[实用新型]液态连续排渣固定床气化炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气化炉，特别是关于一种液态连续排渣固定床气化炉。

背景技术

气化炉按灰渣排出形态主要分为固态排渣气化炉和液态排渣气化炉两种。液态排渣气化炉主要包括壳牌粉煤气化炉、GSP粉煤气化炉(西门子粉煤气化炉)、航天炉、水煤浆加压气化等气流床气化炉和碎煤熔渣气化炉(BGL气化炉)。传统的熔渣气化炉一般包括气化剂喷嘴、炉衬、熔渣池、燃烧器等关键部件。

气化剂喷嘴是气化炉的关键部件之一，在气化炉使用过程中需要定期对喷嘴进行维护或更换，然而喷嘴的价格比较昂贵，经常更换喷嘴对气化炉的使用成本影响较大。目前，现有的气化炉用气化剂喷嘴分为两种，一种是同时输送含碳燃料和气化剂的喷嘴，另一种是单纯输送气化剂的喷嘴。同时输送含碳燃料和气化剂的喷嘴多用于气流床气化炉，其结构十分复杂，不便于加工和维护，而且由于含碳燃料和气化剂的输送是同时由同一个喷嘴喷入高温气化炉的，含碳燃料和气化剂在离开喷嘴相遇的瞬间即发生燃烧、气化等多种化学反应，放出大量的热量，造成喷嘴的喷头过热，严重影响喷嘴的寿命。此外，由于这些喷嘴将含碳燃料及气化剂同时输送，含碳燃料势必会对喷嘴产生一定的磨蚀作用，尤其是对喷嘴的喷头部位磨蚀严重，造成喷嘴寿命缩短。

单纯输送气化剂的喷嘴有等离子体喷枪等，而等离子体喷枪一般在流化床气化炉的鼓泡气化段炉墙上呈多层布局，每层环状设置多只等离子体喷枪，各等离子体喷枪的喷口指向炉内轴心，同时在等离子体喷枪的间隔中还设置有水蒸汽喷枪，水蒸汽喷枪至少为一只。虽然等离子体喷枪只输送了水蒸气，但由于需要将水蒸汽用电加热到4000℃，电能消耗巨大，不节能，而且如此高温下水蒸气的分解物直接喷射到炉内，容易造成炉内局部温度过高，对气化炉的寿命有不利影响。此外，由于等离子体喷枪呈多层布局，且每层环状设置多只等离子体喷枪，在等离子体喷枪的间隔之间还设置有水蒸汽喷枪，可见在该设备的局部区域即喷嘴数目非常多，严重降低了该设备的强度，不利于该设备在高温高压下稳定运行。

传统熔渣气化炉炉体内的炉衬主要采用高耐火度的耐火砖加捣打料或浇注料结构，即内表面砌筑耐火砖，耐火砖与夹套之间采用捣打料或浇注料。这种炉衬由于在高温区域没有强化冷却结构，耐火砖、夹套烧损严重，导致耐火砖的抗渣侵蚀能力变差，并且极易脱落。随着传统熔渣气化炉运行过程中问题的出现，目前也有对炉衬进行改进，采用复合结构的炉衬，并借鉴高炉运行经验，在高温区增加水冷壁结构。这种复合炉衬的具体结构分为上中下三部分区域：上部区域为二层结构，外层为夹套，内层为碳化硅浇注料；中部区域为三层结构，外层为夹套，中间层为捣打料层，内层为耐火砖层；下部区域为四层结构，外层为夹套，向内依次为捣打料层、水冷壁及耐火砖层。该复合炉衬虽然在高温区域增加了强化冷却的水冷壁，并在水冷壁表面砌筑了耐火砖，但由于水冷壁表面光滑，且水冷壁与耐火砖之间没有牢固连接，耐火砖一旦有裂纹容易传播并导致整体脱落。

在高炉应用上也有采用镶砖结构的水冷壁，即水冷壁上有凹凸槽，耐火砖镶嵌于水冷壁的凹凸槽内。但由于耐火砖一般为脆性材料，凹凸槽处的巨大剪切力很容易造成镶砖的根部断裂，从而造成耐火材料保护层的脱落甚至整体垮塌，效果不理想。此外，目前所应用水冷壁的冷却水管多采用下进上出式，在安装于炉体后，会导致炉体上穿孔过多，影响炉体的密封及安全操作。

传统的熔渣气化炉炉体下部的排渣器主要为倒锥形的熔渣池，熔渣池的内表面自熔渣池的上端朝向熔渣池的下端呈收敛构型，熔渣池的内表面水平坡度为25°～60°。同时，排渣器采取间歇排渣方式，即在炉体与激冷室之间安有压差检测，并与激冷室的放散阀进行联锁。当熔融状态的灰渣在熔渣池内积累到一定高度后，便会有一个确切的压差值，该压差值触动联锁，激冷室的放散阀自动打开，此时激冷室内的压力小于炉体内的压力，熔渣自动排入激冷室。随着熔渣池内液渣量的逐渐减少，炉体与激冷室之间的压差值变小。当压差小到一定值后，再次触发联锁，激冷室的放散阀自动关闭，排渣过程结束。整个排渣过程是通过控制排渣口上下压差来实现，这就要求排渣口不宜过大，由此容易出现排渣口堵塞现象。