[发明专利]流化床气化炉及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭气化技术领域，尤其涉及一种流化床气化炉及其用途。

背景技术

目前，在国内煤气化领域常用的煤气化技术可以归纳为三种技术，即固定床(移动床)气化技术、流化床气化技术以及气流床气化技术，每种气化技术又包括不同类型气化炉。固定床气化技术主要有增压鲁奇炉、常压UGI炉(以美国联合气体改进公司“United Gas Improvement Company”命名的煤气化炉)等，要求使用块煤或型煤进行气化。气流床气化技术主要包括干煤粉和水煤浆增压气化技术，代表性炉型有壳牌干粉炉和GE(通用电气公司)水煤浆炉。气流床气化技术要求将煤磨成100微米量级的干煤粉或水煤浆，在氧气等气体输送下，进入气化炉气化。流化床气化技术分常压和增压气化，典型炉型包括增压溫克勒气化炉、增压灰熔聚气化炉和常压恩德气化炉。流化床气化技术主要用来气化亚毫米至10毫米左右的碎煤，碎煤进入气化炉后，在气化剂作用下，流化呈沸腾状态，具有很好的传热传质效果，可以快速完成燃烧、热解、合成气生成等复杂化学反应，生产合成气。流化床气化技术可以气化碎煤、褐煤等低质煤，又不需要复杂的磨煤、制浆系统，因而有独特优势，应用前景广阔。

但是，目前的流化床气化炉都采用固态排渣技术，气化炉内灰渣通过炉底排灰机排出。这种排渣方式要求灰渣松散、不能结疤成大块，否则就会影响气化炉的正常运行，带来的问题，一是限制了气化炉对煤种选择，要求煤灰熔点较高、粘接性弱、活性高，二是限制了气化炉内的气化温度，要求操作温度低于灰熔点100-200℃，因而灰渣中残碳含量较高、合成气中二氧化碳和甲烷含量较高，合成气产率和质量受到影响，对后续合成氨工段也有不利影响。三是在气化炉操作运行上，对煤质变化、运行参数变化比较敏感，使得气化炉运行或生产效率受到影响。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于针对目前流化床气化技术存在的不足，从而提供一种液态排渣的流化床气化炉及其用途。

为了实现上述目的，本发明的一种流化床气化炉，包括炉体、位于炉体上的合成气出口、物料输入管以及气化剂喷嘴，还包括位于炉体上的辅助气化剂输入管和等离子炬，用于对未气化的物料和灰渣中的残碳进行再次气化。

在所述炉体底部设置有熔渣池，所述辅助气化剂输入管以及等离子炬通入所述熔渣池。

所述熔渣池设置有排渣通道，所述排渣通道上设置有排渣塞，所述排渣通道与排渣塞分别包括位于内层的高铬材料层和位于外层的空心球材料层。

所述熔渣池包括水冷金属外壳以及耐火材料衬里。

所述耐火材料衬里包括位于内层的SiC材料层，位于外层的空心球砖材料层以及位于二者中间的含三氧化二铝的高铝砖层。

所述等离子炬位于所述辅助气化剂输入管内部，等离子体气体由所述等离子炬的喷嘴高速喷出，辅助气化剂由等离子炬周围的环形通道喷出。

所述辅助气化剂包括富氧空气-蒸汽气化剂或纯氧-蒸汽气化剂。

所述气化剂喷嘴包括两排，分别为一次气化剂喷嘴和二次气化剂喷嘴。

所述一次气化剂喷嘴位于所述物料输入管下方，所述二次气化剂喷嘴位于所述物料输入管上方。

所述流化床气化炉用于煤的气化，或用于垃圾混合物的气化。

采用上述技术方案，本发明的流化床气化炉，能够有效提高气化炉内温度，拓宽了流化床气化炉煤种适应性，提高了合成气中有效成分含量，降低了二氧化碳和甲烷含量，降低了灰渣中残碳含量，提高了碳转换率和气化效率，提高了气化炉操作运行稳定性和可靠性。本发明的流化床气化炉，具有煤种适应性广、碳转化率高、气化效率高、操作运行可靠等优势。

附图说明

图1为本发明流化床气化炉的结构示意图。

图2为本发明中熔渣池结构示意图。

图3为本发明中辅助气化剂输入管与等离子炬安装示意图。

图中附图标记表示为：

1-炉体；2-合成气出口；3-二次气化剂喷嘴；4-物料输入管；5-一次气化剂喷嘴；6-辅助气化剂输入管与等离子炬；7-熔渣池；8-排渣通道；9-水冷壳体；10-SiC材料层；11-高铝砖材料层；12-空心球砖材料层；13-辅助气化剂输入管；14-等离子炬；15-环形通道

具体实施方式