专利名称：煤粉气化炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种产生煤气的气化炉，属于由固态含碳燃料制造含CO的可燃气体的设备。
背景技术：
目前，国际市场上用粉煤生产煤气的气化炉，主要有Shell(壳牌)干煤粉气化炉和Texaco(德氏古)水煤浆气化炉两种，它们都具有优良的特性，加上完整的辅助配套设备，已形成两种独具特色的煤气生产设备和一套完整的生产工艺，即Shell炉的SCGP工艺和Texaco炉的Texaco工艺。其中Shell炉是采用多喷嘴，用氮气流从炉体中部将干煤粉输送到炉内，氧气和水蒸汽也经喷嘴送到炉内，而Texaco炉是采用单喷嘴，将煤、水等在球磨机内将煤磨成水煤浆，再经过充分搅拌变成均匀的水煤浆后，用加压泵经喷嘴从炉体顶部送入炉内，氧气也经喷嘴送入炉内。Shell炉为水冷壁的双层结构，热煤气经冷煤气冷激降温后，从气化炉顶部出口到废热锅炉，副产蒸汽回收热量。而Texaco炉上部为耐火砖结构，下部为冷激筒结构，热煤气经水冷激降温并增加煤气中水蒸汽含量，减少煤气后处理蒸汽用量。由于炉体结构不同，Shell炉产生的煤气的后期处理设备较多，投资大，如合成气激冷、激冷气循环机、废热锅炉和除尘洗涤设备等；而Texaco炉为耐火砖结构，因而炉体本身的维修量大，且Texaco工艺中氧耗较大，因而煤气成本高，煤气中CO和H2的含量低，热效率低。这两种气化炉在国内外采用较多，而且价格非常昂贵。
实用新型内容本实用新型为了克服现有技术的缺陷，提供一种气化炉，既具有Shell炉的特性，又克服了Texaco炉的不足，成为一种造价低、投资小和热效率高的煤粉气化炉。
本实用新型煤粉气化炉，包括顶部、底部均为椭圆形封头、且底部中心设有煤渣出口的圆筒状外壳；其中在外壳中，设有与其下部内壁连为一体的圆锥形隔板，且锥尖向下，并与竖直方向向下同轴安置的导气筒连为一体；在隔板分隔的上部腔体内，设有与该腔体外壁形状相同，且具有一定间距的内壳，内壳的下端与导气筒外壁连接在一起；空心的冷激筒套装在导气筒外，并通过连接件与外壳内壁固定连接；软水入口穿过外壳和隔板与内壳所构成的软水腔体连通，在该腔体顶部的外壳上设有水蒸汽出口，在外壳顶部下方的对径方向上，至小一对喷嘴接口穿过外壳和内壳固定连接，在位于冷激筒上方和隔板之间的外壳上设有煤气出口，在煤气出口的下方设有冷却水入口。
本实用新型煤粉气化炉，其中内壳用水冷壁内壳替代；水冷壁内壳由沿周向方向均匀排列的若干根相互连通的竖直通水管和将其连为一体的连隔板组成；软水入口穿过外壳和隔板与水冷壁内壳中通水管的下端连通，水蒸汽出口穿过外壳顶部与通水管上端连通；软水腔体由氮气腔体替代，在该腔体顶部的外壳上设有氮气出口，在其下方设有氮气入口。
本实用新型煤粉气化炉，其中喷嘴接口沿内壳或水冷壁内壳壳壁的切线方向固定连接。
本实用新型煤粉气化炉，其中煤气出口前端，弧形挡液板向上张开，倾斜固定在所述外壳内壁上。
本实用新型煤粉气化炉，其中外壳的底部上方设有液位计。
本实用新型煤粉气化炉结构其上部具有Shell炉的水冷壁特征，下部选用Texaco炉的冷激筒结构，因而集两种气化炉的结构特征于一身，同时也将两种生产工艺流程融为一体，形成独特的生产方法，适用于制造气化压力为0.1～6.5Mpa的煤气工厂，与Shell炉的SCGP工艺和Texaco炉的Texaco工艺相比，建设费用约低15％，其中，气化需要的空分设备的建设费用与Shell炉的SCGP工艺相当，但约为Texaco炉的Texaco工艺建设费用的85％，而气化及冷却除尘设备的建设费用约为前者的75％，约为后者的90％。由于两者的建设费用均相当贵昂，因而本实用新型具有可观的经济效益和社会效益。
图1为本实用新型煤粉气化炉结构原理示意图；图2为图1的A-A剖面示意图，即冷激段结构原理示意图；图3为本实用新型煤粉气化炉另一实施例结构原理示意图；图4为图3的B-B剖面示意图。
具体实施方式
由图1、图2可见，本实用新型煤粉气化炉包括上部的煤粉气化段和下部的热煤气水冷激段两部分。其中气化段包括顶部为椭圆形封头、中部为圆筒状外壳2和下部为与外壳2内壁连为一体的圆锥形隔板3，且锥尖向下，并与竖直方向向下同轴安置的导气筒4连为一体；在隔板3分隔的上部腔体内，设有与该腔体形状相同，且具有一定间距的内壳5，内壳5的下端与导气筒4外壁连接在一起；软水入口8穿过外壳2和隔板3与内壳5所构成的软水腔体连通，在该腔体顶部的外壳2上设有水蒸汽出口9，在外壳2顶部下方的对径方向上，两个喷嘴接口10穿过外壳2和内壳5固定连接。冷激段包括套装在导气筒4外的冷激筒6，并通过连接件7与外壳2内壁固定连接；在位于冷激筒6上方和隔板3之间的外壳2上设有煤气出口11，在煤气出口11前端，弧形挡液板16向上张开倾斜固定在外壳2内壁上；在煤气出口11的下方设有冷却水入口12；在外壳2的椭圆形底部中心设有煤渣出口1，在外壳2的底部上方设有液位计17。
这种煤粉气化炉的工作过程在气化段，干煤粉、氧气和蒸汽等通过喷嘴高速送入内壳5中，在高温下燃烧并与蒸汽反应，生成H2、CO和CO2等气体，燃烧温度可达1400～1600℃，有效气体H2、CO可达90～92％。在高温下，煤渣成熔融流动状态，高温气体和熔融流动煤渣经导气筒4进入冷激段，在冷激筒6中由水冷激降温，降温后的煤气从冷激筒6上方的煤气出口11流出，到煤气除尘洗涤塔进行后序处理。煤气出口11前端的弧形挡液板16是防止大量水随煤气流出。熔融流动煤渣经水冷激，变成固体煤渣和水一起从煤渣出口1排出。
由图3、图4为本实用新型具有水冷壁内壳5′的另一实施例，该实施例的上部气化段结构与前者不同，而下部冷凝段结构与前者完全相同。内壳5为水冷壁内壳5′，它是由沿周向方向均匀排列的若干根相互连通的竖直通水管13和将其连为一体的连隔板组成；软水入口8′穿过外壳2和隔板3与水冷壁内壳5′中通水管13的下端连通，水蒸汽出口9′穿过外壳2顶部与通水管13上端连通；软水腔体由氮气腔体替代，在该腔体顶部的外壳2上设有氮气出口14，在其下方设有氮气入口15。工作时，由氮气流把干煤粉通过喷嘴输入炉内，同时喷嘴输入的还有氧气和蒸汽，高温燃烧后的有效气体H2、CO和熔融流动煤渣一部分附在水冷壁上，与水冷壁中的水进行热交换，水变成蒸汽，而熔融流动煤渣在水冷壁上冷却变成固体渣膜，并固定在水冷壁上，对水冷壁起到保护作用，使炉体使用寿命长，单炉生产能力大，可靠性高。外壳2和隔板3与水冷壁内壳5′之间构成的氮气腔体主要起保护作用，防止水冷壁的泄漏，同时降低外壳2的温度。显然，下部冷凝段的工作过程与前述完全一样。
权利要求1.一种煤粉气化炉，包括顶部、底部均为椭圆形封头、且底部中心设有煤渣出口(1)的圆筒状外壳(2)；其特征是在所述外壳(2)中，设有与其下部内壁连为一体的圆锥形隔板(3)，且锥尖向下，并与竖直方向向下同轴安置的导气筒(4)连为一体；在所述隔板(3)分隔的上部腔体内，设有与该腔体外壁形状相同，且具有一定间距的内壳(5)，所述内壳(5)的下端与所述导气筒(4)外壁连接在一起；空心的冷激筒(6)套装在所述导气筒(4)外，并通过连接件(7)与所述外壳(2)内壁固定连接；软水入口(8)穿过所述外壳(2)和所述隔板(3)与所述内壳(5)所构成的软水腔体连通，在该腔体顶部的所述外壳(2)上设有水蒸汽出口(9)，在所述外壳(2)顶部下方的对径方向上，至小一对喷嘴接口(10)穿过所述外壳(2)和内壳(5)固定连接，在位于所述冷激筒(6)上方和所述隔板(3)之间的外壳(2)上设有煤气出口(11)，在所述煤气出口(11)的下方设有冷却水入口(12)。
2.根据权利要求1所述的煤粉气化炉，其特征在于所述内壳(5)用水冷壁内壳(5′)替代；所述水冷壁内壳(5′)由沿周向方向均匀排列的若干根相互连通的竖直通水管(13)和将其连为一体的连隔板组成；软水入口(8′)穿过所述外壳(2)和所述隔板(3)与所述水冷壁内壳(5′)中所述通水管(13)的下端连通，水蒸汽出口(9′)穿过所述外壳(2)顶部与所述通水管(13)上端连通；软水腔体由氮气腔体替代，在该腔体顶部的所述外壳(2)上设有氮气出口(14)，在其下方设有氮气入口(15)。
3.根据权利要求1或2所述的煤粉气化炉，其特征在于所述喷嘴接口(10)沿所述内壳(5)或水冷壁内壳(5′)壳壁的切线方向固定连接。
4.根据权利要求3所述的煤粉气化炉，在所述煤气出口(11)前端，弧形挡液板(16)向上张开倾斜固定在所述外壳(2)内壁上。
5.根据权利要求4所述的煤粉气化炉，其特征在于在所述外壳(2)的底部上方设有液位计(17)。
专利摘要用煤粉产生煤气的气化炉，由上部的煤粉气化段和下部的热煤气水冷激段两部分构成。包括在外壳中与其下部内壁连为一体的隔板，并与向下同轴安置的导气筒连为一体；在隔板分隔的上部腔体内，设有与该腔体外壁形状相同，且具有一定间距的水夹壁或水冷壁内壳；冷激筒套装在导气筒外，并与外壳内壁固定；外壳和隔板与内壳构成软水腔体，在外壳顶部下方至小设有一对喷嘴接口，外壳上设有煤气出口和冷却水入口。煤粉气化炉结构其上部具有Shell炉的水冷壁特征，下部选用Texaco炉的冷激筒结构，集两种结构特征于一身，并形成虫特的生产方法，制造气化压力为0.1～6.5Mpa的煤气，与Shell炉的SCGP工艺和Texaco炉的Texaco工艺相比，建设费用约低15％。
文档编号C10J3/46GK2816046SQ200520103669
公开日2006年9月13日 申请日期2005年8月11日 优先权日2005年8月11日
发明者梅安华 申请人:梅安华