CN103074114A - 一种低压干煤粉气化炉 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低压干煤粉气化炉，属于气化炉技术领域。其包括金属外壳体、衬里、气化室、位于气化炉下部一侧的合成气出口、位于气化炉底部的干排渣口，所述气化室的顶部设有煤粉喷嘴，所述气化室内壁设有水冷管、上端设有上冷激环、下端设有下冷激环，所述气化炉的炉堂内直径为3～10米，所述合成气出口下部直接连接干排渣口。本发明由于采用上述结构，同现有技术相比具有气化压力低、冷却效果好、造价低、故障率低、节能环保的优点。

Description

一种低压干煤粉气化炉
技术领域
本发明涉及气化炉技术领域，特别是涉及一种干煤粉气化炉。
背景技术
煤的洁净与高效利用是当今世界能源与环境保护领域中的重大技术课题，也是我国国民经济持续发展的关键技术之一。煤气化是将一次能源转化成洁净的二次能源的主要途径，其产品为燃烧气（煤气）、合成气、还原气、氢气、一氧化碳。煤的气化技术在合成氨、纯一氧化碳的制备、纯氢气的制备等领域得到了广泛的应用，而气化炉则是煤气化的关键设备。现有的干煤粉气化炉，均是高压外壳内置水冷壁隔热的方式，采用以渣抗渣熔融排渣、水浴出渣的繁杂工艺，设备造价高、故障率高，且易产生污水、煤焦油污染环境。
发明内容
    本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种气化压力低、冷却效果好、造价低、故障率低、基本无污染的干煤粉气化炉。
本发明低压干煤粉气化炉，包括金属外壳体、衬里、气化室、位于气化炉下部一侧的合成气出口、位于气化炉底部的干排渣口，所述气化室的顶部设有煤粉喷嘴，所述气化室内壁设有水冷管、上端设有上冷激环、下端设有下冷激环，所述气化炉的炉堂内直径为3～10米，所述合成气出口下部直接连接干排渣口。
所述气化室中反应区的火焰直径为1～2.5米，炉堂内直径与火焰直径的比值为3～10。 
所述水冷管的上、下两端连接有汽包，所述水冷管间距为100～150毫米，所述水冷管为光管、螺旋管、翅片管或膜氏壁管。
所述气化炉下端设有支撑架，支撑架固定在气化炉金属外壳体上。
所述煤粉喷嘴为一个或多个。
所述衬里为耐火砖、隔热砖及保温棉。
本发明低压干煤粉气化炉（低压设备），工作压力为0.05～1.27MPa,采用金属外壳，金属外壳通常为普通钢板，以保温隔热材料和高强耐磨材料为衬里，以水冷管辅助降温，气化炉顶部设置干煤粉喷嘴，干煤粉用氮气、二氧化碳输送，氧气（或富氧空气）、水蒸汽作为气化剂，煤粉、氧气、水蒸汽经煤粉喷嘴喷入炉内燃烧气化反应，形成一定直径的柱状高温区，随着炉堂直径方向扩大，分A-E五个区，炉内温度分布为A区1600℃、B区1450℃、C区1300℃、D区1150℃、E区1000℃，火焰燃烧反应外轮廓线中，Φ1是反应区的火焰直径，Φ2是炉堂内有效直径，A、B两区是煤粉反应高温区，灰渣是熔融状态，C、D、E区温度逐步降低，使熔融状态的煤渣（或灰渣）逐步变为固态渣，Φ1的直径范围为1～2.5米，Φ2直径范围为3～10米，Φ2/Φ1的值为3～10，在气化室下中下部设下冷激装置，主要功能是用冷激水、水蒸汽或冷煤气降温，使炉堂中心处的气体降至1000℃以下，使熔融灰渣变为固体灰渣。
本发明低压干煤粉气化炉中心燃烧气化的高温区与炉内周边冷管区间距大，形成温度递减区，使高温熔融粘结灰渣变成温度低的固态灰渣这一原理，和中下部采用冷激降温方式（如冷激水、水蒸汽或冷煤气）使下部中心区域灰渣变成固态灰渣是本技术的核心之一；低压气化（工作压力为0.05～1.27MPa）是本技术的核心之二。
本发明与现有技术相比，具有气化压力低、冷却效果好、造价低、故障率低、节能环保的优点。
附图说明
图1是本发明低压干煤粉气化炉的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示：1.煤粉喷嘴，2.煤粉燃烧反应区外轮廓线，3.上冷激环，4.金属外壳体，5.衬里，6.冷管，7.下冷激环，8.支撑架，9. 合成气出口，10. 干排渣口，11.汽包。
其包括金属外壳体、衬里、气化室、位于气化炉下部一侧的合成气出口、位于气化炉底部的干排渣口，所述气化室的顶部设有煤粉喷嘴，所述气化室内壁设有水冷管、上端设有上冷激环、下端设有下冷激环，所述气化炉的炉堂内直径为8米，所述合成气出口下部直接连接干排渣口。水冷管的上、下两端连接有汽包，衬里为耐火砖、隔热砖、保温棉，煤粉喷嘴为一个，气化炉下端设有支撑架，支撑架固定在气化炉金属外壳体上。

Claims (6)

1.一种低压干煤粉气化炉，包括金属外壳体、衬里、气化室、位于气化炉下部一侧的合成气出口、位于气化炉底部的干排渣口，所述气化室的顶部设有煤粉喷嘴，其特征在于：所述气化室内壁设有水冷管、上端设有上冷激环、下端设有下冷激环，所述气化炉的炉堂内直径为3～10米，所述合成气出口下部直接连接干排渣口。
2.根据权利要求1所述的低压干煤粉气化炉，其特征在于：所述气化室中反应区的火焰直径为1～2.5米，炉堂内直径与火焰直径的比值为3～10。
3. 根据权利要求1或2所述的低压干煤粉气化炉，其特征在于：所述水冷管的上、下两端连接有汽包，所述水冷管间距为100～150毫米，所述水冷管为光管、螺旋管、翅片管或膜氏壁管。
4.根据权利要求1或2所述的低压干煤粉气化炉，其特征在于：所述气化炉下端设有支撑架，支撑架固定在气化炉金属外壳体上。
5.根据权利要求1或2所述的低压干煤粉气化炉，其特征在于：所述煤粉喷嘴为一个或多个。
6.根据权利要求1或2所述的低压干煤粉气化炉，其特征在于：所述衬里为耐火砖、隔热砖及保温棉。
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