[实用新型]固体燃料气化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种固体燃料与气化剂反应生成合成气的装置，尤其涉及煤的气化装置。

背景技术

固体燃料(主要是煤)气化是燃料利用技术的一个方向，它的任务是把固体可燃物转化为便于燃烧的可燃气体或化工原料——主要成分为一氧化碳和氢气的混合气。

按燃料在气化床层中的流动方式可分为固定床、流化床和气流床三种。气流床气化方式具有单台炉处理能力强、煤种适应性广、碳转化率高和负荷调节性好等优点，代表了今后气化技术的发展方向。

气流床进料有湿法和干法两种形式。水煤浆是湿法进料的主要形式，由于水煤浆反应时首先需要将煤浆中的水全部气化，因此热效率不高，而且反应温度较低，氧耗高。干法进料通过高压气体输送干煤粉，与纯氧或者富氧气体发生反应，主要特点是原料适应性广、冷煤气效率高、碳转化率高。

气流床气化区主要有耐火砖和水冷壁形式。例如，中国专利公开号CN1775920A和中国专利授权公告号CN201065399Y都公开了一种采用耐火材料例如耐火砖的煤气化反应装置。然而，耐火砖结构高温极易损坏，即便正常情况也要一年左右更换一次，更换价格高且影响正常生产；而采用水冷壁形式，如果结构布置合理，可以承受较高的反应温度，使用寿命长，同时副产中高压蒸汽，这种结构可参见中国专利授权公告号CN2700718Y。

反应生成的高温混合物后续处理主要有激冷流程和废锅流程。前述CN1775920A和CN201065399Y都采用了激冷流程，激冷流程需要消耗大量的水，另外也损失了大量的热量，一般只适合于化工原料气的生产。而CN2700718Y则采用了废锅流程，废锅流程可以回收煤气中的余热，但是需要设置单独的废热锅炉，而且热煤气中携带了大量的飞灰给废热锅炉连续运行带来隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种新型的固体燃料气化装置。该装置不仅碳转化率高，而且余能余热回收效果好、水耗低、无污染。

该目的是通过这样一种固体燃料气化装置，该装置气化室和冷却净化室，在所述冷却净化室入口附近设置有第一冷却介质分布器，其用于沿圆周方向向来自气化室的高温合成合气注入低温冷却介质。沿圆周方向注入的低温合成气与来自气化室的高温气固混合物混合后在冷却净化室内部产生圆周方向的旋转。一方面依靠强对流使所述高温合成气中夹杂的液渣迅速降温变为固渣失去粘性，另一方面使得气固混合物中的固体颗粒在离心力的作用下甩向冷却净化室的内壁面，并在重力作用下落到渣水池中。

优选地，所述气化室的内壁采用盘管式水冷壁结构，其中的盘管结构包括主体盘管和出渣盘管。由于采用了分体式水冷内衬结构，可以根据运行的实际情况进行流量等调节，有效保护水冷内衬，因此可以承受较高的气化反应温度，有效提高了气化反应效率，同时增加了气化反应的时间，提高碳的转化率。同时，由于主要冷却环节用水均为闭环循环利用，同时避免采用水激冷方式，因此大幅减少了水的消耗量。

优选地，所述冷却净化室中包括多个水冷壁，并且所述多个水冷壁形成迷宫状的用于冷却除尘的流体通道。流体通道的这种迷宫形状，能够延长合成气的流动路径，充分回收了合成气及灰渣中的余热，实现了能量的梯级利用，不仅节能而且减少了高品质能量损失。

优选地，所述流体通道中还设置有第二冷却介质分布器，其用于向来自气化室的高温合成气沿圆周方向注入低温冷却介质。这种设置有利于进一步使高温合成气降温，并清除其中夹杂的较小固体杂质。

优选地，所述流体通道的横截面积沿合成气的流动方向逐渐增大。通过这样的设置，可以使合成气在冷却净化室中流动的过程中流速不断地降低，由于流速降低，合成气中夹杂的杂质、飞灰更倾向于在重力的作用下逐渐下落到渣水池中，因此更有利于从所述合成气中清除杂质和飞灰。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型的装置进一步说明。

图1(a)是本实用新型的结构示意图；

图1(b)是沿图1(a)中的线A-A的看去的气体分布器的布置示意图；

图2(a)是本实用新型的另一种结构示意图；

图2(b)是沿图2(a)中的线A-A的看去的气体分布器的布置示意图；

附图标记列表：

1.壳体；2.主体盘管；3.出渣盘管；4.锥盘法兰；5.第一冷却介质分布器；6.大法兰；7.第二冷却介质分布器；8.合成气出口；9.第一水冷壁；10.第二水冷壁；11.第三水冷壁；12.渣水池；13.冷却净化室；14.高温合成气、飞灰、固渣；15.高温合成气、飞灰、液渣；16.气化室。

具体实施方式