专利名称：下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及煤化工领域，特别地，涉及煤气流床气化。
2.
背景技术：
煤气化是煤的洁净与高效利用的龙头和关键技术。气流床气化是最近几十年发展起来的新型煤并流式气化技术，气化剂与煤粉或煤浆经喷嘴进入气化室，煤的热解、燃烧以及气化反应几乎同时进行，高温保证了煤的完全气化，煤中的矿物质成为熔渣后离开气化炉。与传统气化技术相比，加压气流床气化温度高、处理能力大、气体有效成分高、气化效率高，是未来合成型煤气化技术发展方向。目前气流床煤气化工艺按煤气的排放方向，可分为下行式和上行式两类。如Texaco水煤浆气化、GSP粉煤气化、四喷嘴对置气流床气化炉、熔渣非熔渣分级气流床气化炉和HT航天炉等均采用气渣同向顺流的下行方式。Shell气化炉、F-T气化炉和西热工两段气流床气化炉采用了气体向上、熔渣向下的上行方式。上行方式的气流床气化炉往往采用上行废锅流程，产生高压蒸汽，回收了气体的部分热量，但冷煤气循环量大，增加了循环压缩能耗。下行方式的气流床气化炉往往采用激冷流程，含水煤气对于后续变换工序有利，非常适合作为化工生产合成气，但能量未能回收，黑水量大，生化处理难度高。因此开发高热量回收、低压缩能耗的下行气流床气化炉的气渣能量同时回收装置是目前气流床气化工艺亟待解决难题之一。
3.发明内容本实用新型的目的就是为了克服现有下行气流床煤气化技术存在的不足而提供一种下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，同时回收煤气和熔渣的热量、降低循环压缩能耗，避免黑水二次污染等优点，可满足产业部门对气化炉的要求。本实用新型的技术方案:本实用新型提供下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，由下行气流床气化炉壳体、气化产物排出口、冷却室、旋流冷却套、急冷水雾化喷头、冷煤气返回口、侧面开缝的中心煤气管、固体排渣口组成。下行气流床气化炉底部中心设置气化产物排出口，底部与冷却室相连；气化产物排出口外侧设置旋流冷却套，旋流冷却套上部接通冷煤气返回
n ；在气化产物排出口与旋流冷却套之间设置有急冷水管和雾化喷头；冷却室中心设置侧面开缝的中心煤气管，冷却室底部侧面设置固体排渣口。旋流冷却套与气化产物排出口直径之比为1.5 1.8:1，气化产物排口长度为500 1000mm，旋流冷却套长度为气化产物排出口长度的2 3倍。侧面开缝的中心煤气管与旋流冷却套之间间距为500-1000mm。侧面开缝的中心煤气管直径与气化产物排出口直径之比为0.5 0.8:1。侧面开缝的中心煤气管沿圆周均匀开有条形缝，条缝宽度为10-50mm，长度为100-400mm,条缝总面积为中心煤气管截面积的1.5_3倍。冷煤气返回口距离冷却室顶部高度为0-100mm。气化产物排出口与旋流冷却套之间设置的急冷水管距离冷却室顶部高度为300_800mm。雾化喷头为沿激冷水管圆周上均匀布置、大小相同的喷头。冷却室高径比为6 8:1。
4.
图1是本实用新型的下行气流床气化炉的液渣固体排放结构示意图。附图的图面说明如下:1.下行气流床气化炉壳体、2.气化产物排出口、3.冷却室、
4.旋流冷却套、5.激冷水管、6.雾化喷嘴、7.冷煤气返回口、8.侧面开缝的中心煤气管、
9.固体排渣口。
5.具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作详细的介绍:图1所示，本实用新型所述的下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构由下行气流床气化炉壳体(I)、气化产物排出口(2 )、冷却室(3 )、旋流冷却套(4)、激冷水管(5 )、雾化喷嘴(6)、冷煤气返回口( 7 )、侧面开缝的中心煤气管(8)、固体排渣口(9)组成；下行气流床气化炉壳体(I)底部中心设置气化产物排出口(2)，下行气流床气化炉壳体(I)底部与冷却室(3)相连；气化产物排出口(2)外侧设置旋流冷却套(4 )，旋流冷却套(4 )上部接通冷煤气返回口( 7 );在气化产物排出口( 2 )与旋流冷却套(4)之间设置有急冷水管(5)和雾化喷头(6);冷却室(3)中心设置侧面开缝的中心煤气管(8 )，冷却室(3 )底部侧面设置固体排渣口( 9 )。旋流冷却套(4)与气化产物排出口(2)直径之比为1.5 1.8:1，气化产物排出口
(2)长度为500 1000mm，旋流冷却套长度(4)为气化产物排出口(2)长度的2 3倍。侧面开缝的中心煤气管(8)与旋流冷却套(4)之间间距为500-1000mm。侧面开缝的中心煤气管(8)直径与气化产物排出口(2)直径之比为0.5 0.8:1。侧面开缝的中心煤气管(8)沿圆周均匀开有条形缝，条缝宽度为10_50mm，长度为100-400mm,条缝总面积为中心煤气管(8)截面积的1.5-3倍。冷煤气返回口(7)距离冷却室(3)顶部高度为0-100mm。气化产物排出口(2)与旋流冷却套(4)之间设置的急冷水管(5)距离冷却室(3)顶部高度为300-800mm。冷却室(3)比为6 8:1。下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构工作时，通过旋流冷却套上部高速旋转而下的冷煤气被急冷水管和雾化喷头喷出的水雾加湿后，与进入冷却室的粗煤气和液渣旋流混合换热，利用水雾的气化潜热大幅度降低了冷煤气的循环量和循环能耗；液渣固化，在旋流冷却套下部出口气固分离；粗煤气由于惯性小携带炭黑通过侧面开缝的中心煤气管流出，进入下游的废锅换热工序和中温煤气水洗脱碳黑工序，充分利用煤气和熔渣余热；固体渣从冷却室底部侧面的固体排渣口排出，避免了下行气流床气化炉激冷渣产生的黑水难题。
权利要求1.下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，由下行气流床气化炉壳体、气化产物排出口、冷却室、旋流冷却套、急冷水雾化喷头、冷煤气返回口、侧面开缝的中心煤气管、固体排渣口组成，其特征在于下行气流床气化炉底部中心设置气化产物排出口，底部与冷却室相连；气化产物排出口外侧设置旋流冷却套，旋流冷却套上部接通冷煤气返回口 ；在气化产物排出口与旋流冷却套之间设置有急冷水管和雾化喷头；冷却室中心设置侧面开缝的中心煤气管，冷却室底部侧面设置固体排渣口。
2.根据权利要求书I所述的下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，其特征在于所说的旋流冷却套与气化产物排出口直径之比为1.5 1.8:1，气化产物排出口长度为500 1000mm，旋流冷却套长度为气化产物排出口长度的2 3倍。
3.根据权利要求书I所述的下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，其特征在于所说的侧面开缝的中心煤气管与旋流冷却套之间间距为500-1000mm。
4.根据权利要求书I所述的下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，其特征在于所说的侧面开缝的中心煤气管直径与气化产物排出口直径之比为0.5 0.8:1。
5.根据权利要求书I所述的下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，其特征在于所说的侧面开缝的中心煤气管沿圆周均匀开有条形缝，条缝宽度为10-50mm，长度为100-400mm,条缝总面积为中心煤气管截面积的1.5_3倍。
6.根据权利要求书I所述的下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，其特征在于所说的冷煤气返回口距离冷却室顶部高度为O-1OOmm.
7.根据权利要求书I所述的下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，其特征在于所说的气化产物排出口与旋流冷却套之间设置的急冷水管距离冷却室顶部高度为300-800mm.
8.根据权利要求书I所述的下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，其特征在于所说的雾化喷头为沿激冷水管圆周上均匀布置、大小相同的喷头。
9.据权利要求书I所述的下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，其特征在于所说的冷却室高径比为6 8:1。
专利摘要本实用新型提供下行煤气流床气化炉的熔渣旋流固化排放结构，由下行气流床气化炉壳体、气化产物排出口、冷却室、旋流冷却套、急冷水雾化喷头、冷煤气返回口、侧面开缝的中心煤气管、固体排渣口组成。下行气流床气化炉底部中心设置气化产物排出口，下部与冷却室相连；气化产物排出口外侧设置旋流冷却套，旋流冷却套上部接通冷煤气返回口；在气化产物排出口与旋流冷却套之间设置有急冷水管和雾化喷头；冷却室中心设置侧面开缝的中心煤气管，冷却室底部侧面设置固体排渣口，充分利用气化产物余热，消除黑水难题。
文档编号C10J3/84GK202945216SQ20122061017
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者田原宇, 乔英云, 史伟伟 申请人:中国石油大学(华东)