一种熔渣造粒煤气化炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于能源化工的煤气化设备，特别涉及一种气流床煤气化装置。
【背景技术】
[0002]煤气化技术广泛应用于煤制油气、化工合成、钢铁冶金、联合循环发电、燃料电池等领域。煤气化炉是煤基能源化工的龙头设备，近几十年来得到大家的普遍关注，形成了各种技术。固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术在国外均已率先开发出来并已经实现工业化。
[0003]气流床气化炉的气化温度和气化压力高、负荷大，煤种适应范围较广，是目前煤气化技术发展的主流。固定床气化炉和流化床气化炉的气化强度相对较低，不适合于煤的大规模气化。国外已工业化的气流床煤气化技术主要有以水煤浆为原料的GE(Texaco)气化技术，以干粉煤为原料的Shell气化技术、Prenflo气化技术、GSP气化技术等。我国也先后开发出了四喷嘴水煤浆气流床煤气化、灰熔聚流化床煤气化、非熔渣一熔渣分级气化和两段式煤气化等技术并得到了工业应用。
[0004]当前，在煤制天然气工艺里采用最多的是Lurgi固定床气化技术，生成的粗煤气中CH4含量高，可减小后续装置的规模及工艺消耗，降低能耗，有利于降低初投资及运行成本。但该气化技术的煤种适应性差，仅适用于块煤，不适用于末煤，还存在污染严重，大量含酚含油废水无法处理的难题。
[0005]对于一些特殊煤种，各种已有的气化炉都存在着技术难题。如新疆准东地区有3900亿吨煤炭资源，由于其煤质的特殊性，碱金属和氯离子含量高，导致常规的燃烧和气化技术无法正常进行，已发现气化炉内壁减薄和对流受热面积灰堵塞等问题。
[0006]水煤浆和干煤粉为主要原料的气化炉是大型高效煤气化炉的主要方式，多数已公开的这类气化炉通常采用液态排渣，气化炉在高温高压条件下运行，原料煤适应范围较广，碳转化率较高(>90% )，煤气一般无焦油和酚类，环境污染小，炉内采用水冷壁延长了炉内耐热材料的使用寿命。从实际运行情况来看，气流床气化技术目前还存在以下几个方面的问题。在GSP气化炉中，喷嘴出口处02和煤粉发生强烈的氧化放热反应，导致主烧嘴容易被烧毁，使用寿命短。在变负荷工况下，炉内温度场和流场不易组织均匀，导致气化炉的实际碳转化率降低。在SHELL气化炉中，采用水淬除渣，降低能源利用效率。另一方面，一些液态排渣的气化炉，在正常运行时，炉内温度通常较高，对耐火材料容易造成烧蚀而威胁到水冷壁的正常运行，此外在负荷波动时也会出现液态排渣不畅的问题。这些气化炉通常煤气中的灰渣含量较高，严重影响后续煤气冷却设备的正常工作。特别是对烧准东煤的气化炉，对流受热面也会导致积灰和高温腐蚀等重大问题而不得不采用昂贵镍基材料。
【发明内容】
[0007]针对湿法排渣除尘强度大，热效率低，残渣含碳量高，渣池堵塞，主烧嘴寿命短等问题，本实用新型的目的在于提供一种干法排渣的熔渣造粒气化炉。具有气化强度高、捕渣率及碳转化率高、能源利用效率高、煤质要求低、系统投资低等特点。
[0008]为达到以上目的，本实用新型是采取如下技术方案予以实现的:
[0009]一种熔渣造粒气化炉，包括一个带水冷壁内衬的承压炉体、一个与该承压炉体通过桥管相连的侧位换热体，其特征在于，所述承压炉体与侧位换热体呈倒“h”型；所述承压炉体内设有环形结构的渣池，将承压炉体内分成上部气化室和下部激冷室，渣池上方炉体内壁设有切向布置的补氧喷嘴，激冷室布置有煤气导管，该煤气导管通过桥管与换热体内下部的转弯气室相连，该转弯气室上部布置换热器；下部布置灰斗及排灰口，换热器上端的换热体顶部出口输出煤气。
[0010]上述方案中，所述渣池设有带中心煤气通道的环形状渣池底座，该底座上方与水冷壁内衬形成一个环形空间，补氧喷嘴设置在该环形空间上方。
[0011]所述渣池底座中心煤气通道的内环面上开有多个流渣孔。
[0012]所述煤气导管为一个直角弯管，其垂直部分过承压炉体的竖直中心，水平部分沿换热体切线方向联通到换热体内下部的转弯气室。
[0013]所述桥管上方、渣池下方的承压炉体外面周向均布至少两个切向引入激冷室的循环冷煤气入口，其通过循环压缩机连通换热体顶部出口。
[0014]所述换热体顶部出口通过一除尘净化器输出煤气。
[0015]所述水冷壁内衬为氮化硅内衬。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的优点是:
[0017]1、采用分级补氧气化，使得主烧嘴处的氧浓度降低，降低了主烧嘴的温度，有利于主烧嘴寿命的提尚。
[0018]2、采用环形结构的渣池和补氧喷口，有利于残焦的催化气化和提高转化率。
[0019]3、渣池的气化主要为碳氧放热反应，使得渣池处维持局部高温，有利于提高气化强度和提高熔融渣的流动性。
[0020]4、渣池的流渣孔将渣分散成多股流出，有利于破碎成液态渣滴为激冷室的渣滴固化提供条件。
[0021]5、气化炉的捕渣率高，气化产物中的灰渣浓度低，大大减轻了粗煤气净化系统的除尘负荷。
[0022]6、激冷室底部采用中心导管，实现了固体渣粒的分离，固态排渣并回收灰渣热能，有利于提高气化炉热效率。
[0023]7、气化炉内衬氮化硅材料，提高了导热率和热震性能。
[0024]8、激冷室采用水冷壁辐射冷却和循环冷煤气冷却以及添加石灰石，降低了煤气中的碱金属含量，是液态熔渣迅速固化，减少了后续受热面的积灰、腐蚀和磨损。
【附图说明】
[0025]以下结合附图及【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。
[0026]图1为本实用新型带环室结构的熔渣造粒气化炉结构示意图，其中(b)图为(a)图的俯视图。
[0027]图2为图1中环室渣池的结构图，其中(b)图为(a)图的俯视图。
[0028]图3为图1中再循环冷煤气入口的一个具体结构。
[0029]图1?图3中:1、承压炉体；2、旋流烧嘴；3、燃料入口 ；4、气化剂入口 ；5、气化室；6、水冷壁；7、补氧喷嘴；8、渣池；9、激冷室；10、煤气导管；11、集渣器；12、冷渣器；13、排渣口 ；14、排灰口 ；15、灰斗；16、转弯气室；17、冷却剂出口 ；18、换热管盘；19、冷却剂入口 ；20、除尘净化器；21、煤气出口 ；22、流渣孔；23、环形空间；24、渣池底座；25、中心煤气通道；26、循环冷煤气进口 ； 27、循环压缩机。
【具体实施方式】
[0030]参考图1，一种带环室结构的熔渣造粒煤气化炉，包括承压炉体I和侧位换热体，两者呈倒“h”型，为了实