[实用新型]废锅流程的水煤浆水冷壁气化炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气化炉，具体涉及一种可用于煤化工领域或IGCC发电系统废锅流程中的水煤浆水冷壁气化炉，属于气化炉技术领域。

背景技术

气化炉主要有两种，一种为粉煤气化炉，另一种为水煤浆气化炉。水煤浆是由大约65%的煤、34%的水和1%的添加剂通过物理加工得到的一种低污染、高效率、可管道输送的代油煤基流体燃料；改变了煤的传统燃烧方式，显示出了巨大的环保节能优势。尤其是近几年来，采用废物资源化的技术路线后，研制成功的环保水煤浆，大大提高了水煤浆的环保效益，水煤浆也已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的洁净能源之一。

另外，随着对节能减排和清洁环保要求的日益提高，对煤化工和以煤化工为基础的多联产提出了新的要求：煤间接液化综合能源转换效率≥42%；煤制天然气综合能源转换效率≥56%；煤制烯烃综合能源转换效率≥40%。作为煤化工和多联产的源头，煤气化技术要求具有稳定、清洁、高效的特点，而气流床气化技术具有煤种适应性广、生产强度大、碳转化率高、污染小等优点，代表着煤气化先进技术的发展方向，在工业生产中得到广泛应用。

根据原料的形态，气流床气化技术可分为干煤粉气化和水煤浆气化两种。干煤粉气化技术以Shell为代表，通过喷嘴将煤粉和气化剂喷入由水冷壁包裹的气化室，共同反应产生合成气。干煤粉气化具有合成气有效气成分高、冷煤气效率高的优点，但是煤粉在高压、密相输送过程中呈现出一定的节奏性，会导致燃烧室炉温波动大，进而影响水冷壁的寿命。水煤浆气化技术以德士古和兖矿-华理四喷嘴炉型为代表，这两种气化技术避免了煤粉高压、密相输送不稳定的问题，但其气化室由耐火砖衬里构成，磨损较快，需要定期检修更换，大大增加了检修和运行成本，且耐火砖无法承受过高的操作温度，难以气化高灰熔点的煤，并且耐火砖衬里不能够承受较高温度，耐火砖需要定期检修和更换，影响生产效率。

由清华大学、北京盈德清大科技有限责任公司、山西阳煤丰喜肥业(集团)股份有限公司共同开发的非熔渣-熔渣两段式水煤浆水冷壁气化炉，其申请号为201120404345.5，授权公告号为CN202246596U，名称为“雾化式水煤浆水冷壁气化炉”的中国实用新型专利，原料为水煤浆，并且采用水冷壁结构的气化室，其流程为气化-激冷，即合成气离开气化室后，在底部采用水激冷的方式将其温度降低至200余摄氏度，从气化炉出口进入后续流程。这种炉型兼顾了水煤浆输送稳定和水冷壁耐高温的优点，可燃用价格更低的高灰熔点煤，但是，气化炉底部采用激冷方式将合成气从1300余摄氏度降低至200余摄氏度，大部分显热未充分利用而被浪费掉。 

除此之外，申请号为201120377366.2，公告号为CN202284795U，名称为“全废锅流程气流床气化炉组”的中国实用新型专利，其公开了一种气化炉组，包括气流床气化炉、辐射废锅、对流废锅和套管式水冷连接管，所述辐射废锅包括辐射废锅筒体、渣气进口、滴水檐、内管膜式水冷壁、外管膜式水冷壁、粗合成气出口、渣浴室以及排渣口，并且所述内管膜式水冷壁靠近辐射废锅中心轴线的一侧设置有径向膜式水冷壁，所述对流废锅包括对流废锅筒体、U形列管膜式水冷壁、粗合成气进口和合成气出口，气流床气化炉的渣气出口连接辐射废锅的渣气进口，辐射废锅通过套管式水冷连接管与对流废锅连通。采用本实用新型所述的气化炉组，其整个流程为气化-辐射废锅-对流废锅；其可以采用Texaco、多喷嘴或GSP气化炉，前两者均为耐火砖衬里气化炉，存在不能够承受高温，需要定期检修和更换的不足；并且，换热器为膜式管屏结构，导管为水冷夹套结构，制造复杂；此外，与辐射废锅换热的合成气温度较高，灰渣具有较大的粘性，容易造成受热面的沾污，从而影响设备的正常运行，且辐射废锅造价昂贵。

申请号为200620077714.3，公告号为CN2937134Y，名称为“半废锅式气流床气化炉组”的中国实用新型专利，其公开了一种半废锅式气流床气化炉组，它包括渣、气并流的气流床气化炉、辐射式废热锅炉，气流床气化炉下端出口串接辐射式废热锅炉上端入口，辐射式废热锅炉的气、渣出口分别与气、渣下游装置连接。采用本实用新型所述的气化炉组，其流程为气化-辐射废锅-激冷，即气化室出口的合成气在1300℃时直接进入辐射废锅，回收其部分显热，将合成气温度降低至600-800℃，然后直接进入激冷罐水浴，将合成气温度降低至后续流程可以接受的温度；实施例中表示可以采用Texaco或多喷嘴对置式气化炉，这两种气化炉均为耐火砖衬里气化炉，同样存在耐火砖不能够承受高温，需要定期检修和更换的不足，工作效率不高；与前文相同，辐射废锅造价昂贵，亦容易发生故障进而影响整个设备的运行。