[实用新型]一种流化床粉煤气化炉气体分布板

说明书

技术领域

本实用新型属于一种气体分布板，具体涉及一种灰熔聚流化床气化炉反应器和多段分级转化流化床气化炉用气体分布板。

背景技术

分布板是流化床设备的一重要组成部分，它是灰熔聚流化床气化炉和多段分级转化流化床气化炉的一关键部件，它对灰熔聚流化床和多段分级转化流化床的流化以及气化反应器的操作性能都具有决定性的影响。具体而言分布板所起的作用包括：

1）均匀分布气化剂，同时使气化剂通过分布板的能耗最小，使流化床处于稳定，这可以通过调节床高和分布板的开孔率，以及调整预分布器的结构来实现；

2）保证分布板附近形成良好的气固接触条件，以使所有煤焦都处于运动状态，从而消除死区，进而防止分布板附近结渣，影响气化炉操作，这可以通过调节分布板的结构和操作参数给与调节；

3）保证分布板下边缘处物料顺利进入环形管作用区域，使颗粒处于较好的循环状态以及将反应过的煤焦通过环形管处排入上灰斗，从而提高气化炉效率和处理量；

4）促进流体与颗粒间的传热、传质，还能有效地防止边壁区底部出现死区和颗粒在分布板处的粘聚。

中国科学院山西煤炭化学研究所开发成功了“灰熔聚流化床气化过程及装置”（申请号：94106781.5），煤种范围宽（从褐煤到无烟煤），并适合高灰、高硫、高灰熔点煤气化。目前已完成常压日处理量100吨和0.6MPa加压日处理量320吨高硫煤的工业应用，同时在3.0MPa加压中试装置上已完成0.6-2.5MPa无烟煤加压灰熔聚气化实验。但与先进的煤气化技术相比尚存在：1）气化炉规模不够大（目前工业单炉处理量300吨/日）；2）工业装置上因结渣不能长周期运行（单炉可正常运行30天）。同时中国科学院山西煤炭化学研究所正在研发“多段分级转化流化床煤气化的方法及装置”（申请号：201010291577.4），而多段分级转化流化床的下部是以灰熔聚流化床为基础。

实现气化炉的大型化是必然的趋势，气化炉大型化的关键在于灵活设计优质分布板。

现有技术中灰熔聚流化床气化炉使用的分布板结构较为单一，主要部分是一块圆锥气体分布板，圆锥气体分布板上设有均匀分布的气体出口，使气化剂沿垂直于圆锥气体分布板的方向喷出，可以消除死区，防止粉煤落入进气室，同时使得粉煤可以较好的进入环形管区以及射流区，进而使得颗粒处于良好循环状态以及有选择性的分离半焦和灰渣。

    然而通过我们对采用这类分布板的灰熔聚气化炉多年操作实践发现，这类分布板在实际生产时，存在以下问题：

1）易在离圆锥气体分布板上边缘一定距离的炉壁上结渣，连续工业运行时使得渣越结越大，进而被迫停车；

2）在气化炉炉体直径放大及气化炉压力提高的过程中，为使气化炉内达到较好的气固流动状态，所需的流化气气量大，而这部分流化气气量是远大于煤气化过程中所需的气化剂用量，进而造成部分气体的浪费，加大了投资成本，同时造成煤气中有效组分的含量降低.

发明内容

本实用新型的目的是提供一种运行成本低，炉壁无结渣，并且能适用大型流化床粉煤气化炉的带有导向板的气体分布板。

本实用新型的气体分布板是由炉壁，圆锥气体分布板，分布板进气管和气体出口组成，其特征在于圆锥气体分布板呈倒锥状，圆锥气体分布板上端连接过渡连接段下端，圆锥气体分布板下端连接渐缩管上端，渐缩管下端连接环形分离管，过渡连接段上端连接导向变径板下端，导向变径板上端与炉壁连接，圆锥气体分布板上有均匀分布的气体出口，由圆锥气体分布板、导向变径板、渐缩管、环形分离管构成圆柱形进气室，在进气室中有分布板进气管，在圆柱形气室下部有隔热材料。 

如上所述的导向变径板与炉壁的夹角为5°- 40°，导向变径板上边缘与圆锥气体分布板上边缘的距离与气化炉直径的比为0.5 – 2。圆锥气体分布板和导向变径板均有耐火及保温材料构成。

如上所述的圆锥气体分布板的开孔率为0.8% - 9%，孔径为Φ2-6mm，圆锥母线与炉壁的夹角为α=40°-70°,以α=50°为佳，圆锥气体分布板所开的孔与圆锥母线垂直。

    本发明的流化床粉煤气化炉反应器分布板与现有技术的分布板相比有如下优点：

1）根据处理量要求以及煤种要求，可以灵活的调整导向变径板和圆锥气体分布板的大小，从而满足不同用户的需求，使得分布板设计灵活性强，柔韧性强。相比于现有技术流化床分布板，当气化炉内达到较好的气固流动状态时，本发明所需的流化气降低，进而降低了工业成本。