[发明专利]干粉气化炉

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化技术，尤其是涉及一种干粉气化炉。

背景技术

传统的多喷嘴结构的气化炉有两种类型：一种类型是在气化炉的直管段的下部设置四个对喷喷嘴，气体上行、灰渣下行，另一种类型是从气化炉的直管段的上部设置四个对喷喷嘴。但是，上述传统气化炉内存在的问题是煤种波动时易出现渣口堵塞。并且，传统气化炉的炉体为耐火砖结构，煤种适应性差，不能气化高灰熔点的煤，气体下行、灰渣沿炉壁下行，但是在煤种波动时，也易出现渣口堵塞。此外，传统气化炉的气化效率低，碳转化率和水蒸气的分解率低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种干粉气化炉，所述干粉气化炉的气化效率和碳转化率高。

根据本发明实施例的干粉气化炉，包括：炉体，所述炉体内具有气化室；顶部喷嘴，所述顶部喷嘴设在所述炉体的顶端，所述顶部喷嘴用于从所述气化室的顶部向所述气化室内喷射粉煤、氧气、蒸汽或燃料气和氧气，所述顶部喷嘴内设有点火棒；和侧部喷嘴，所述侧部喷嘴设在所述炉体的侧部，用于从所述气化室的侧部向所述气化室内喷射粉煤、氧气和蒸汽。

根据本发明实施例的干粉气化炉，通过在炉体的顶部设置顶部喷嘴且在炉体的侧部设置侧部喷嘴，构成了顶喷加侧喷的混喷模式，由此提高了气化室内的撞击流，由撞击流产生的流体行为和流场结构有利于粉煤的雾化和弥散，增强了粉煤与氧气、蒸汽的混合效果，提高了热质传递速率，延长了粉煤颗粒的平均停留时间，从而大大提高了粉煤中碳的转化率，降低了灰渣中的可燃物含量，增加单位质量粉煤的发气量、有效气成分和蒸汽的分解率。

根据本发明实施例的干粉气化炉，炭的转化率可达99％以上，水蒸气的分解率可高达80％以上，具有显著的气化效率，可广泛应用于现有煤气化技术领域内。

另外，根据本发明实施例的干粉气化炉还具有如下附加技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述顶部喷嘴具有多层第一套管结构，所述多层第一套管结构限定出用于喷射所述粉煤的第一粉煤喷射通道，用于喷射所述氧气和蒸汽的第一氧气和蒸汽喷射通道以及用于喷射燃料气/二氧化碳的喷气通道。

在本发明的一个实施例中，所述干粉气化炉还包括第一混合器，所述第一混合器与所述顶部喷嘴相连，用于将所述氧气和蒸汽混合后供给到所述第一氧气和蒸汽喷射通道。由此，在进入干粉气化炉之前，氧气和蒸汽已经充分混合均匀，在通入干粉气化炉的气化室后可与粉煤充分接触反应，提高了热质传递速率，延长了粉煤颗粒的平均停留时间，从而显著提高碳转化率。

在本发明的一个实施例中，所述第一氧气和蒸汽喷射通道还用于喷射开工氧气。

在本发明的一个实施例中，所述侧部喷嘴具有多层第二套管结构，所述多层第二套管结构限定出用于喷射所述粉煤的第二粉煤喷射通道，用于喷射所述氧气和蒸汽的第二氧气和蒸汽喷射通道。

在本发明的一个实施例中，所述干粉气化炉还包括第二混合器，所述第二混合器与所述侧部喷嘴相连，用于将所述氧气和蒸汽混合后供给到所述第二氧气和蒸汽喷射通道。

由此，通过在炉体的顶部和侧部分别设置顶部喷嘴和侧部喷嘴，大大提高了气化室内的撞击流，从而强化了粉煤与气化剂的混合效果，有效降低了灰渣中可燃物的含量，提高碳转化率和水蒸汽的分解率。

在本发明的一个实施例中，所述侧部喷嘴为多个，所述多个侧部喷嘴沿所述炉体的周向间隔设置，且所述从多个侧部喷嘴分成多对，每对侧部喷嘴在所述炉体的径向上彼此相对。多对侧部喷嘴采用沿炉体径向对称设置的方式还能进一步提高粉煤与气化剂的混合效果，从而最大限度地提高干粉气化炉的产能效率，改善输出气质的质量。此外，通过设置多个侧部喷嘴，从而使干粉气化炉操作负荷具有很强的可调幅能力，大大提高单炉的生产能力。

在本发明的一个实施例中，所述炉体包括炉壳和设在所述炉壳内的水冷壁，所述水冷壁为膜式壁。由此在干粉气化炉正常工作时，水冷壁内壁可形成渣保护层，这层保护层可保护水冷壁不受侵蚀，避免了因高温、熔渣腐蚀以及开停车产生应力对水冷壁的破坏而导致干粉气化炉无法长时间运行，提高了生产效率，同时，干粉气化炉采用这种水冷壁结构还能大大提高对煤种的适应性，可气化高灰熔点的煤，且在气化过程中，气体下行、灰渣沿气化室的中心下行，在煤种波动时，气化室下部的出渣口也不会出现堵塞的情况，从而大大提高了干粉气化炉的实用性和工作效率，避免频繁停车清理出渣口。