了多样性的选择，可解决小型化、常压下、日处理量在100吨左右的粉煤气化设备中的技术问题。
【IPC分类】C10J3/50, C10J3/48, C10J3/46
【公开号】CN105132036
【申请号】CN201510659521
【发明人】葛淑军, 朱延伍, 柴义, 程仁
【申请人】江西荣恩能源科技有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年10月14日