专利名称：高温半焦粉气化废水装置的制作方法
技术领域：
高温半焦粉气化废水装置技术领域[0001]本实用型属于煤化工技术领域，具体涉及到用废水和部分半焦粉气化制备水煤 气的专用设备。
背景技术：
[0002]随着我国国民经济的快速发展，以煤为原料进行热解生产焦粉的产业也得到了 相应的发展。焦粉是一种重要的化工原料和清洁燃料，主要用于生产合成气制合成氨和 甲醇，用作炼铁的高温喷吹料，制金属镁的原料，作为清洁燃料用于发电、工业锅炉和 民用燃料。我国目前焦粉的产量已达2600万吨，随着国民经济的快速发展，预计到2015 年将达到5000万吨。[0003]水煤气是生产合成氨、甲醇、二甲醚、燃料油的原料，城市煤气、工业燃气。 传统的水煤气的制造方法大多数是采用固定床造气炉，以优质无烟块煤或焦炭为原料， 虽然我国是煤资源较丰富的国家，但是适应固定床造气炉的优质无烟煤产量相对较少， 加上近年来优质无烟块煤价格不断上涨，致使我国600多家中小型氮肥厂成本加大，企 业几乎全面亏损，而储量较大，价格便宜的烟煤由于生产水煤气煤焦油及有机物过多而 导致整个系统无法生产。[0004]现有的水煤气的制备方法很多，有GSP气化方法、德士古水煤浆气化方法、 Lurgi (鲁奇)气化方法、ShelK壳牌)气化方法、清华非熔渣-熔渣分级气化方法等，但 它们都是煤的全部气化，转化率高，但投资大，在气化过程中使用氧气，使用脱盐水， 加大了运行费。如采用分级转化的方式制水煤气，利用余热废水汽化，可降低制气的苛 刻度、减少投资，降低运行费用，同时能利用热解产生的废水。[0005]为解决上述技术问题，本实用型的发明人发明了用废水和部分半焦粉气化制备 水煤气装置，该装置当前迫切需要解决的一个技术问题提供一种水蒸气发生器。发明内容[0006]本实用型所要解决的技术问题在于提供一种设计合理、生产操作安全的高温半 焦粉气化废水装置。[0007]解决上述技术问题所采用的技术方案是在外筒的上端设置有水蒸气排出管和 热焦粉接入管，热焦粉接入管的下端伸入到外筒内的上部，外筒内至少设置有两级水蒸 气产生器，外筒的下端设置有下椎体，下椎体的底部设置有与外筒内相联通的焦粉出口管。[0008]本实用型的两级水蒸气产生器为在热焦粉接入管的下端设置有下端与第一 级伞形分布器联接的第一级连接杆，第一级伞形分布器的侧壁与水平面间的夹角^^为 30° 60°，第一级伞形分布器的底面内径与热焦粉接入管的内径的比为1 2，外筒的 上部设置有与第一级雾化喷头联接、与第一级雾化喷头联通的第一级废水进口管，第一 级雾化喷头下外筒内设置有第一级斗形分布器，第一级斗形分布器的侧壁与水平面的夹角02为30° 60°，第一级斗形分布器下端开口的内径与热焦粉接入管的内径的比为 2 3，外筒的内径与第一级斗形分布器上端开口的内径比为1 0.9。第一级斗形分布器 的底部设置有下端与第二级伞形分布器联接的第二级连接杆，第二级伞形分布器与水平 面的夹角^为30° 60°，外筒的上部右侧筒壁上设置有与第二级雾化喷头联通的第 二级废水进口管，第二级雾化喷头的下方外筒上设置有第二级斗形分布器，第二级斗形 分布器侧壁与水平面的夹角04为30° 60°，第二级斗形分布器下端开口的内径与热 焦粉接入管的内径比为2 3，外筒内径与第二级斗形分布器上端开口的内径比为1.1。[0009]本实用型的第二级伞形分布器与第一级伞形分布器相同，第二级斗形分布器与 第一级斗形分布器相同。[0010]本实用型的第一级伞形分布器的侧壁与水平面间的夹角CI1最佳为45°，第一 级伞形分布器的底面内径D2与热焦粉接入管的内径Dl的最佳比为1.5，第一级斗形分布 器的侧壁与水平面的夹角α 2最佳为45°，第二级伞形分布器与水平面的夹角α3最佳为 45°，第二级斗形分布器侧壁与水平面的夹角α 4最佳为45°。[0011]本实用型的第一级斗形分布器和第二级斗形分布器的垂直高度的下3/4侧壁上 加工有2 6圈在同一圆周上排列孔径为10 20mm的导气孔，一圈导气孔中的一个导 气孔与相邻一圈导气孔中相邻的一个导气孔在同一径向排列或一圈导气孔与相邻一圈导 气孔交错排列。[0012]本实用型采用至少两级水蒸气产生器，用高温粉焦气化废水产生蒸汽，废水得 到综合利用，降低了运行成本，节约了水资源，避免了污水排放对环境的污染。本实用 新型可在用废水和部分半焦粉气化制备水煤气装置上使用。
[0013]图1是本实用型一个实施例的结构示意图。[0014]图2是图1的A-A剖视图。
具体实施方式
[0015]
以下结合附图实施例对本实用型进一步详细说明，但本实用型不限于这些实施 例。[0016]实施例1[0017]在图1中，本实施例的高温半焦粉气化废水装置由水蒸气排出管1、热焦粉接入 管2、外筒3、第一级连接杆4、第一级伞形分布器5、第一级废水进口管6、第一级雾化 喷头7、第一级角钢支撑环8、第一级斗形分布器9、第二级废水进口管10、第二级伞形 分布器11、第二级雾化喷头12、第二级角钢支撑环13、第二级斗形分布器14、下椎体 15、焦粉出口管16、第二级连接杆17联接构成。[0018]在外筒3的上端焊接联接有水蒸气排出管1和热焦粉接入管2，热焦粉接入管2 和水蒸气排出管1与外筒3内相联通，热焦粉接入管2的下端伸入到外筒3内的上部，热 焦粉接入管2的下端焊接联接有4根等分圆周均布设置的第一级连接杆4，第一级连接杆 4的下端焊接联接有第一级伞形分布器5，第一级伞形分布器5的侧壁与水平面间的夹角 、为45°，第一级伞形分布器5的底面内径D2与热焦粉接入管2的内径Dl的比为1.5。外筒3的上部右侧筒壁上焊接联接有水平设置的第一级废水进口管6，第一级废水进口管 6的右端伸出于外筒3外、左端穿过第一级伞形分布器5的侧壁与第一级雾化喷头7的顶 端焊接联接并与第一级雾化喷头7相联通，将第一级雾化喷头7固定在第一级伞形分布器 5的正下方，第一级雾化喷头7为圆锥形结构，第一级雾化喷头7的底面为球面形状，底 面上加工有喷孔，每一圈上的喷孔等分圆周均布设置。在外筒3内第一级雾化喷头7的 下筒壁上焊接联接有第一级角钢支撑环8，第一级角钢支撑环8上用螺纹紧固联接件固定 联接有第一级斗形分布器9，第一级斗形分布器9的侧壁与水平面的夹角Ci2为45°，第 一级斗形分布器9下端开口的内径D3与热焦粉接入管2的内径Dl的比为2.5，外筒3的 内径D5与第一级斗形分布器9上端开口的内径D4比为1 0.9。第一级连接杆4、第一 级伞形分布器5、第一级废水进口管6、第一级雾化喷头7、第一级角钢支撑环8、第一 级斗形分布器9联接构成第一级水蒸气产生器。[0019]第一级斗形分布器9的底部焊接联接有4根等分圆周均布的第二级连接杆17， 第二级连接杆17的下端焊接联接有第二级伞形分布器11，第二级伞形分布器11与水平 面的夹角03为45°，第二级伞形分布器11的其它结构与第一级伞形分布器5的结构相 同。外筒3的上部右侧筒壁上焊接联接有水平设置的第二级废水进口管10，第二级废水 进口管10的右端伸出于外筒3外、左端穿过第二级伞形分布器11的侧壁与第二级雾化喷 头12的顶端焊接联接并与第二级雾化喷头12相联通，将第二级雾化喷头12固定在第二 级伞形分布器11的正下方，第二级雾化喷头12的结构与第一级雾化喷头7的结构相同。 在外筒3内第二级伞形分布器11的下方外筒3内壁上焊接联接有第二级角钢支撑环13， 第二级角钢支撑环13上用螺纹紧固联接件固定联接有第二级斗形分布器14，第二级斗形 分布器14侧壁与水平面的夹角α 4为45°，第二级斗形分布器14的其它结构与第一级斗 形分布器9的结构相同。外筒3的下端焊接联接有下椎体15，下椎体15的底部焊接联接 有与外筒3内相联通的焦粉出口管16。第二级废水进口管10、第二级伞形分布器11、第 二级雾化喷头12、第二级角钢支撑环13、第二级斗形分布器14、第二级连接杆17联接构 成第二级水蒸气产生器。[0020]如图2所示，第一级斗形分布器9垂直高度的下3/4侧壁上加工有4圈在同一圆 周上排列的导气孔，每一圈上的导气孔等分圆周均布排列，一圈导气孔中的一个导气孔 与相邻一圈导气孔中相邻的一个导气孔在同一径向排列，一圈导气孔与相邻一圈导气孔 也可交错排列，导气孔的孔径为15mm。[0021]实施例2[0022]本实施例中，第一级伞形分布器5的侧壁与水平面间的夹角α iSSO。，第一级 伞形分布器5的底面内径D2与热焦粉接入管2的内径Dl的比为1，第一级斗形分布器9 的侧壁与水平面的夹角02为30°，第一级斗形分布器9下端开口的内径D3与热焦粉接 入管2的内径Dl的比为2，第二级伞形分布器11与第一级伞形分布器5的结构相同，第 二级斗形分布器14的结构与第一级斗形分布器9的结构相同。第一级斗形分布器9和第 二级斗形分布器14的垂直高度的下3/4侧壁上加工有2圈在同一圆周上排列孔径为20mm 的导气孔，一圈导气孔中的一个导气孔与相邻一圈导气孔中相邻的一个导气孔在同一径 向排列或一圈导气孔与相邻一圈导气孔交错排列。其它零部件以及零部件的联接关系与 实施例1相同。[0023]实施例3[0024]本实施例中，第一级伞形分布器5的侧壁与水平面间的夹角、为60°，第一级 伞形分布器5的底面内径D2与热焦粉接入管2的内径Dl的比为2，第一级斗形分布器9 的侧壁与水平面的夹角02为60°，第一级斗形分布器9下端开口的内径D3与热焦粉接 入管2的内径Dl的比为3，第二级伞形分布器11与第一级伞形分布器5的结构相同，第 二级斗形分布器14的结构与第一级斗形分布器9的结构相同。第一级斗形分布器9和第 二级斗形分布器14的垂直高度的下3/4侧壁上加工有6圈在同一圆周上排列孔径为IOmm 的导气孔，一圈导气孔中的一个导气孔与相邻一圈导气孔中相邻的一个导气孔在同一径 向排列或一圈导气孔与相邻一圈导气孔交错排列。其它零部件以及零部件的联接关系与 实施例1相同。[0025]实施例4[0026]本实施例的水蒸气发生器为在外筒3内设置四级水蒸气产生器。即在外筒3 内设置四级连接杆4、四级伞形分布器5、四级废水进口管6、四级雾化喷头7、四级角钢 支撑环8、四级斗形分布器9，每一级零部件的联接关系与实施例1相同。水蒸气产生器 的具体级数应按照生产水煤气的规模大小、半焦粉的最终温度不低于150°C来具体确定。 其它零部件以及零部件的联接关系与实施例1相同。[0027]本实用新型的工作过程如下[0028]800 850°C半焦粉从热焦粉接入管2进入，经第一级伞形分布器5分布在第一 级斗形分布器9内壁上，废水从第一级伞形分布器5下方的第一级雾化喷头7喷入，与第 一级斗形分布器9内壁上的半焦粉直接接触产生水蒸气，第二级伞形分布器11再次分布 到第二级斗形分布器14，废水从第二级伞形分布器11下方的第二级雾化喷头12再次喷入 到焦粉，第二级斗形分布器14上产生的蒸汽通过第一级斗形分布器9的导气孔，并将半 焦粉流化，废水经两级气化，产生水蒸汽将半焦粉冷却到150°C;水蒸气夹带的半焦粉在 本实用新型上部空间沉降后，水蒸气从水蒸气排出管1送出，150°C半焦粉一部分由焦粉 出口管16送出。
权利要求1.一种高温半焦粉气化废水装置，其特征在于在外筒(3)的上端设置有水蒸气排 出管(1)和热焦粉接入管0)，热焦粉接入管O)的下端伸入到外筒(3)内的上部，外筒 (3)内至少设置有两级水蒸气产生器，外筒(3)的下端设置有下椎体(1 ，下椎体(15) 的底部设置有与外筒(3)内相联通的焦粉出口管(16)。
2.按照权利要求1所述的高温半焦粉气化废水装置，其特征在于所说的两级水蒸气产 生器为在热焦粉接入管( 的下端设置有下端与第一级伞形分布器( 联接的第一级连 接杆G)，第一级伞形分布器(5)的侧壁与水平面间的夹角(Ci1)为30° 60°，第一级 伞形分布器(5)的底面内径(D2)与热焦粉接入管O)的内径(Dl)的比为0)，外筒(3) 的上部设置有与第一级雾化喷头(7)联接、与第一级雾化喷头(7)联通的第一级废水进口 管(6)，第一级雾化喷头(7)下外筒(3)内设置有第一级斗形分布器(9)，第一级斗形分 布器(9)的侧壁与水平面的夹角(α2)为30° 60°，第一级斗形分布器(9)下端开口 的内径(D3)与热焦粉接入管O)的内径Dl的比为2 3，外筒(3)的内径(D5)与第一 级斗形分布器(9)上端开口的内径(D4)比为1 0.9 ；第一级斗形分布器(9)的底部设 置有下端与第二级伞形分布器(11)联接的第二级连接杆(17)，第二级伞形分布器(11)与 水平面的夹角(α3)为30° 60°，外筒(3)的上部右侧筒壁上设置有与第二级雾化喷 头(1 联通的第二级废水进口管(10)，第二级雾化喷头(1 的下方外筒C3)上设置有 第二级斗形分布器(14)，第二级斗形分布器(7-14)侧壁与水平面的夹角(α4)为30° 60°，第二级斗形分布器(14)下端开口的内径(D6)与热焦粉接入管(2)的内径(Dl)比 为(3)，外筒(3)内径(D5)与第二级斗形分布器(14)上端开口的内径(D4)比为1.1。
3.按照权利要求2所述的高温半焦粉气化废水装置，其特征在于所说的第二级伞 形分布器(11)与第一级伞形分布器( 相同，第二级斗形分布器(14)与第一级斗形分布 器(9)相同。
4.按照权利要求2或3所述的高温半焦粉气化废水装置，其特征在于所说的第一级 伞形分布器( 的侧壁与水平面间的夹角(Q1)为45°，第一级伞形分布器( 的底面内 径(D2)与热焦粉接入管O)的内径(Dl)的比为1.5，第一级斗形分布器(9)的侧壁与水 平面的夹角(Q2)为45°，第二级伞形分布器(11)与水平面的夹角(α3)为45°，第二 级斗形分布器(14)侧壁与水平面的夹角(α4)为45°。
5.按照权利要求2或3所述的高温半焦粉气化废水装置，其特征在于所说的第一级 斗形分布器(9)和第二级斗形分布器(14)的垂直高度的下3/4侧壁上加工有2 6圈在 同一圆周上排列孔径为10 20mm的导气孔，一圈导气孔中的一个导气孔与相邻一圈导 气孔中相邻的一个导气孔在同一径向排列或一圈导气孔与相邻一圈导气孔交错排列。
6.按照权利要求4所述的高温半焦粉气化废水装置，其特征在于所说第一级斗形 分布器(9)和第二级斗形分布器(14)的垂直高度的下3/4侧壁上加工有(6)圈在同一圆 周上排列孔径为10 20mm的导气孔，一圈导气孔中的一个导气孔与相邻一圈导气孔中 相邻的一个导气孔在同一径向排列或一圈导气孔与相邻一圈导气孔交错排列。
专利摘要一种高温半焦粉气化废水装置，在外筒的上端设置有水蒸气排出管和热焦粉接入管，热焦粉接入管的下端伸入到外筒内的上部，外筒内至少设置有两级水蒸气产生器，外筒的下端设置有下椎体，下椎体的底部设置有与外筒内相联通的焦粉出口管。本实用型采用至少两级水蒸气产生器，用高温粉焦气化废水产生蒸汽，废水得到综合利用，降低了运行成本，节约了水资源，避免了污水排放对环境的污染。本实用新型可在用废水和部分半焦粉气化制备水煤气装置上使用。
文档编号C10J3/56GK201809317SQ20102052200
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者杨占彪, 王树宽 申请人:王树宽