一種熱壁煤氣發生爐的製作方法

2023-09-15 05:30:30

專利名稱：一種熱壁煤氣發生爐的製作方法
技術領域：
本發明屬於煤氣發生裝置技術領域，尤其涉及一種熱壁煤氣發生爐。
背景技術：
在化肥和甲醇行業多用煤氣發生爐進行制氣。原始的煤氣發生爐的爐壁沒 有水夾套，易發生高溫結渣掛壁問題。現在使用的煤氣發生爐一般設有筒形水 夾套，雖然解決了高溫結渣掛壁問題，但也存在以下缺點
1、 欺火。通過傳熱計算證明，夾套內壁最高溫度是130~140°C，夾套內 水溫120'C，夾套高2——3m。夾套內徑(Z:2610 mm，內壁厚18mm，鋼板導 熱係數40千卡/小時/米/度，無結垢，則每爐內炭層傳給水夾套的熱量為
"^^|^ = 12185扦卡/小時，相當於753kg/h蒸汽。這一計算結果與
——ln-
40 1305
實際情況基本相符。當然實際上是中上部靠近氧化層和高溫還原層部位產汽量 大，下部灰渣層產汽量很少，但夾套內壁最高溫度不會超過140'C是在無結垢 情況下，否則計算出的產汽量會大大超過以上值，與實際情況不符。從而說明 靠近水夾套80-100毫米的炭層的溫度很低，約為300~500°C，根本達不到無 煙煤700。C的著火點溫度，更不用說能與水蒸汽反應製取煤氣。如此眾多達不 到著火點的煤塊進入灰倉形成殘炭，造成煤炭的巨大浪費。另外，空氣氧化劑 經此處沒有和炭起氧化反應，造成煤氣中氧含量高，進而造成後工段變換反應， 水蒸汽消耗增高。而蒸汽氣化劑流經此處沒有和炭起反應造成蒸汽白白浪費。
2、 容易形成露點腐蝕，尤其是下封頭處。
3、 傳統水夾套對內壁來說是外壓容器。外壓容器最危險的破壞是失穩。 當有結垢的情況下內壁溫度會超溫，鋼板強度迅速降低，出現梅花形鼓包或局部鼓包，這就是失穩破壞。僅僅是夾套鼓包倒是小事故，如果夾套內的水進入 高溫炭層將會發生巨大爆炸事故。
為找到一個中間值，使煤氣發生爐既不掛壁，又不致於欺火，帶走爐內炭 層積蓄的寶貴熱量，有的採用提高夾套內的蒸汽壓力來提高夾套內壁溫度。但 由於蒸汽壓力不可能提得很高，克服水冷壁效應的作用也就不很明顯，並且隨 著蒸汽壓力的提高產生失穩破壞的危險性迅速增加。還有的採用雙層夾套來提 高夾套內壁溫度，外層是水夾套，內層是導熱油夾套，可將導熱油夾套內壁溫
度提高到300~400°C。通過計算證明這個辦法確實能大大減少從炭層導出的熱 量。但由於導熱油夾套內的導熱油僅起傳熱作用，不循環，長期運行會結焦和 分解，也可能出現導熱油夾套鼓包和著火爆炸等安全事故。

發明內容
本發明要解決的技術問題就是提供一種既不掛壁、又不欺火的熱壁煤氣發 生爐。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為包括爐壁，所述爐壁的 內側設置有耐熱混凝土構成的導溫隔熱層，導溫隔熱層內設置有上盤管和下盤 管，上盤管和下盤管通過豎嚮導管相連通。
其附加技術特徵為所述導溫隔熱層的內側設置有熱壁；所述的導溫隔熱 層內摻雜有膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和金屬粉等多種無機材料。
本發明所提供的一種熱壁煤氣發生爐與現有技術相比，由上盤管、下盤管 和豎嚮導管構成一個鳥籠結構的水冷壁替代原來的傳統水夾套，且該水冷壁設 置在由一定導熱係數的耐熱混凝土等多種無機材料組成的導溫隔熱層內，導溫 隔熱層的內側設置有耐高溫鋼板等構成的熱壁。使用時，結合爐內溫度分布情 況，通過調整耐熱混凝土內膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和金屬粉等多種無機材料的 導熱係數，使內層熱壁溫度始終維持在400^60(TC之間，使靠近熱壁的爐內炭 層能達到較會產生結疤掛壁現象。熱壁從高溫炭內導出的熱量降為同等高度傳統水夾套導 出的熱量的十分之一以下，使爐內炭層積蓄的用於制氣熱量大大增加，從而使 吹風時間縮短，制氣時間加長，蒸汽分解率提高，煤氣發生爐產量提高。由於 本熱壁煤氣發生爐的鳥籠式水冷壁在外層，設置在導溫隔熱層內，不接觸爐內 高溫炭層和灰渣層，其使用安全係數非常高，即使熱壁燒壞了也不會出安全事 故。且鳥籠式結構也較傳統筒形水夾套牢靠。


圖1為本發明一種熱壁煤氣發生爐的結構示意圖； 圖2為水冷壁的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明一種熱壁煤氣發生爐的具體結構和使用原理做進 一步詳細說明。
如圖1所示，本發明一種熱壁煤氣發生爐包括爐壁1，爐壁1的內側設置 有耐熱混凝土構成的導溫隔熱層2，導溫隔熱層2內設置有上盤管3和下盤管 4，上盤管3和下盤管4通過豎嚮導管5相連通，導溫隔熱層2的內側設置有 耐高溫鋼板等構成的熱壁6。導溫隔熱層2內摻雜有膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和 金屬粉等多種無機材料。如圖2所示，上盤管3、下盤管4和豎嚮導管5構成 的水冷壁為鳥籠式。
煤氣發生爐工作時，向上盤管3、下盤管4和豎嚮導管5構成的鳥籠式水 冷壁內通入水，熱壁6將爐內熱量傳導給導溫隔熱層2，導溫隔熱層2將熱量 傳導給上盤管3、下盤管4和豎嚮導管5，由上盤管3、下盤管4和豎嚮導管5 內的水將熱量帶走。在整個過程中，熱壁6從高溫炭內導出的熱量降為同等高 度傳統水夾套導出的熱量的十分之一以下，使爐內炭層積蓄的用於制氣熱量大 大增加，從而使吹風時間縮短，制氣時間加長，蒸汽分解率提高，煤氣發生爐 產量提高。結合爐內溫度分布情況，通過調整耐熱混凝土構成的導溫隔熱層2 內膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和金屬粉等多種無機材料的導熱係數，使內層熱壁6
5溫度始終維持在400 60(TC之間，使靠近熱壁6的爐內炭層能達到較高溫度， 在氣化反應區達到擴散控制反應溫度90(TC以上，使灰渣中殘炭降到極低，不 會產生欺火現象。同時因為熱壁6溫度不會超過60(TC，不會產生結疤掛壁現 象。上盤管3、下盤管4和豎嚮導管5構成的鳥籠式水冷壁在外層，設置在導 溫隔熱層2內，不接觸爐內高溫炭層和灰渣層，其使用安全係數非常高，即使 熱壁6燒壞了也不會出安全事故。且鳥籠式結構也較傳統筒形水夾套牢靠。
權利要求
1、一種熱壁煤氣發生爐，包括爐壁，其特徵在於所述爐壁的內側設置有耐熱混凝土構成的導溫隔熱層，導溫隔熱層內設置有上盤管和下盤管，上盤管和下盤管通過豎嚮導管相連通。
2、 根據權利要求1所述的一種熱壁煤氣發生爐，其特徵在於所述導溫隔熱層的內側設置有熱壁。
3、 根據權利要求1所述的一種熱壁煤氣發生爐，其特徵在於所述的導溫隔熱層內摻雜有膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和金屬粉等多種無機材料。
全文摘要
本發明屬於煤氣發生裝置技術領域，公開了一種熱壁煤氣發生爐。其主要技術特徵為包括爐壁，所述爐壁的內側設置有耐熱混凝土構成的導溫隔熱層，導溫隔熱層內設置有上盤管和下盤管，上盤管和下盤管通過豎嚮導管相連通；所述導溫隔熱層的內側設置有熱壁；所述的導溫隔熱層內摻雜有膨脹珍珠巖、膨脹蛭石和金屬粉。本發明熱壁煤氣發生爐，將鳥籠結構的水冷壁設置在導溫隔熱層內，不接觸爐內高溫炭層和灰渣層，使用安全係數非常高。內層熱壁溫度始終維持在400～600℃之間，不會產生欺火、掛壁現象。熱壁傳導熱量少，使爐內製氣熱量增加，吹風時間縮短，制氣時間加長，蒸汽分解率提高，煤氣發生爐產量提高。
文檔編號C10J3/20GK101475840SQ20091000101
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月19日 優先權日2009年1月19日
發明者葉龍聲, 張金輝 申請人:張金輝