[实用新型]一种带屏式辐射废锅的干煤粉加压气化炉

说明书

本实用新型涉及一种带屏式辐射废锅的干煤粉加压气化炉，该气化炉包括气化炉壳体、水冷壁、一段烧嘴、二段烧嘴、辐射废锅、激冷气接口等；干煤粉与氧化介质通过一段粉煤烧嘴进入气化炉一段反应区反应，生成高温合成气，高温合成气进入二段反应区与二段投入的干煤粉及弱氧化介质发生高温裂解及气化反应，进一步生成合成气，同时降低合成气温度；高温合成气与二段水冷壁及屏式辐射废锅换热，产生蒸汽，进一步降低高温合成气温度，减小后续合成气冷却器、除尘器、洗涤塔等设备尺寸；屏式辐射废锅后设置激冷气接入口，向炉内通入激冷气，使气化炉出口合成气温度将至300℃～800℃；在实施过程中，二段投入煤粉和激冷气为可选项。

技术领域

本实用新型属于能源化工技术领域，具体涉及一种带屏式辐射废锅的干煤粉加压气化炉。

背景技术

全热回收干煤粉加压气化技术煤种适应性好、冷煤气效率高、气化热效率高、废水量低、环保性能优良，是现代煤气化技术发展的最主要方向。目前工业应用的全热回收干煤粉加压气化技术中，如SHELL煤气化技术、Prenflo煤气化技术、华能煤气化技术等，SHELL煤气化技术和Prenflo煤气化技术采用一级气化，高温合成气完全依赖激冷气循环来降温，激冷气循环倍率通常达100％～200％，装置运行功耗高，合成气冷却器、除尘器、洗涤塔等设备庞大，运行费和装置投资高昂。华能炉采用两级气化，利用化学反应热对高温合成气激冷，但尚需循环合成气产量约50％的低温合成气进行激冷，且对于反应活性差的煤种，化学激冷的作用将减弱，该技术降低了激冷气量，降低了设备尺寸，但对煤种适应性仍然受到一定限制，设备造价及运行功耗仍然偏高。

高温合成气温度约1500℃，辐射换热强烈。列管屏式换热面表面与高温合成气及携带的液态熔渣温度梯度大，高温灰渣接触换热面表面将快速冷却凝固，不容易产生粘灰结渣等现象。本实用新型基于这一原理，提出一种新型带屏式辐射废锅的干煤粉加压气化炉，进一步扩展干煤粉加压气化技术煤种适应性，提高换热效率、降低或取消激冷气循环量，进一步降低设备尺寸。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种带屏式辐射废锅的干煤粉加压气化炉，实现高温合成气化学激冷、屏式辐射废锅换热、激冷气冷却等多种高温合成气降温手段在气化炉设计和运行中的灵活调节，同时提高了气化炉煤种适应性和运行可靠性。

为了达到上述目的，本实用新型通过如下技术方案实现：

一种带屏式辐射废锅的干煤粉加压气化炉，包括气化炉壳体1，所述气化炉壳体1外壁上部侧面设置有合成气出口16、上联箱接口3和激冷气入口4，下部设置有锅炉水入口9和渣池水入口12，底部设置有渣水出口10；所述气化炉壳体1内自上而下设有依次连接的上联箱2、屏式辐射废锅15、水冷壁5和下联箱8，水冷壁5中部带有水冷壁缩口14、底部为液态渣排出口13，水冷壁缩口14和液态渣排出口13将水冷壁5内部腔体由下至上分成一段反应区I和二段反应区II；多个一段烧嘴7和多个二段烧嘴6分别沿水平方向布置在一段反应区I中部和二段反应区II的中部。

所述的气化炉采用干粉加压气化，气化压力0.5～6.5MPa，反应温度1200℃～1800℃；所述的气化炉采用液态排渣方式；气化炉壳体1作为压力容器承受气化压力，炉内采用水冷壁5结构，避免气化炉壳体1超温。

所述的水冷壁5由水冷管17和鳍片18连接而成，二段反应区II上部设屏式辐射废锅15，锅炉水通过锅炉水入口9进入下联箱8进行分配，使水冷壁5和屏式辐射废锅15的各水冷管流量满足热负荷的要求，换热后的锅炉水或水汽混合物汇聚于上联箱2并通过上联箱接口3送出气化炉。

所述的屏式辐射废锅15由水冷管17和鳍片18连接而成，水冷管17的弯头为直角弯头20，屏式辐射废锅15上部设置激冷气入口4，经冷却后的合成气由合成气出口16送出气化炉，气化炉内底部设置渣池11，渣池水由渣池水入口12送入，凝固后的渣颗粒由固态渣排出口10排出。