一种新型干煤粉催化气流床气化炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于气化炉领域，特别涉及一种新型干煤粉催化气流床气化炉。
【背景技术】
[0002]气化炉作为石油、石化，能源等领域普遍使用的工业设备，其性能的优劣直接决定着生产过程能否顺利进行及生产成本的高低。
[0003]传统干煤粉气流床气化炉煤粉与气化剂大多从同一喷嘴不同通道射入炉内，因此炉内特别是喷嘴处氧浓度过高，气化反应剧烈，很容易导致炉内温度分布不均匀，产生局部高温。高温一方面对气化炉设备本身造成损害，影响气化效率；另一方面导致合成气中NOx和SOx浓度增大，对环境造成污染；再者，当向炉内加入碱金属或过渡金属进行催化气化时，高温会引起催化剂活性降低，从而无法有效降低反应温度，不利于气化反应的进行。传统干煤粉气流床气化炉喷嘴大多呈同平面径向对置分布(双喷嘴、四喷嘴、8喷嘴)，因此煤粉颗粒随气化剂在炉体中心区域发生对撞后很快离开燃烧室，造成炉内颗粒停留时间较短，不利于碳转化率的提高。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的一个目的是为了解决上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]本实用新型本还有一个目的是提供一种新型干煤粉催化气流床气化炉，在气化炉的上部同一水平面上均匀设置一第一喷嘴组，第一喷嘴组包括两个煤粉喷嘴和两个气化剂喷嘴，煤粉喷嘴将煤粉径向喷入气化室内，气化剂喷嘴将气化剂内切于气化室内腔喷入气化室，喷入的气化剂在炉内形成旋转气流，通过卷吸煤气化反应产生的高温合成气，迅速提升气化剂温度，同时降低氧气浓度，达到无焰氧化高温、低氧的反应条件，实现了反应空间化，使得炉内温度分布均匀，避免了局部高温的形成。
[0006]本实用新型还有一个目的是采用双气化剂喷嘴中心对称切向进气，使得气化剂在炉内发生同向旋转，携带煤粉颗粒逐渐向下旋流，较煤粉颗粒在炉体中心对撞而言，颗粒参与回流的程度得以加强，从而增大了炉内颗粒平均停留时间，有利于气化过程碳转化率的
[0007]为了实现本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种新型干煤粉催化气流床气化炉，其包括:
[0008]炉体，其为中空圆筒体，所述炉体内设置有一气化室，所述气化室与所述炉体之间还留有一冷却空间；
[0009]所述气化室，其具有一两端大、中间小的葫芦形状的气化腔体；所述气化室的侧壁上沿所述气化腔体的轴线方向分别在上部和中部设置有第一喷嘴组和第二喷嘴组，每个所述喷嘴组包括两个位于同一水平面上的两个气化剂喷嘴，每个所述气化剂喷嘴的出口方向与所述气化腔体的圆周切线方向一致，且所述两个气化剂喷嘴之间的夹角为180° ;
[0010]其中，所述第一喷嘴组还包括两个煤粉喷嘴，每个所述煤粉喷嘴的出口方向垂直于所述气化室的侧壁的切线方向；所述第一喷嘴组中的两个所述煤粉喷嘴与两个所述气化剂喷嘴间隔均匀设置在所述气化室的侧壁上。
[0011]在气化炉的上端同一平面内设置第一喷嘴组，第一喷嘴组包括两个煤粉喷嘴和两个气化剂喷嘴，煤粉喷嘴将煤粉径向喷入气化室内，气化剂喷嘴将气化剂内切于气化室内腔喷入气化室，喷入的气化剂在气化室内形成旋转气流，通过卷吸煤粉进行气化反应产生高温合成气，迅速提升气化剂温度，同时降低氧气浓度，达到无焰氧化高温、低氧的反应条件，实现了反应空间化，使得炉内温度分布均匀，避免了局部高温的形成。同时，在气化炉的中部和下部分别设置两个气化剂喷嘴，以提高煤粉的利用率。
[0012]同时，将第一喷嘴组设置在气化炉的上部，例如，以气化炉高度为0.55m的小试装置为例，其第一喷嘴组设置在距离炉顶0.06m的位置处。
[0013]优选的是，所述的新型干煤粉催化气流床气化炉中，所述气化炉还包括若干冷却结构；
[0014]任一所述冷却结构设置在所述冷却空间。
[0015]优选的是，所述的新型干煤粉催化气流床气化炉中，所述冷却结构包括:
[0016]冷凝管道，其一环形管道；
[0017]冷凝器，其设置所述冷凝管道上；
[0018]驱动装置，其与所述冷凝管连通。冷凝管道中在驱动装置的作用下循环流动冷却液体，冷却液体可有效降低气化室内的高温。
[0019]优选的是，所述的新型干煤粉催化气流床气化炉中，所述炉体的下部侧壁上设置一排气口 ;
[0020]所述排气口与所述气化室管道连通。
[0021]优选的是，所述的新型干煤粉催化气流床气化炉，其特征在于，所述冷凝管道上设置有若干第一喷水装置和第二喷水装置；
[0022]任一所述第一喷水装置的喷水口对准所述气化室的纵向中心轴线方向设置；
[0023]任一所述第二喷水装置的喷水口对准所述排气口与所述气化室连通的管道设置。为了降低炉内温度，通过第一喷水装置对气化室进行直接喷水。同时，气化炉内最终生成的合成气体，由于其温度过高无法直接使用，因此，在排气口处设置第二喷水装置，对排气口输出的合成气体再次进行降温。
[0024]优选的是，所述的新型干煤粉催化气流床气化炉中，在所述炉体上部设置一蒸汽回收室；
[0025]所述蒸汽回收室与所述冷却空间连通。当第一喷水装置和第二喷水装置对气化炉喷水降温时，会产生大量的水蒸气，因此，应用蒸气回收室对水蒸气进行回收，可以循环使用该水蒸气。
[0026]优选的是，所述的新型干煤粉催化气流床气化炉中，所述气化室墙壁为水冷墙壁；
[0027]所述水冷墙壁从内至外依次为:水冷壁管、耐火层和保温砖。
[0028]本实用新型的有益效果在于:
[0029]1、所述的新型干煤粉催化气流床气化炉中，在气化炉的上部同一水平面上均匀设置一第一喷嘴组，第一喷嘴组包括两个煤粉喷嘴和两个气化剂喷嘴，煤粉喷嘴将煤粉径向喷入气化室内，气化剂喷嘴将气化剂内切于气化室内腔喷入气化室，喷入的气化剂在炉内形成旋转气流，通过卷吸煤气化反应产生的高温合成气，迅速提升气化剂温度，同时降低氧气浓度，达到无焰氧化高温、低氧的反应条件，实现了反应空间化，使得炉内温度分布均匀，避免了局部高温的形成。
[0030]2、所述的新型干煤粉催化气流床气化炉中，采用双气化剂喷嘴中心对称切向进气，使得气化剂在炉内发生同向旋转，携带煤粉颗粒逐渐向下旋流，较煤粉颗粒在炉体中心对撞而