气化炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种气化炉，包括：壳体，壳体内具有隔板，隔板将壳体内部分隔成位于上部的煤气发生室和位于下部的激冷洗涤室，隔板上具有过孔，壳体上设有与煤气发生室连通的喷口和与激冷洗涤室连通的洗涤水进口、卸渣口、洗涤水出口和煤气出口；主水冷壳，主水冷壳设在煤气发生室内且主水冷壳内限定出炉膛，主水冷壳上具有与炉膛连通的上炉口和下炉口，上炉口与喷口连通且下炉口与过孔连通；上水冷壳和下水冷壳，上水冷壳配合在上炉口内且下水冷壳配合在下炉口内；洗涤装置，洗涤装置设在激冷洗涤室内且分别与洗涤水进口和洗涤水出口连通。根据本实用新型的气化炉具有适用性强、成本低、可靠性强、环保污染小等优点。
【专利说明】
气化炉
技术领域
[0001]本实用新型涉及煤气化技术领域，具体而言，涉及一种气化炉。
【背景技术】
[0002]相关技术中的气化炉，以耐火砖作为气化炉的壳体。但耐火砖气化炉的壳体温度较高，若炉砖窜气，会发生炉壁超温现象，严重时会造成气化炉壳体鼓包，甚至爆炸，而且由于耐火砖的材料限制，炉温不能过高，导致灰熔点较高的廉价煤无法使用。
[0003]此外，为保证气化炉正常工作，需要定期更换锥底砖、向火面砖和拱顶砖，不仅耗时费力，而且为保证不间断生产需要配置备用炉，大大增加成本。
[0004]并且，耐火砖气化炉所用耐火砖为高铬砖，在运行中，耐火砖会被炉渣侵蚀、剥落，含铬炉渣会对环境造成破坏。更换下来的含铬炉砖也不易处理。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种气化炉，该气化炉具有适用性强、成本低、可靠性强、环保污染小等优点。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提出一种气化炉，所述气化炉包括:壳体，所述壳体内具有隔板，所述隔板将所述壳体内部分隔成位于上部的煤气发生室和位于下部的激冷洗涤室，所述隔板上具有连通所述煤气发生室和所述激冷洗涤室的过孔，所述壳体上设有与所述煤气发生室连通的喷口和与所述激冷洗涤室连通的洗涤水进口、卸渣口、洗涤水出口和煤气出口 ；主水冷壳，所述主水冷壳设在所述煤气发生室内且所述主水冷壳内限定出炉膛，所述主水冷壳上具有与所述炉膛连通的上炉口和下炉口，所述上炉口与所述喷口连通且所述下炉口与所述过孔连通;上水冷壳和下水冷壳，所述上水冷壳配合在所述上炉口内且所述下水冷壳配合在所述下炉口内；用于洗涤所述煤气发生室产物中煤灰的洗涤装置，所述洗涤装置设在所述激冷洗涤室内且分别与所述洗涤水进口和所述洗涤水出口连通。
[0007]根据本实用新型的气化炉，具有适用性强、成本低、可靠性强、环保污染小等优点。
[0008]另外，根据本实用新型的气化炉还可以具有如下附加的技术特征:
[0009]所述气化炉还包括烧嘴，所述烧嘴配合在所述喷口内，所述喷口设在所述壳体的上端，所述烧嘴的上端伸出所述壳体且下端通过所述上炉口伸入所述炉膛，所述上水冷壳套设在所述烧嘴上。
[0010]所述下水冷壳的上端通过所述下炉口伸入所述炉膛且下端通过所述过孔伸入所述激冷洗涤室。
[0011 ]所述洗涤装置包括:水膜形成器，所述水膜形成器设在所述激冷洗涤室内且邻近所述隔板，所述水膜形成器与所述洗涤水进口连通;水膜通道，所述水膜通道的上端与所述水膜形成器相连且下端向下延伸至所述激冷洗涤室的下部，所述水膜通道的下端与所述洗涤水出口连通。
[0012]所述煤气出口位于所述壳体的周壁上且邻近所述隔板设置。
[0013]所述卸渣口位于所述壳体的下端。
[0014]所述壳体的下端具有集渣段，所述集渣段的横截面为环形且直径由上至下逐渐减小，所述卸渣口形成在所述集渣段的底壁上。
[0015]所述上水冷壳的横截面为环形且上端的直径大于下端的直径，所述下水冷壳的横截面为环形且下端的直径大于上端的直径。
[0016]所述上水冷壳包括上耐火内壳和盘绕在所述上耐火内壳上的上冷却水管，所述下水冷壳包括下耐火内壳和盘绕在所述下耐火内壳上的下冷却水管。
[0017]所述主水冷壳包括:主耐火内壳，所述主耐火内壳内限定出炉膛且所述上炉口和所述下炉口分别形成在所述主耐火内壳的上端和下端；多个主冷却水管，多个所述主冷却水管沿所述主耐火内壳的周向间隔设置且贴合在所述主耐火内壳的外表面上，相邻两个所述主冷却水管之间连接有散热鳍片;上集水箱和下集水箱，所述上集水箱设在所述主耐火内壳的上方且分别与多个所述主冷却水管的上端相连，所述下集水箱设在所述主耐火内壳的下方且分别与多个所述主冷却水管的下端相连，所述上集水箱上设有冷却水出口，所述下集水箱上设有冷却水进口。
【附图说明】
[0018]图1是根据本实用新型实施例的气化炉的剖视图。
[0019]图2是根据本实用新型实施例的气化炉的主水冷壳的剖视图。
[0020]图3是图1中C处的放大图。
[0021]图4是图1中D处的放大图。
[0022]附图标记:气化炉1、壳体100、煤气发生室110、激冷洗涤室120、卸渣口121、煤气出口 122、集渣段130、隔板200、主水冷壳300、炉膛310、上炉口 311、下炉口 312、主耐火内壳320、主冷却水管330、散热鳍片331、上集水箱340、下集水箱350、冷却水进口 351、上水冷壳400、上耐火内壳410、上冷却水管420、下水冷壳500、下耐火内壳510、下冷却水管520、洗涤装置600、水膜形成器610、水膜通道620、烧嘴700。
【具体实施方式】
[0023]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0024]下面参考附图描述根据本实用新型实施例的气化炉I。
[0025]如图1-图4所示，根据本实用新型实施例的气化炉I包括壳体100、主水冷壳300、上水冷壳400、下水冷壳500和洗涤装置600。
[0026]壳体100内具有隔板200，隔板200将壳体100内部分隔成位于上部的煤气发生室110和位于下部的激冷洗涤室120(上下方向如图1-图4中的箭头A所示)，隔板200上具有连通煤气发生室110和激冷洗涤室120的过孔，壳体100上设有与煤气发生室110连通的喷口和与激冷洗涤室120连通的洗涤水进口、卸渣口 121、洗涤水出口和煤气出口 122。主水冷壳300设在煤气发生室110内且主水冷壳300内限定出炉膛310，主水冷壳300上具有与炉膛310连通的上炉口 311和下炉口 312，上炉口 311与所述喷口连通且下炉口 312与所述过孔连通。上水冷壳400配合在上炉口 311内且下水冷壳500配合在下炉口 312内。洗涤装置600用于洗涤所述煤气发生室产物中的煤灰，洗涤装置600设在激冷洗涤室120内且分别与所述洗涤水进口和所述洗涤水出口连通(内外方向如图1-图4中的箭头B所示)。
[0027]下面参考图1-图4描述根据本实用新型的气化炉I的工作过程。
[0028]作为煤气化反应原料的水煤浆和氧气在所述喷口进行混合并喷入煤气发生室110，在煤气发生室110内发生气化反应生成粗煤气。反应过程中煤气发生室110内的主水冷壳300、上水冷壳400、下水冷壳500可以将气化反应产生的热量带出，以降低炉膛310内壁的温度。
[0029]在激冷洗涤室120内，洗涤水通过所述洗涤水进口注入洗涤装置600内，煤气发生室110内反应后产生的煤气、炉渣以及没有完全反应的煤灰经由所述过孔和下水冷壳500进入激冷洗涤室120，并通过洗涤装置600进行洗涤，洗涤后的洗涤水通过洗涤水出口排出。煤气经过煤气出口 122进入后序工序。炉渣和没有完全反应的煤灰通过卸渣口 121排出。
[0030]根据本实用新型实施例的气化炉I，通过设置主水冷壳300可以利用主水冷壳300限定出具有上炉口311和下炉口312的炉膛310，以便于在炉膛310内进行煤气化的反应过程，相比相关技术中采用防火砖构成壳体的气化炉，主水冷壳300可以利用冷却水对炉膛310的内壁进行冷却，从而防止炉膛310内壁的温度过高，不仅可以避免主水冷壳300由于高温而发生变形，避免所述气化炉的温度过高而发生爆裂，而且由于主水冷壳300的温度不会过高，可以使气化炉I能够采用灰熔点较高的廉价煤作为原料，一方面可以提高气化炉I的适用性，另一方面可以降低气化炉I的运行成本。
[0031]由于主水冷壳300的温度不会过高，可以延长主水冷壳300的使用寿命，相比相关技术中采用耐火砖作为壳体的气化炉，气化炉I无需对主水冷壳300进行定期更换，这样可以使气化炉I无需停工进行维护，能够不间断进行生产，无需设置备用炉，不仅可以减小气化炉I的维护成本，而且可以降低气化炉I的投资成本。
[0032]并且，通过设置上水冷壳400和下水冷壳500，使上水冷壳400配合在上炉口 311内，使下水冷壳500配合在下炉口 312内，可以利用上水冷壳400对上炉口 311处进行冷却，利用下水冷壳500对下炉口 312处进行冷却，从而防止上炉口 311和下炉口 312处的温度过高，进一步提高气化炉I的可靠性。
[0033]此外，由于气化炉I采用主水冷壳300构成炉膛310，相比相关技术中采用耐火砖的气化炉，在生产过程中不会对产生对环境有害的炉渣，而且由于无需更换耐火砖，不需要考虑废砖的处理问题，对环境更加友好。
[0034]因此，根据本实用新型实施例的气化炉I具有适用性强、成本低、可靠性强、环保污染小等优点。
[0035]下面参考附图描述根据本实用新型具体实施例的气化炉I。
[0036]在本实用新型的一些具体实施例中，如图1-图4所示，根据本实用新型实施例的气化炉I包括壳体100、主水冷壳300、上水冷壳400、下水冷壳500和洗涤装置600。
[0037]气化炉I还包括烧嘴700，烧嘴700配合在所述喷口内，所述喷口设在壳体100的上端，烧嘴700的上端伸出壳体100且下端通过上炉口 311伸入炉膛310，上水冷壳400设在烧嘴700上。这样不仅可以便于烧嘴700与外部管路连接，而且可以利用上水冷壳400降低烧嘴700的温度，以防止烧嘴700过热而发生损坏。
[0038]有利地，如图1和图4所示，下水冷壳500的上端通过下炉口 312伸入炉膛310且下端通过所述过孔伸入激冷洗涤室120。这样不仅可以利用下水冷壳500对下炉口 312处进行冷却，而且可以利用下水冷壳500对所述过孔处进行冷却，以防止炉膛310内的产物从下炉口312进入激冷洗涤室120时由于温度过高而损坏隔板200和洗涤装置600。
[0039]具体地，如图1所示，洗涤装置600包括水膜形成器610和水膜通道620。水膜形成器610设在激冷洗涤室120内且邻近隔板200，水膜形成器610与所述洗涤水进口连通。水膜通道620的上端与水膜形成器610相连且下端向下延伸至激冷洗涤室120的下部，水膜通道620的下端与所述洗涤水出口连通。这样可以在激冷洗涤室120内形成水膜，炉膛310内的反应产物进入激冷洗涤室120后，通过水膜进行洗涤，以除去产物中的杂质。由此不仅可以提高气化炉I产生煤气的纯度，而且可以防止杂质堵塞气路。
[0040]具体而言，水膜形成器610可以为环形且围绕所述过孔设置。
[0041]可选地，如图1所示，煤气出口 122位于壳体100的周壁上且邻近隔板200设置。具体而言，反应产物洗涤后，洗涤后的废渣通过卸渣口 121排出，气体上升并通过煤气出口 122排出。这样可以便于将煤气从产物中分离。
[0042]更为有利地，如图1所示，卸渣口121位于壳体100的下端。这样可以在洗涤后将废渣直接通过激冷洗涤室120的下方排出，以便于废渣的排出。
[0043]其中，如图1所示，壳体100的下端具有集渣段130，集渣段130的横截面为环形且直径由上至下逐渐减小，卸渣口 121形成在集渣段130的底壁上。由此可以便于将废渣汇集到卸渣口 121处，以进一步便于废渣的排出。
[0044]图1-图4示出了根据本实用新型一个具体示例的气化炉I。如图1、图3和图4所示，上水冷壳400的横截面为环形且上端的直径大于下端的直径，下水冷壳500的横截面为环形且下端的直径大于上端的直径。这样不仅可以便于上水冷壳400配合在上炉口311内，便于下水冷壳500配合在下炉口312内，而且可以便于反应原料进入炉膛310，便于反应产物排出炉膛310。
[0045]具体地，如图1、图3和图4所示，上水冷壳400包括上耐火内壳410和盘绕在上耐火内壳410上的上冷却水管420，下水冷壳500包括下耐火内壳510和盘绕在下耐火内壳510上的下冷却水管520。由此可以保证上水冷壳400和下水冷壳500的冷却效果。
[0046]更为具体地，如图1和图2所示，主水冷壳300包括主耐火内壳320、多个主冷却水管330、上集水箱340和下集水箱350。主耐火内壳，主耐火内壳320内限定出炉膛310且上炉口311和下炉口 312分别形成在主耐火内壳320的上端和下端。每个主冷却水管330的长度方向与主耐火内壳320的轴向平行，多个主冷却水管330沿主耐火内壳320的周向间隔设置且贴合在主耐火内壳320的外表面上，相邻两个主冷却水管330之间连接有散热鳍片331。上集水箱340设在主耐火内壳320的上方且分别与多个主冷却水管330的上端相连，下集水箱350设在主耐火内壳320的下方且分别与多个主冷却水管330的下端相连，上集水箱340上设有冷却水出口，下集水箱350上设有冷却水进口351。这样可以使冷却水由上至下流过主冷却水管330，使冷却水的流向与原料的进入方向相反，从而可以提高冷却效果。由于多个主冷却水管330的长度方向均平行于主耐火内壳320的轴向，可以降低冷却水的阻力，使冷却水流动更加顺畅，从而防止主冷却水管330内发生气液分层等情况，避免发生爆管、烧穿等事故，提高气化炉I的可靠性，而且可以便于保证冷却水的循环，防止在发生事故的情况下冷却水停滞导致所述气化炉过热。通过在相邻两个主冷却水管330之间连接若干散热鳍片331，可以利用散热鳍片331进一步进行散热，使主水冷壳300的温度更加均匀。
[0047]上耐火内壳410、下耐火内壳510和主耐火内壳320可以为导热耐火材料件。这样可以使上耐火内壳410、下耐火内壳510和主耐火内壳320具有良好的导热性，便于将气化反应产生的热量带出。此外，在炉膛310内气化流场的作用下，可以在炉膛310内形成固态渣层和动态渣层，起到以渣抗渣的效果，进一步保护气化炉I。
[0048]根据本实用新型实施例的气化炉I的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
[0049]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
[0050]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0051]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0052]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0053]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0054]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种气化炉，其特征在于，包括: 壳体，所述壳体内具有隔板，所述隔板将所述壳体内部分隔成位于上部的煤气发生室和位于下部的激冷洗涤室，所述隔板上具有连通所述煤气发生室和所述激冷洗涤室的过孔，所述壳体上设有与所述煤气发生室连通的喷口和与所述激冷洗涤室连通的洗涤水进口、卸渣口、洗涤水出口和煤气出口； 主水冷壳，所述主水冷壳设在所述煤气发生室内且所述主水冷壳内限定出炉膛，所述主水冷壳上具有与所述炉膛连通的上炉口和下炉口，所述上炉口与所述喷口连通且所述下炉口与所述过孔连通； 上水冷壳和下水冷壳，所述上水冷壳配合在所述上炉口内且所述下水冷壳配合在所述下炉口内； 用于洗涤所述煤气发生室产物中煤灰的洗涤装置，所述洗涤装置设在所述激冷洗涤室内且分别与所述洗涤水进口和所述洗涤水出口连通。2.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，还包括烧嘴，所述烧嘴配合在所述喷口内，所述喷口设在所述壳体的上端，所述烧嘴的上端伸出所述壳体且下端通过所述上炉口伸入所述炉膛，所述上水冷壳套设在所述烧嘴上。3.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述下水冷壳的上端通过所述下炉口伸入所述炉膛且下端通过所述过孔伸入所述激冷洗涤室。4.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述洗涤装置包括: 水膜形成器，所述水膜形成器设在所述激冷洗涤室内且邻近所述隔板，所述水膜形成器与所述洗涤水进口连通； 水膜通道，所述水膜通道的上端与所述水膜形成器相连且下端向下延伸至所述激冷洗涤室的下部，所述水膜通道的下端与所述洗涤水出口连通。5.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述煤气出口位于所述壳体的周壁上且邻近所述隔板设置。6.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述卸渣口位于所述壳体的下端。7.根据权利要求6所述的气化炉，其特征在于，所述壳体的下端具有集渣段，所述集渣段的横截面为环形且直径由上至下逐渐减小，所述卸渣口形成在所述集渣段的底壁上。8.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述上水冷壳的横截面为环形且上端的直径大于下端的直径，所述下水冷壳的横截面为环形且下端的直径大于上端的直径。9.根据权利要求1-8中任一项所述的气化炉，其特征在于，所述上水冷壳包括上耐火内壳和盘绕在所述上耐火内壳上的上冷却水管，所述下水冷壳包括下耐火内壳和盘绕在所述下耐火内壳上的下冷却水管。10.根据权利要求9所述的气化炉，其特征在于，所述主水冷壳包括: 主耐火内壳，所述主耐火内壳内限定出炉膛且所述上炉口和所述下炉口分别形成在所述主耐火内壳的上端和下端； 多个主冷却水管，多个所述主冷却水管沿所述主耐火内壳的周向间隔设置且贴合在所述主耐火内壳的外表面上，相邻两个所述主冷却水管之间连接有散热鳍片； 上集水箱和下集水箱，所述上集水箱设在所述主耐火内壳的上方且分别与多个所述主冷却水管的上端相连，所述下集水箱设在所述主耐火内壳的下方且分别与多个所述主冷却 水管的下端相连，所述上集水箱上设有冷却水出口，所述下集水箱上设有冷却水进口。
【文档编号】C10K1/10GK205556576SQ201620114974
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】张建胜, 谢文选, 张本凤
【申请人】清华大学煤燃烧工程研究中心