一种煤气化反应装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及煤气化领域，尤其涉及一种煤气化反应装置。
【背景技术】
[0002] 煤气化是煤炭高效、清洁利用的核心技术之一，目前在各种煤炭气化工艺中，流化 床工艺具有气固物料混合充分的特点，利于传热、传质和气化反应，成为煤炭气化工艺中最 为成熟的工艺。流化床是指将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有流体 的某些表观特征，这种流固接触状态也称为固体流态化。然而，在流化床工艺中，所产生的 煤气夹带飞灰的含碳量较高，如果不能对飞灰进行再利用会造成能源的浪费，因此，需要对 飞灰进行再利用。
[0003] 目前飞灰的再利用主要有两种：循环燃烧和二次气化。循环燃烧是将旋风分离器 补集到的飞灰通入另外一台流化床再燃烧的过程，此工艺虽然能够提高飞灰的再利用率， 但是工艺复杂；二次气化是将飞灰通过返料系统送入气化炉进行再次气化的过程，现有技 术是将飞灰通过返灰系统送入气化炉气化反应区再次气化，参见图1，该区的温度低于飞灰 最佳转化温度，导致飞灰碳转化率低，同时该区的气速较低，大量物料堆积不能及时分散容 易造成结渣，导致装置运行稳定性差。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型的主要目的在于，提供一种煤气化反应装置，能够提高飞灰的碳转化 率并延长装置的稳定运行周期。
[0005] 为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0006] 本实用新型实施例提供一种煤气化反应装置，包含流化床气化单元，飞灰分离单 元及返灰单元；
[0007] 其中，所述流化床气化单元包含气化炉，所述气化炉用于进行煤气化反应，且所述 煤气化反应产生的包含飞灰的煤气进入所述飞灰分离单元；
[0008] 所述飞灰分离单元用于将所述包含飞灰的煤气进行气固分离，且所分离的飞灰通 过所述返灰单元进入所述气化炉的中心射流区进行二次气化。
[0009] 优选的，所述返灰单元与所述气化炉的气体分布板区连通，使得进入返灰单元的 飞灰经所述气体分布板区进入所述中心射流区进行二次气化。
[0010] 其中，所述返灰单元包括返灰控制器，气力输送管以及第一返灰管，所述第一返灰 管的进口与所述返灰控制器连通，出口的一端位于所述气化炉气室内且出口设置于气体分 布器与排渣管的连接处。
[0011] 可选的，所述气体分布器与排渣管之间设置有渐缩管，所述第一返灰管的出口设 置于所述渐缩管与所述气体分布器的连接处。
[0012] 进一步可选的，所述流化床气化单元还设置有中心射流管且所述中心射流管的出 口水平高度低于所述第一返灰管的出口。
[0013] 优选的，所述中心射流管位于所述气体分布器，渐缩管和排渣管的中轴线上。
[0014] 可选的，所述第一返灰管与所述气化炉炉壁的夹角为90-160度。
[0015] 其中，所述第一返灰管的出口中心线与所述中心射流管的中心线夹角为20-60 度。
[0016] 优选的，所述第一返灰管的出口中心线与所述中心射流管的中心线夹角为40度。
[0017] 进一步优选的，所述返灰单元包括至少两个第一返灰管，其中所述至少两个第一 返灰管的出口均匀分布于所述渐缩管上。
[0018] 本实用新型实施例提供的一种煤气化反应装置，当返灰单元的飞灰进入所述中心 射流区进行二次气化时，由于所述中心射流区为负压区，降低了飞灰进入气化炉的难度，而 所述中心射流区的温度与气速与所述气化反应区相比都较高，使得飞灰能够充分流化，减 少飞灰的结渣与烧结，从而提高飞灰的碳转化率。克服了现有技术中气化反应区温度与气 速较低，导致飞灰的碳转化率低，以及飞灰容易结渣和烧结使得装置运行不稳定的缺陷。
【附图说明】
[0019] 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 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 据这些附图获得其它的附图。
[0020] 图1为现有技术提供的一种煤气化反应装置图；
[0021] 图2为本实用新型实施例提供的一种煤气化反应装置图；
[0022] 图3为本实用新型实施例提供的另一种煤气化反应装置图；
[0023]图4为本实用新型实施例提供的另一种煤气化反应装置图；
[0024]图5为本实用新型实施例提供的另一种煤气化反应装置图；
[0025]图6为本实用新型实施例提供的另一种煤气化反应装置图；
[0026] 图7为本实用新型实施例中提供的一种二次气化反应区局部放大图；
[0027] 图8为本实用新型实施例提供的再一种二次气化反应区局部放大图；
[0028] 图9为本实用新型实施例提供的一种煤气化反应方法流程图。
[0029] 其中，1-气化炉；2-旋风分离器；3-第二返灰管；4-返回控制器；5-气力输送管； 6-第一返灰管；7-气体分布器；8-渐缩管；9-排渣管；10-中心射流管；11-气室；12-环管 气化剂进气管；13-气化剂进气管；14-进煤管；A-气化反应区；B-二次气化反应区；C-气 体分布板区；D-中心射流区。
【具体实施方式】
[0030] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，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。
[0031] 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。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。
[0032] 参见图2,为本实用新型实施例提供的一种煤气化反应装置的具体实施例，包括： 流化床气化单元100,飞灰分离单元200及返灰单元300 ;
[0033] 所述流化床气化单元100包含气化炉1，所述气化炉1用于进行煤气化反应，且所 述煤气化反应产生的包含飞灰的煤气进入所述飞灰分离单元200 ;
[0034] 所述飞灰分离单元200用于将所述包含飞灰的煤气进行气固分离，且所分离的飞 灰通过所述返灰单元300进入所述气化炉的中心射流区D进行二次气化。
[0035] 本实用新型实施例提供的一种煤气化反应装置，当通过返灰单元的飞灰进入所述 气化炉的中心射流区D进行二次气化时，由于所述中心射流区D为负压区，降低了飞灰进入 气化炉的难度，而所述中心射流区D的温度和气速与所述气化反应区A相比都较高，使得飞 灰能够充分流化，减少飞灰的结渣与烧结，从而提高飞灰的碳转化率，延长装置的稳定运行 周期；克服了现有技术中气化反应区温度与气速较低，导致飞灰的碳转化率低，以及飞灰容 易结渣和烧结使得装置运行不稳定的缺陷。
[0036] 为了方便描述，将所述气化炉1划分为几个区域，参见图3,其中，所述气化炉1的 气化反应区为图3中A所示的区域，该区域包括进煤管14,该区域位于所述二次气化反应区 B上方，为煤在气化炉1内发生煤气化反应的主要区域，该区温度较所述气体分布板区C和 所述中心射流区D低，一般为700°C_900°C
[0037] 其中，所述气化炉1的二次气化反应区为图3中B所示区域。
[0038] 所述二次气化反应区B中的气体分布板区为图3中C所示区域，该区温度一般为 750°C-950°C;所述二次气化反应区B中的中心射流区为图2中D所示区域，为蒸汽与氧气 的混合气体喷入气化炉1内形成的局部高温区，该区温度最高，一般为800°C-1000°C。
[0039] 参见图3,气室11、气体分布器7与排渣管9处在所述二次气化反应区B，其中，所 述排渣管9上设置有环管气化剂进气管12,所述气室11上设置有气化剂进气管13。其中， 气体分布器7位于气室11的上部，呈倒锥状，气体分布器7上有均匀分布的气体出口，所述 气体分布器7和气室11可设置耐火及保温材料。所述气室11为气化剂经过的区域，该区 域温度最低，一般为450°C_550°C。
[0040] 所述飞灰分离单元可以包括旋风分离器2与第二返灰管3 ;所述返灰单元包括返 灰控制器4、气力输送管5与第一返灰管6 ;所述旋风分离器2与所述气化炉1的顶部连通， 并通过第二返灰管3与所述返灰控制器4连通，所述返灰控制器4通过第一返灰管6与气 化炉1的气体分布板区C连通。
[0041] 具体的反应过程为：煤粉经所述进煤管14进入气化炉1内的气化反应区A，同时， 气化剂分别通过环管气化剂进气管12与气化剂进气管13由气体分布器7上均匀分布的气 体出口进入气化炉1内，所述煤粉与所述气化剂在气化反应区A逆流接触发生气化反应，气 化反应后产生夹带飞灰的煤气和固体残渣，固体残渣在重力作用下通过排渣管9排出，而 夹带飞灰的煤气从气化炉1顶部进入到旋风分离器2,经旋风分离器2分离后气体由旋风分 离器上部离开，而飞灰在重力作用下，流出旋风管排灰口进入所述第二返灰管3,所述第二 返灰管3可以为立式返灰管，使得飞灰通过所述第二返灰管3到达返灰单元；此时，飞灰输 送气经返灰单元的气力输送管5流入返灰控制器4,将返灰控制器4中的飞灰经过第一返灰 管6送入到气化炉1中的中心射流区D进行二次气化。
[0042] 需要说明的是，飞灰经过第一返灰管6可以进入气化炉1中的气体分布板区C、中 心射流区D或者气化反应区A，但是，飞灰经过第一返灰管6可以进入气化炉1中的气化反 应区A时，如图1所示，该区的温度低于飞灰最佳转化温度，导致飞灰碳转化率低，同时该 区的气速较低，大量物料堆积不能及时分散容易造成结渣，而只有当飞灰经过第一返灰管6 可以进入气