[发明专利]一种气化剂多级供入强旋转煤粉气化装置及其气化方法

权利要求书

1.一种气化剂多级供入强旋转煤粉气化装置，它包括煤粉烧嘴(1)、气化炉体(2)、气化炉膛(3)、合成气通道(5)和渣池(6)，气化炉膛(3)安装在气化炉体(2)内，煤粉烧嘴(1)安装在气化炉体(2)的上端并与气化炉体(2)的气化炉膛(3)连通，合成气通道(5)密封插接在气化炉体(2)的下部，渣池(6)位于气化炉体(2)内的底部，其特征在于：它还包括多个气化剂喷管(7)和两个旋流叶片(9)，煤粉烧嘴(1)在同轴径向方向上由内至外依次开设环形的煤粉通道(10)和环形的气化剂通道(11)，两个旋流叶片(9)分别安装在环形的煤粉通道(10)的近火端和环形的气化剂通道(11)的近火端，多个气化剂喷管(7)沿高度方向密封插装在气化炉膛(3)内，同时，多个气化剂喷管(7)沿气化炉体(2)的圆周方向错列或均匀布置。

2.根据权利要求1所述的一种气化剂多级供入强旋转煤粉气化装置，其特征在于：气化炉膛(3)是由水冷壁围成的回转体。

3.根据权利要求2所述的一种气化剂多级供入强旋转煤粉气化装置，其特征在于：水冷壁包括多根圆管(4)，多根圆管(4)竖直排列围成水冷壁。

4.根据权利要求3所述的一种气化剂多级供入强旋转煤粉气化装置，其特征在于：多个气化剂喷管(7)均沿切向方向密封插装在气化炉膛(3)内。

5.根据权利要求4所述的一种气化剂多级供入强旋转煤粉气化装置，其特征在于：煤粉烧嘴(1)的轴线与气化炉膛(3)的轴线重合。

6.根据权利要求5所述的一种气化剂多级供入强旋转煤粉气化装置，其特征在于：多个气化剂喷管(7)的数量为2个、3个或4个。

7.一种使用权利要求1或6所述的气化剂多级供入强旋转煤粉气化装置的气化方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一：设定气化炉膛(3)内参数；

设定气化炉膛(3)内部压力为0.1～4MPa，气化炉膛(3)的运行温度为1250～1600℃；

步骤二：送入干煤粉；

温度为25～100℃的干煤粉由氮气或二氧化碳携带以旋流方式经煤粉烧嘴(1)上的煤粉通道(9)送入气化炉膛(3)内部，占总量10％～40％的温度为20～400℃的气化剂以旋流的方式经煤粉烧嘴(1)上的气化剂通道(11)喷入炉膛(3)内部，气化剂与煤粉在炉顶区域同向旋转向下混合流动；

步骤三：干煤粉燃烧形成熔渣；

煤粉与气化剂混合气流接触到中心回流区卷吸回来的高温合成气后，被其点燃，在炉膛(3)顶部燃烧形成熔渣；

步骤四：熔渣在气化炉内发生气化反应；

剩余占总量60％～90％的温度为20～400℃的气化剂通过所述侧壁面气化剂喷口(7)以100～200m/s的速度分级切向喷入炉膛(3)，高速的气化剂气流冲入炉膛后形成强烈旋转气流，在离心力的作用下，70％-80％的熔渣被甩到炉壁面形成较厚的渣层，渣层均匀，旋转气流不断冲刷炉膛壁面上的渣层，并与其发生强烈气化反应；

步骤五：排渣；

气化生成的粗煤气通过所述合成气通道(5)流出炉膛(3)，生成的灰渣沿壁面流入渣池(6)，冷却后通过底部排渣口排出气化炉。

8.根据权利要求7所述的使用气化剂多级供入强旋转煤粉气化装置的气化方法，其特征在于：步骤二中送入的干煤粉占输粉气体与煤粉混合物总体积的1％～25％。

9.根据权利要求8所述的使用气化剂多级供入强旋转煤粉气化装置的气化方法，其特征在于：步骤二和步骤四中的气化剂均为氧气和水蒸气。

10.根据权利要求9所述的使用气化剂多级供入强旋转煤粉气化装置的气化方法，其特征在于：水蒸气和氧气的质量比为0～0.4:1。