一种非催化高温粗合成气的气化炉的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气化炉领域，尤其涉及一种非催化高温粗合成气的气化炉。
【背景技术】
[0002]气流床煤气化技术作为当前先进的煤气化技术，根据粗合成气出气化炉以后降温方式的不同，分为激冷流程、废锅流程等。其中激冷流程是指，通过在气化炉下部设置激冷室，采用水激冷的方式来降低出气化炉中气化室的温度，进而保护后续装置。在实际针对高温合成气进行激冷降温的实现方法中，主要是依靠喷淋床、鼓泡床或者喷淋加鼓泡复合床的方式来实现。
[0003]为了能够使高温合成气经过激冷室下部的激冷水进行降温，通常设置下降管来引导高温合成气的走向。为了进一步防止高温合成气和灰渣烧穿激冷室的下降管，在激冷室的上部通常设置激冷环，通过激冷环实现将激冷水均布于下降管的表面，以形成液膜来对下降管进行保护。
[0004]在中国发明专利CN200510111484.8公开的多喷嘴水煤浆或粉煤气化炉中，气化室由壳体、工艺喷嘴室、工艺喷嘴、预热烧嘴室、预热烧嘴组成，壳体内衬耐火砖，而洗涤冷却室由激冷环、下降管、破泡条及下渣口组成。水煤浆或粉煤、气化剂通过工艺喷嘴进入气化炉，在气化炉中相互撞击、震荡；气化后的气化渣通过激冷环降温后，起到保护下降管的作用，经激冷环降温后的气化渣再经下降管进入洗涤冷却室内冷却，最后由下渣口排出。可知，中国发明专利CN200510111484.8即通过采用设置激冷环的措施来对下降管进行保护。
[0005]又如上海锅炉厂有限公司在中国专利CN201310069503.X中公开的单喷嘴气流床气化炉，通过增加变换激冷室来对合成气进行初步降温。但是，设置变换激冷室使得粗合成气在气化室出来后的流动空间突然增加，造成气流卷吸，并且在该气化炉中，未能对该区域的温度实行控制，使得从变换激冷室中出来的粗合成气温度过低，温度在200°C?500°C之间，过低的合成气温度使得从气化室中出来的熔渣迅速固化，致使固化后的熔渣在气流卷吸作用下堵塞设备，影响气化炉运行。
[0006]在以上公开的这些气化炉中，主要是单独针对下降管的保护进行设计的，并未能考虑高温粗合成气的热量利用问题，这无疑增加了后续变换装置的负荷及装置投资成本。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种既能够对从气化炉的气化室中出来的高温粗合成气进行降温、保护下降管，又能够控制气化室的出气区域温度、有效利用粗合气热量的非催化高温粗合成气的气化炉。
[0008]本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为:一种非催化高温粗合成气的气化炉，包括气化室和激冷室，激冷室内设置有下降管，下降管位于气化室的下方且与气化室连通，其特征在于，还包括冷却介质输入管、雾化喷嘴和设于冷却介质输入管上的流量控制阀，雾化喷嘴连接冷却介质输入管，且雾化喷嘴设置于下降管的入口处，流量控制阀位于激冷室的外部。
[0009]进一步地，所述激冷室还包括具有开孔的激冷环，所述激冷环位于下降管的上方。
[0010]进一步地，所述流量控制阀位于激冷室的外部。
[0011]进一步地，所述雾化喷嘴沿下降管的入口处呈环形分布设置。
[0012]作为优选，所述雾化喷嘴在下降管的入口处至少设置有一层。
[0013]进一步地，所述雾化喷嘴朝向下降管的中心设置。
[0014]进一步地优化，所述雾化喷嘴的轴向夹角α为0°?75°，雾化喷嘴的径向夹角β 为-60。?60。ο
[0015]优选地，所述气化炉还包括测温装置，测温装置设置于下降管处。
[0016]进一步地，所述下降管与气化室连通处的温度为700°C?1600°C，所述测温装置处的温度为600 °C?900 °C。
[0017]可选择地，所述冷却介质为水或水蒸气。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:气化炉中的高温合成气在气化室中，经下降管进入激冷室，根据温度情况，位于激冷室外的流量控制阀控制冷却介质输入管中冷却介质的流量，并使冷却介质在下降管内的雾化喷嘴处以雾化状态喷出，雾化后的冷却介质与合成气充分混合发生反应，对下降管中的高温合成气进行降温；合成气中的CO与雾化的冷却介质发生变换反应，减少后续系统变换装置的负荷，达到了既能够对气化炉气化室中出来的高温粗合成气进行降温、保护下降管，又能够控制气化室出气区域的温度、有效利用粗合气热量的目的。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型实施例中非催化高温粗合成气的气化炉的结构示意图；
[0020]图2为图1所示气化炉中下降管的俯视示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
[0022]如图1?图2所示，本实施例中的非催化高温粗合成气的气化炉，包括气化室I和激冷室2，激冷室2内设置有下降管3，下降管3位于气化室I的下方且与气化室I连通，作为改进之处，本实施例中的气化炉还包括冷却介质输入管4、雾化喷嘴5和设于冷却介质输入管上4的流量控制阀6，雾化喷嘴5连接冷却介质输入管4，且雾化喷嘴5设置于下降管3的入口处。雾化喷嘴5用于将冷却介质输入管4中的冷却介质进行雾化，以实现后续雾化状态的冷却介质与高温合成气的充分混合。其中，冷却介质选择使用水或水蒸气，也可以选择使用其他能够起到激冷作用的液态或气体；流量控制阀6位于激冷室2的外部。
[0023]为了令雾化喷嘴5能够对从气化室I中进入下降管3中的高温合成气实现全面覆盖和均匀降温，同时为发生变换反应提供水蒸气，作为改进，雾化喷嘴5沿下降管3的入口处呈环形分布设置。
[0024]为了进一步提高降温效果，雾化喷嘴5在下降管3的入口处至少设置有一层。根据需要，雾化喷嘴5在下降管3入口处设置的层数及数量可以进行调整和增加。
[0025]另外，为了进一步优化雾化后冷却介质与高温合成气的混合、降温效果，使得雾化后的冷却介质对下降管3中的高温合成气集中喷射降温，喷嘴5朝向下降管3的中心设置。这样可以使得雾化后的冷却介质对下降管3中的高温合成气集中喷射降温。其中，为了进一步为高温变换反应做好准备，雾化喷嘴5的轴向夹角α为0°?75°，雾化喷嘴5的径向夹角β为-60°?60°。
[0026]为了实时检测、了解激冷室2内的温度情况，作为优化措施，本实施例中的气化炉还包括测温装置7，测温装置7设置于下降管3处。其中，为了使高温合成气与雾化后的冷却介质充分混合，并发生明显、有效的变换反应，下降管3与气化室I连通处的温度为700°C?1600°C，测温装置7处的温度为600°C?900°C。
[0027]为进一步优化冷却介质与高温合成气的混合、降温效果，激冷室2还包括激冷环9，激冷环9上具有开孔8，并且激冷环9位于下降管3的上方。当冷却介质在激冷环9的开孔8处出来后，可以有效降低高温合成气的温度。其中，根据需要设置开孔8的开孔大小，以及开孔8的设置数量，则同样可以实现与雾化喷嘴5雾化冷却介质一样的雾化效果。
[0028]在使用气化炉时，气化炉中的高温合成气在气化室I中，经下降管3进入激冷室2，位于激冷室2外的流量控制阀6根据温度情况，控制冷却介质输入管4中冷却介质的流量，并使冷却介质在下降管3内的雾化喷嘴5处以雾化状态喷出；雾化后的冷却介质与合成气充分混合发生反应，对下降管3中的高温合成气进行降温；合成气中的CO与雾化的冷却介质发生变换反应，减少后续系统变换装置的负荷，达到了既能够对气化炉气化室I中出来的高温粗合成气进行降温、保护下降管3，又能够控制气化室出气区域的温度、有效利用粗合气热量的目的。
【主权项】
1.一种非催化高温粗合成气的气化炉，包括气化室和激冷室，激冷室内设置有下降管，下降管位于气化室的下方且与气化室连通，其特征在于，还包括冷却介质输入管、雾化喷嘴和设于冷却介质输入管上的流量控制阀，雾化喷嘴连接冷却介质输入管，且雾化喷嘴设置于下降管的入口处，流量控制阀位于激冷室的外部。2.根据权利要求1所述的非催化高温粗合成气的气化炉，其特征在于，所述激冷室内还包括具有开孔的激冷环，所述激冷环位于下降管的上方。3.根据权利要求1所述的非催化高温粗合成气的气化炉，其特征在于，所述雾化喷嘴沿下降管的入口处呈环形分布设置。4.根据权利要求3所述的非催化高温粗合成气的气化炉，其特征在于，所述雾化喷嘴在下降管的入口处至少设置有一层。5.根据权利要求1至4中任一项所述的非催化高温粗合成气的气化炉，其特征在于，所述雾化喷嘴朝向下降管的中心设置。6.根据权利要求5所述的非催化高温粗合成气的气化炉，其特征在于，所述雾化喷嘴的轴向夹角α为0。?75°，雾化喷嘴的径向夹角β为-60°?60°。7.根据权利要求1所述的非催化高温粗合成气的气化炉，其特征在于，还包括测温装置，测温装置设置于下降管处。8.根据权利要求7所述的非催化高温粗合成气的气化炉，其特征在于，所述下降管与气化室连通处的温度为700°C?1600°C，所述测温装置处的温度为600°C?900°C。9.根据权利要求1所述的非催化高温粗合成气的气化炉，其特征在于，所述冷却介质为水或水蒸气。
【专利摘要】本实用新型涉及非催化高温粗合成气的气化炉，包括气化室和激冷室，激冷室内设有下降管，下降管位于气化室下方且与气化室连通，其特征在于，还包括冷却介质输入管、雾化喷嘴和设于冷却介质输入管上的流量控制阀，雾化喷嘴连接冷却介质输入管且雾化喷嘴设于下降管入口处。高温合成气在气化室经下降管进入激冷室，流量控制阀控制冷却介质输入管中的冷却介质流量，冷却介质以雾化状态在雾化喷嘴喷出，雾化后的冷却介质与合成气充分混合反应，对下降管中的高温合成气降温；合成气中的CO与雾化冷却介质发生变换反应，减少后续系统变换装置负荷，既能降温气化室中出来的高温粗合成气、保护下降管，又能控制气化室出气区域温度、有效利用粗合气热量。
【IPC分类】C10J3/82, C10J3/48
【公开号】CN204958832
【申请号】CN201520697224
【发明人】张炜, 郭强, 亢万忠, 郭文元, 李峰, 张薇, 黄习兵, 吴妙奇, 赵国昊, 杨松峰
【申请人】中石化宁波工程有限公司, 中石化宁波技术研究院有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月10日