CN203174054U - 一种富氧气化炉 - Google Patents

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耿哲荣
盖世伟
解巧峰
张海龙
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Abstract

一种富氧气化炉，涉及固定床煤气炉，解决现有气化炉结构不合理的技术问题。本实用新型所述加煤装置的操作机构是气动***；所述炉体的干馏段为钢制外壳，外壳内采用耐火材料隔墙分成四个炭化室，隔墙有垂直通道，四周有环形分布的煤气通道，所述炉体的气化段设水夹套，水夹套平均内径3.6m；所述除灰机构的炉篦由五层塔形炉篦以及底座组成，炉篦层间通风面积0.07～0.484m2，底座外周为不规则推灰形状，上灰斗与底座相连，上灰斗与渣锁相连，炉篦传动机构双侧对称布置。本实用新型用于固定床煤气炉，具有结构合理，操作简单可靠，煤气产量大、热效率高的优点。

Description

一种富氧气化炉
技术领域
本实用新型属于化工过程设备，具体是涉及一种用于原料煤与空气、蒸汽或空气、蒸汽、氧气反应的气化炉，气化后的气体可用于钢厂、铝厂、玻璃厂加热。
背景技术
我国富氧连续气化（固定床煤气炉）始于20世纪60年代末，是在固定床间歇气化炉的基础上发展起来的。主要用于UGI煤气炉，发展四十余年来，炉型没有大的技术进步，仍然是UGI煤气炉的基本设计，流程没有大的变化，自控技术发展到今天，老的工艺也没有明显的变化。
采用氧气+空气为气化剂的富氧煤气炉，运行工艺指标在原空气气化剂基础上均有所提高，具体表现为煤气质量提高（可燃成分含量增加，非可燃成分降低，煤气热值增加），空气流量降低，煤气炉的耗煤量减少，煤气炉操作过程中炉温上升（氧化层温度、出口温度升高），气化强度增加，出灰量减少。
现有技术中，随着富氧气化的气化剂中O2浓度达到50%左右，O2与高温炭的反应是非常剧烈的。用常规的塔形炉篦环形布风，必然造成环中心区温度高，而环边缘区温度低，特别是两个环带之间，形成气化剂死角，气化反应薄弱，烧不透。而环中心区温度高，超过灰熔点，结疤结块。原有气化炉高径比不合适，煤气中CO2含量偏高。加煤机不能平稳连续加煤，出灰机结构复杂，且需要交替间歇出灰。
发明内容
本实用新型的目的旨在克服现有技术的缺点，提供了一种富氧气化炉，解决现有气化炉结构不合理的技术问题。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
一种富氧气化炉，包括：由煤斗、双钟罩式加煤机、扇形阀和操作机构组成的上部加煤装置，由干馏段和气化段组成的中部炉体，由炉篦、炉篦传动、上灰斗和渣锁组成的下部除灰机构，其特征在于：所述加煤装置的操作机构是包括气缸的气动***；所述中部炉体的干馏段为钢制外壳，外壳内采用耐火材料隔墙分成四个炭化室，隔墙有垂直通道，四周有环形分布的煤气通道，所述中部炉体的气化段设水夹套，水夹套内筒为锥形，平均直径3.6m；所述下部除灰机构的炉篦由五层塔形炉篦以及底座组成，炉篦层间各环隙的通风面积在0.07～0.484㎡之间，三至五层炉篦采用分块拼装，二至五层炉篦锥面上装有灰筋，底座外周为不规则推灰形状，上灰斗与底座相连接，上灰斗通过法兰与下面的渣锁相连，炉篦传动机构双侧对称布置。
所述渣锁由上下锥阀组成，上下锥阀通过自动控制***交替打开。
本实用新型与传统气化炉相比，具有以下优点和有益效果：
（1）对煤种的适应性强，具有较高的气化强度，从而提高了热效率；
（2）加煤机采用气动加煤机，可实现自动控制，使操作更加简化可靠，密封性优于其它各种加煤机；
（3）经过改进的炉篦通风量大，布气更均匀，从而使煤气炉产量大、产气平稳；
（4）煤气热值高，热值为1250～1800kcal/Nm3（视氧气通入量和煤种不同而异）；
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
以下结合附图通过较佳实施例对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
如图1所示，一种富氧气化炉，是固定床煤气发生炉，常压气化、固态排渣，自动制气、加煤、出灰，它由上、中、下三部分组成，上部为加煤装置1，中部为炉体2，下部为除灰机构3。
上部加煤装置1由煤斗1.1、双钟罩式加煤机1.3、扇形阀1.4和操作机构组成，所述加煤装置1的操作机构是包括气缸1.2的气动***。
所述加煤装置1的作用是向炉内连续均匀加煤，其工作原理如下：
原煤从煤仓经煤斗1.1流进扇形阀1.4内，然后在经双钟罩式加煤机1.3流入炉膛内。当需要加煤时，①由气动***推动气缸1.2将扇形阀1.4打开，当流入扇形阀中的煤量达到扇形阀壳体容积的2/3时关闭扇形阀；②然后打开双钟罩式加煤机1.3的上阀，待扇形阀中的煤全部流入双钟罩式加煤机的壳体中后，关闭双钟罩加煤机的上阀；③最后打开双钟罩式加煤机的下阀，待双钟罩式加煤机中的煤全部流入炉体中后，关闭双钟罩式加煤机的下阀；至此整个加煤过程完成，进入下一个加煤循环。
中部炉体2由干馏段2.1和气化段2.2组成，所述干馏段2.1为钢制外壳，采用耐火材料隔墙分成四个炭化室，隔墙有垂直通道，四周有环形分布的煤气通道，所述气化段2.2设水夹套，水夹套内筒为锥形，平均内径3.6m，气化炉合适的高径比，提高了气化层中的还原层，使煤气中CO2含量降低。中间隔墙的垂直通道和周围环形分布的垂直通道皆作为底部煤气流出的通道，传热给干馏段内的煤炭，加上底部煤气直接流经干馏层，使干馏层的煤炭得到较完全的干馏。在干馏段和气化段之间设置的探火孔，钎子能在气化段炉膛断面上打渣处理，保证生产的连续性。
下部除灰机构3由炉篦3.1、炉篦传动3.2、上灰斗3.3和渣锁3.4组成，炉篦3.1设在气化炉的底部，它的主要作用是支撑炉内燃料层，均匀地将气化剂分布到气化炉横截面上，维持炉内各层的移动，将气化后的灰渣破碎并排出，所以炉篦是保证气化炉正常连续生产的重要装置。所述炉篦3.1由五层塔形炉篦以及底座组成，炉篦层间各环隙的通风面积在0.07～0.484㎡之间，通风截面在使用过程中，布气均匀炉况稳定，带出物少。三至五层炉篦采用分块拼装，有利于炉篦的更换维修，减小维修成本。二至五层炉篦锥面上装有灰筋，底座外周为不规则形状，起推灰作用，此结构破渣能力强，避免结成大渣块无法排出。本实用新型炉篦具有高产、优质、低耗的功能，炉子工况稳定，灰渣残炭低，带出物少，具有很大的实用价值。
上灰斗3.3与底座相连接，承受由炉篦排下的炉渣重量。上灰斗3.3通过法兰与下面的渣锁3.4相连。
出灰装置的工作原理如下：①.炉渣先由底座落入上灰斗3.3内，当出灰时，打开上灰斗下阀，保持渣锁下阀关闭，上灰斗内的炉渣排入渣锁3.4；然后关闭上灰斗下阀；②.接着打开渣锁3.4下面的另一阀，通过该阀将渣锁内的炉渣排出炉外，最后关闭渣锁下面的锥阀，至此一个出灰循环完成。
所述渣锁3.4由上下锥阀组成，渣锁是将气化炉炉篦排出的灰渣通过上下锥阀交替打开排出炉外，而保证了气化炉的连续运转。
所述渣锁3.4可以不停车下灰和自动连续下灰。富氧气化是连续的，不宜停车下灰，因为每停一次炉，气汽比的调整和气化层的调整都要有一个过程，调整中，最容易出现不平衡而造成工艺波动。
下灰***安全可靠，可严格切断气化剂与灰斗内的灰渣的接触，不漏气；出灰快捷灵活，下灰时间短，可在5min内操作完毕。
炉篦传动机构3.2主要是为了带动炉篦旋转以便加速气化同时排出灰渣。本实用新型采用双侧对称布置传动机构，运行平稳，结构简单。
本实用新型工作原理：
原料煤由加煤装置1自动加入气化炉上部干馏段2.1的炉腔内，富氧气化剂在炉外混合均匀，经由上灰斗3.3的气化剂进口自下而上加入气化炉内，先经炉篦3.1均匀布风进入炉体下部气化段2.2，与下行的碳依次发生氧化还原反应。气化段2.2产生的煤气经耐火砖隔墙和环形通道从下出口送出气化炉，再由后续工艺净化冷却。上部干馏段2.1产生的干馏煤气由上出口送出气化炉，再由后续工艺净化冷却。

Claims (2)

1.一种富氧气化炉，包括：由煤斗（1.1）、双钟罩式加煤机（1.3）、扇形阀（1.4）和操作机构组成的上部加煤装置（1），由干馏段（2.1）和气化段（2.2）组成的中部炉体（2），由炉篦（3.1）、炉篦传动（3.2）、上灰斗（3.3）和渣锁（3.4）组成的下部除灰机构（3），其特征在于：所述加煤装置（1）的操作机构是包括气缸（1.2）的气动***；所述中部炉体（2）的干馏段（2.1）为钢制外壳，外壳内采用耐火材料隔墙分成四个炭化室，隔墙有垂直通道，四周有环形分布的煤气通道，所述中部炉体（2）的气化段（2.2）设水夹套，水夹套内筒为锥形，平均内径3.6m；所述下部除灰机构（3）的炉篦（3.1）由五层塔形炉篦以及底座组成，炉篦层间各环隙的通风面积在0.07～0.484㎡之间，三至五层炉篦采用分块拼装，二至五层炉篦锥面上装有灰筋，底座外周为不规则推灰形状，上灰斗（3.3）与底座相连接，上灰斗（3.3）通过法兰与下面的渣锁（3.4）相连，炉篦传动机构（3.2）双侧对称布置。
2.根据权利要求1所述的富氧气化炉，其特征在于：所述渣锁（3.4）由上下锥阀组成，上下锥阀通过自动控制***交替打开。
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