[实用新型]锥形热壁高效造气炉

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种锥形热壁高效造气炉，特别是一种炉渣残碳量低、吹风气中有效气成分低、产品气中有效气成分高、气化强度高、气化过程总效率高、使用寿命长的固定床间歇造气炉，它是对现有固定床间歇造气炉的改进，属煤化工设备领域。

背景技术

目前公知的产生水煤气、半水煤气、富一氧化碳气，用于生产甲醇、合成氨、羰基合成等产品的固定床造气炉，使用寿命不长、制气效率不高主要表现在：

自动加煤机采用油压插板阀控制加煤数量，采用油压圆盘阀和布料器来作为两级密封。油压插板阀容易将煤或煤球插碎，导致造气炉带出物大增，生产煤耗增加。油压圆盘阀很易磨损和粘附细煤粉，导致关闭不严煤气漏入煤仓引起安全事故。

水夹套的底部灰渣层区域，由于长期受气体腐蚀及灰渣磨损作用，水夹套使用过程中首先在此处减薄很快，导致水夹套的使用寿命不长。

炉顶气体出口管线由于不在炉顶中间，这样导致气化剂从炉底进入时在煤层分布不均匀。

气化层水夹套的水冷壁效应导致炉渣中残碳较高，残碳在10～20％甚至以上；同时也导致气化时蒸汽分解率低，煤气中存在大量未分解的水蒸汽进而引起造气污水涨池排放。

造气炉内及其炉外相连的设备管道吹风气、水煤气(采用水蒸汽为气化剂时产品气为水煤气，采用CO₂为气化剂时产品气为富CO气)混和死区空间大，吹风气和水煤气(或富CO气)置换分离不好，导致吹风气中有效气体CO、H₂成分高，吹风效率下降；同时也导致产品气中的无效气含量高。

在多台造气炉共用一台废热锅炉集中回收煤气显热时，由于采用干式水封，这样在正常生产过程中吹风气回收阀与上行煤气阀转换时，煤气倒流去吹风气，造成有效气的损失。

以上原因，不仅导致目前运行的固定床造气炉检修周期短，吨甲醇合成氨的煤耗较高，还可导致造气污水排放污染环境。另外，由于吹风气中含有大量的CO，虽经燃烧回收热量，但造成了燃烧后大量温室气体CO₂排放到大气中。

另外，目前的造气炉只能采用原料煤燃烧再制气，不能对其他的可燃废液或废气进行燃烧或分解再制气。当前对甲醇或合成氨合成放空气驰放气的处理，都是供生活用煤气或作为回收吹风气时的助燃气来生产蒸汽用，造成合成放空气驰放气热量的低级利用。

发明内容

为了克服现有固定床造气炉的不足，本实用新型提供一种锥形热壁高效造气炉。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

将自动加煤机油压控制插板阀和圆盘阀去掉，改用调速电机控制的星型锁气给料机控制加煤数量，同时星型锁气给料机作为造气炉加煤的一级密封，油压控制的布料器仍作为第二级密封。

将造气炉上部空程区改为锥形，即将煤气发生炉平形顶改为锥形，锥形外部为壳体，内部为耐火层。锥形顶中间为炉顶气体出口管，这样可使气化剂从炉底进入时在煤层分布均匀。

将包围灰渣层的夹套内壁热喷涂金属陶瓷涂层，用于加强耐磨及防止腐蚀。将灰渣层以上的夹套部分，至少将包含气化层部分的夹套内壁扩大，然后在夹套内壁扩大处加内衬隔热。这样灰渣层处在夹套筒包围中，以保护炉下灰盘等设备不损坏，回收渣层显热。夹套内壁扩大部分，内衬以复合隔热防结渣材料，起到提高气化层温度用以克服夹套水冷壁效应的作用。所采用的复合隔热防结渣材料，主要是在内壁靠近夹套区域衬以保温材料用于绝热提高热壁温度，在靠近炉膛内部区域采用耐高温耐磨抗热震防结渣耐火砖用于提高壁温及防结渣挂炉。夹套内通入循环流动的水、蒸汽、空气或导热油等介质来回收造气炉膛内通过夹套散失的热量。

对于造气炉的炉底炉顶，采用特制多通油压座板阀直接相连，来减少吹风气和水煤气的混合空间。特制多通油压座板阀就是在普通油压座板阀阀体的一侧再开多个法兰孔，每个法兰孔可以和相关阀门法兰直接连接，阀门的开关只能控制阀门底部口的开闭。吹风油压座板阀、下行煤气油压座板阀、吹风气回收油压座板阀、上行煤气油压座板阀均可采用特制异型三通油压座板阀，也可采用特制异型四通或多通油压座板阀。

将同炉底鼓风箱相连的下行煤气管道及吹风管道由两根改为一根，炉底鼓风箱采用切向接口和下行煤气及吹风共用管道相连，便于二次上吹蒸汽对炉底混合空间的快速彻底置换，并使炉底气化剂在鼓风箱内旋转上升均匀进入炉栅。

采用自动间歇多用途水封，不仅起到在单炉检修时安全检修水封的作用，还起到在正常生产过程中单炉煤气折流旋风除尘、水煤气有效气损失最少、水煤气显热浪费最低的作用。