[发明专利]一种新型固定床熔渣气化反应炉及其造气方法

说明书

技术领域

本发明属于煤化工、焦炭气化领域并涉及到化学工程、化工工艺、化工设备技术，尤其涉及到一种固定床熔渣气化、液态排渣、分级气化的反应炉及其工艺。

背景技术

传统固定床间歇气化炉（UGI）采用固态排渣方式，目前仍是我国氮肥生产的主力炉型，但在单炉处理量、运行成本、煤的适应性、能效与环保等方面越来越不符合行业发展需求；固定床纯氧连续气化也采用固态排渣方式，虽然是对固定床技术发展带来突破，但也需要进一步提高热解气化温度、蒸汽分解率等问题。

目前BGL气化技术采用液态排渣方式，但也存在排渣方式控制复杂，设备制造加工难度大，部分关键设备需要进口，运行可靠性低且投资大，同时由于加压后粗煤气中甲烷含量高，不利于合成氨生产等方面的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型固定床熔渣气化反应炉及其造气方法，从而解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明将固定床传统的固态排渣方式改为液态排渣，由于气化温度高直接导致蒸汽分解率增加，蒸汽消耗降低，碳转化率提高，有效气体含量高，运行能耗低，成本低，且甲烷含量低，原煤适应广，投资省，设备全部国产化，而且维修方便，操作简单易行，达到了安全、环保、节能的要求，具有极高的工程应用和经济运行价值，是对纯氧连续气化技术升级，可以说是固定床技术上质的飞跃。

本发明为了实现上述目的采用如下技术方案：

一种新型固定床熔渣气化反应炉，它包括气化炉炉膛、渣口、燃烧室、激冷室、自动加焦或煤机；

所述气化炉炉膛包括：壳体、炉膛进口、炉膛出口、内衬耐火材料、水冷壁、蒸氧喷嘴、水冷盘管、熔渣池；

所述炉膛进口与自动加焦或煤机的下布料器相连；

所述炉膛出口与粗煤气出口的旋风分离器相连；

所述熔渣池与渣口相连；

所述的蒸氧喷嘴与熔渣池相连；

所述渣口的上端与熔渣池相连，其下端与燃烧室相连；

所述燃烧室上端与渣口的大法兰相连，其下端与激冷室的法兰相连；

所述钟罩与其的壳体相连；

所述燃烧烧嘴与壳体相连，所述视镜与其的壳体相连；

所述激冷室上端与燃烧室下法兰相连；

上激冷室与上渣阀相连，所述上渣阀与下激冷室相连；下激冷室与下渣阀相连；

下渣阀下方为排渣口；

激冷水入口与上激冷室相连；排气口与下激冷室相连；

所述自动加焦或煤机的下布料阀的法兰与气化炉的炉膛进口相连；

上煤斗通过输煤管道与上闸板阀相连，并与溜筛相连进入程序给料阀后入自动加焦或煤机通过下布料阀的上下动作而实现自动加焦加煤。

进一步的，气化炉炉膛、渣口、燃烧室、激冷室、自动加焦或煤机均为分体式结构，采用法兰连接，便于拆装。

进一步的，渣口的耐热渣口材质为耐热性、抗氧化性、抗腐蚀材料。

进一步的，气化炉炉膛的上部为内衬耐火材料、中部为半管式水冷壁，下部采用环形盘管式水冷壁，冷壁内采用除盐水循环冷却保护炉壳，同时配以汽包副产蒸汽。

依据自然循环设计，按照强制循环运行，即便特殊故障无法强制供水，水系统依然可自然循环，保证气化安全停车。

燃烧室的环管、钟罩都是经过多次实验，使燃烧室内形成环形循环气流，流场分布均匀、合理。

进一步的，气化炉的炉膛的蒸氧喷嘴，蒸汽和纯氧实现自动配比及可自动开停，燃烧室内的燃烧烧嘴的燃气和纯氧也能实现自动配比及可自动开停，并设置一键停车按钮，作紧急停车用，以确保本质安全。

进一步的，气化炉可在常压至0.09MPa运行。

进一步的，原料适应性广，可气化无烟煤、烟煤、焦炭、褐煤等。

进一步的，燃烧室的燃气点火采用电子点火装置。

进一步的，蒸氧喷嘴和燃烧烧嘴都产生对冲，能避免高速气流直接冲刷气化炉炉壁，且使气流在炉膛内分布更加均匀，流场分布合理。

进一步的，激冷室分上下二个激冷室，并设计有水循环系统和排气口。

进一步的，所述的蒸氧喷嘴采用水夹套形式进行水冷，且冷却水进口管深入到喷嘴头部，确保冷却水有效流动，保护喷嘴，确保达到长周期运行。

一种新型固定床熔渣气化反应炉的造气方法：