[发明专利]应用用于煤气化除渣系统的喷淋装置进行除渣的方法

说明书

一种用于煤气化除渣系统的喷淋装置及其应用方法，本发明涉及一种用于煤气化除渣系统的喷淋装置，它要解决现有带余热锅炉流程的气化炉运行时熔渣落入渣水中形成水蒸气，水蒸气进入气化炉膛影响气化效率的问题。本发明用于煤气化除渣系统的喷淋装置中气化炉的底部开有气化炉下渣口，下降管的一端与气化炉下渣口连通，下降管的另一端与渣池相连通，喷淋环套设在下降管的外围，沿着喷淋环的圆周方向均匀设置有多个喷淋管，每个喷淋管的一端与喷淋环相连通，喷淋管的另一端与下降管相连通，热电偶伸入下降管中并位于喷淋环的上，渣池与给水系统相连。本发明在灰渣进入渣池前进行喷淋降温，减少了水蒸气的产生，有效提高气化效率和合成气品质。

技术领域

本发明涉及一种用于煤气化除渣系统的喷淋装置及应用该装置除渣的方法。

背景技术

我国是“富煤、贫油、少气”的国家，这一特点决定了煤炭将在一次性能源生产和消费中占据主导地位且长期不会改变。煤炭在一次能源生产和消费构成中始终占一半以上。煤炭直接燃烧的使用方式会对生态环境造成严重的污染。煤气化技术是重要的洁净煤技术,利用煤气化技术可以生产工业燃料气、民用燃料气、化工合成原料气、合成燃料油原料气、氢燃料电池、合成天然气、火箭燃料等。当前主要的煤气化技术有移动床(固定床)气化、流化床气化、气流床气化和熔融床气化,其中,气流床气化技术因其气化强度高、单炉生产能力大、煤种适应范围广、碳转化率高等优点已成为煤炭气化技术的主要发展方向。

气化炉的流程可以分为激冷流程和余热锅炉流程。其中激冷流程是将指气化炉膛出来的高温合成气直接被冷却、洗涤后投入使用。余热锅炉流程中合成气从气化炉膛出来后经过余热锅炉进行换热，可以有效回收合成气显热，提高能量利用效率。而文中提到的U型气化炉就是在气化炉膛和余热锅炉这两部分的底部设置水平烟道以连接彼此。气化炉膛、水平烟道和余热锅炉组成一个U形的气化反应区，U形气化可以增大气化反应的空间，延长气化反应时间，能有效提高效率。但是工况波动时可能会发生水平烟道堵塞的情况，影响设备稳定运行。

除此之外，在现有的余热锅炉流程气流床煤气化技术中，熔渣从气化炉膛排出后直接落入渣池，渣水快速吸收大量热量，变成水蒸气沿下降管上行进入气化炉膛。炉膛中引入水蒸气不仅会破坏原本稳定的炉内流场，也会降低气化反应温度，影响合成气品质的同时，造成排渣不畅，堵塞下渣口等问题。

发明内容

本发明是要解决现有带余热锅炉流程的气化炉运行时熔渣落入渣水中形成水蒸气，水蒸气进入气化炉膛影响气化效率、合成气品质及排渣不畅、堵塞下渣口的问题，而提供一种用于煤气化除渣系统的喷淋装置及其应用方法。

本发明用于煤气化除渣系统的喷淋装置包括气化炉、余热锅炉、喷淋系统、给水系统和测温系统，气化炉和余热锅炉之间通过水平烟道形成U形气化反应区，气化炉的底部开有气化炉下渣口，下降管的一端与气化炉下渣口连通，下降管的另一端与渣池相连通；

所述的喷淋系统包括至少一个喷淋环，喷淋环套设在下降管的外围，沿着喷淋环的圆周方向均匀设置有多个喷淋管，每个喷淋管的一端与喷淋环相连通，喷淋管的另一端与下降管相连通，喷淋管与下降管的连通口为喷淋孔；

所述的测温系统包括多个热电偶，热电偶伸入下降管中并位于喷淋环的上部；

所述的给水系统包括进水管、水泵和流量计，进水管的一端与喷淋环相连通，进水管的另一端与喷水水源相连通，喷水水源与进水管之间沿着水流方向依次设置有水泵和流量计。

本发明应用用于煤气化除渣系统的喷淋装置进行除渣的方法按照以下步骤实现：

一、气化炉正常运行时，煤粉与气化剂进入气化炉内，在气化炉内发生气化反应产生合成气和液态熔渣，一部分液态熔渣沉积在气化炉的膛内水冷壁上，沿着水冷壁落下，通过气化炉下渣口和下降管进入渣池；

其余液态熔渣和合成气组成混合气流进入余热锅炉，余热锅炉内混合气流受水冷壁吸热，温度降低，部分混合气流中的液态熔渣沿着水冷壁落下并流回气化炉，通过气化炉下的下渣口进入下降管；