[发明专利]设置点火炉头的水冷壁水煤浆气化炉及其气化工艺

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工领域，尤其涉及一种设置点火炉头的水冷壁水煤浆气化炉，本发明还提供该设置点火炉头的水冷壁水煤浆气化炉的气化工艺。

背景技术

煤气化是洁净煤技术的重要组成部分，它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气，既可用于生产化工产品，如合成氨、合成甲醇、合成天然气、合成二甲醚、合成乙二醇等，还可用于煤的直接与间接液化、联合循环发电（IGCC）和以煤气化为基础的多联产等领域。

煤气化工艺主要包括固定床气化、流化床气化、气流床气化。气流床气化是一种并流式气化，它是以水煤浆或者干煤粉作为原料，将其送入气化炉，使水煤浆或者干煤粉在气化炉中燃烧气化，从而完成反应。其中，水煤浆是由煤、水和化学添加剂按一定的要求配制成的混合物，具有较好的流动性和稳定性，易于储存，可雾化燃烧，是一种燃烧效率较高、低污染、较廉价洁净的燃料，具有燃烧稳定、污染排放少等优点。目前，以水煤浆作为原料的气化炉一般都采用耐火砖作为内衬，但是由于耐火砖作为内衬的气化炉具有很多的缺点，比如耐火砖在高温下易受侵蚀，寿命短；对于耐火砖的更换，一方面，耐火砖价格昂贵，频繁更换使得成本提高；另一方面，其更换周期长，而且更换时需要停车、造成生产效率低、成本增加的问题。为了克服这些缺点，人们开始研制水冷壁结构的水煤浆气化炉。

中国专利文献CN2898030Y公开了一种水冷壁式水煤浆气化炉，该水冷壁式水煤浆气化炉包括承压壳体、承压壳体内的炉膛区和激冷管，还包括在承压壳体内的炉膛区设置的水冷壁，该现有技术采用水冷壁结构来代替承压壳体内衬的耐火砖，因为水冷壁内通过流动的水，水温度比耐火砖低得多，尽管炉膛内温度很高，而水冷壁的壁温不会太高，从而使水冷壁的使用寿命较长，保证了气化炉长周期的连续运转，大大较少了维修工作，节省了费用。但是由于水煤浆中含有大量的水分，其本身不易点燃，再加上水冷壁散热较快，炉内无法储存使炉内维持一定温度的热量，从而使得水冷壁结构的气化炉在启动时水煤浆的瞬间点燃比较困难，甚至出现过氧爆炸的危险。

发明内容

本发明通过设置点火炉头解决了现有的水冷壁式水煤浆气化炉在启动时点燃困难的问题，进而提供一种设置点火炉头的水冷壁水煤浆气化炉。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

设置点火炉头的水冷壁水煤浆气化炉，包括炉体；

设置在所述炉体内的气化室，所述气化室内壁为水冷壁；

设置在所述炉体上的水煤浆及气化剂喷嘴安装口、粗煤气出口和排渣口；

还包括点火炉头，所述点火炉头设置在所述炉体的顶部，所述点火炉头的内腔和所述气化室相连通，所述点火炉头上设置有用于安装进料喷嘴和插入点火喷头的喷头安装口，所述内腔为耐火砖砌筑而成。

优选的，所述点火炉头通过法兰和所述炉体连接。

优选的，所述点火炉头的内腔包括燃烧室和与所述燃烧室相连通的喷气通道，所述喷气通道与所述气化室相连通。

优选的，所述燃烧室和所述喷气通道之间的连接处为缩口，所述缩口自所述燃烧室至所述喷气通道逐渐收缩。

优选的，所述喷气通道内径与所述燃烧室内径比为0.2-1.0。

优选的，所述喷气通道内径与所述燃烧室内径比为0.5-0.7。

优选的，所述燃烧室的炉壁采用三层耐火材料复合结构。

优选的，所述水冷壁内侧敷设有一层耐火材料。

优选的，所述水冷壁为盘管或者列管。

优选的，在所述气化室和所述炉体的外壳之间设有隔热室。

优选的，所述隔热室为空腔或在隔热室内填充有保温材料。

优选的，所述水煤浆及气化剂喷嘴安装口为两个或四个或六个或八个，其以所述气化室的轴线为中心，呈对称设置。

优选的，在所述气化室和排渣口之间还设置有激冷室和激冷装置。

本发明还提供所述设置点火炉头的水冷壁水煤浆气化炉的气化工艺，包括以下步骤：

S01：烘炉

在点火炉头的喷头安装口插入点火喷头，在水煤浆及气化剂喷嘴安装口插入水煤浆及气化剂喷嘴，对气化室和点火炉头进行烘炉，使气化室、点火炉头内的温度达到气化室预定烘炉温度、点火炉头预定烘炉温度；

S02：点火

抽出点火喷头，并在点火炉头的喷头安装口装入进料喷嘴，将水煤浆和气化剂投入点火炉头燃烧室，并在点火炉头内点燃；

S03：气化

在点火炉头内点燃的高温物料进入气化炉的气化室里点燃由水煤浆及气化剂喷嘴喷入气化室内的水煤浆和气化剂进行气化反应。