下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構的製作方法

2023-10-19 06:34:57

專利名稱：下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及煤化工領域，特別地，涉及煤氣流床氣化。
2.
背景技術：
煤氣化是煤的潔淨與高效利用的龍頭和關鍵技術。氣流床氣化是最近幾十年發展起來的新型煤並流式氣化技術，氣化劑與煤粉或煤漿經噴嘴進入氣化室，煤的熱解、燃燒以及氣化反應幾乎同時進行，高溫保證了煤的完全氣化，煤中的礦物質成為熔渣後離開氣化爐。與傳統氣化技術相比，加壓氣流床氣化溫度高、處理能力大、氣體有效成分高、氣化效率高，是未來合成型煤氣化技術發展方向。 目前氣流床煤氣化工藝按煤氣的排放方向，可分為下行式和上行式兩類。如Texaco水煤漿氣化、GSP粉煤氣化、四噴嘴對置氣流床氣化爐、熔渣非熔渣分級氣流床氣化爐和HT航天爐等均採用氣渣同向順流的下行方式。Shell氣化爐、F-T氣化爐和西熱工兩段氣流床氣化爐採用了氣體向上、熔渣向下的上行方式。上行方式的氣流床氣化爐往往採用上行廢鍋流程，產生高壓蒸汽，回收了氣體的部分熱量，但冷煤氣循環量大，增加了循環壓縮能耗。下行方式的氣流床氣化爐往往採用激冷流程，含水煤氣對於後續變換工序有利，非常適合作為化工生產合成氣，但能量未能回收，黑水量大，生化處理難度高。因此開發高熱量回收、低壓縮能耗的下行氣流床氣化爐的氣渣能量同時回收裝置是目前氣流床氣化工藝亟待解決難題之一。
3.

發明內容
本發明的目的就是為了克服現有下行氣流床煤氣化技術存在的不足而提供一種下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，同時回收煤氣和熔渣的熱量、降低循環壓縮能耗，避免黑水二次汙染等優點，可滿足產業部門對氣化爐的要求。本發明的技術方案本發明提供下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，由下行氣流床氣化爐殼體、氣化產物排出口、冷卻室、旋流冷卻套、急冷水霧化噴頭、冷煤氣返回口、側面開縫的中心煤氣管、固體排渣口組成。下行氣流床氣化爐底部中心中心設置氣化產物排出口，下部與冷卻室相連；氣化產物排出口外側設置旋流冷卻套，旋流冷卻套上部接通冷煤氣返回口 ；在氣化產物排出口與旋流冷卻套之間設置有急冷水管和霧化噴頭；冷卻室中心設置側面開縫的中心煤氣管，冷卻室底部側面設置固體排渣口。旋流冷卻套與氣化產物排出口直徑之比為I. 5 I. 8:1，氣化產物排出口長度為50(Tl000mm，旋流冷卻套長度為氣化產物排出口長度的2 3倍。側面開縫的中心煤氣管與旋流冷卻套之間間距為500-1000mm。側面開縫的中心煤氣管直徑與氣化產物排出口直徑之比為0. 5^0. 8:10側面開縫的中心煤氣管沿圓周均勻開有條形縫，條縫寬度為10_50mm，長度為100-400mm,條縫總面積為中心煤氣管截面積的1.5-3倍。
冷煤氣返回口距離冷卻室頂部高度為O-IOOmm.氣化產物排出口與旋流冷卻套之間設置的急冷水管距離冷卻室頂部高度為300-800mm.霧化噴頭為沿激冷水管圓周上均勻布置、大小相同的噴頭。冷卻室高徑比為6 8:1.
4.



圖I是本發明的下行氣流床氣化爐的液渣固體排放結構示意圖。附圖的圖面說明如下1.下行氣流床氣化爐殼體、2.氣化產物排出口、3.冷卻室、
4.旋流冷卻套、5.激冷水管、6.霧化噴嘴、7.冷煤氣返回口、8.側面開縫的中心煤氣管、9.固體排渣口。
5.
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作詳細的介紹圖I所示，本發明所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構由下行氣流床氣化爐殼體(I)、氣化產物排出口(2)、冷卻室
(3)、旋流冷卻套(4)、激冷水管(5)、霧化噴嘴(6)、冷煤氣返回口( 7)、側面開縫的中心煤氣管(8)、固體排渣口(9)組成；下行氣流床氣化爐殼體(I)底部中心中心設置氣化產物排出口(2)，下行氣流床氣化爐殼體(I)底部與冷卻室(3)相連；氣化產物排出口(2)外側設置旋流冷卻套(4)，旋流冷卻套(4)上部接通冷煤氣返回口(7);在氣化產物排出口(2)與旋流冷卻套(4)之間設置有急冷水管(5)和霧化噴頭(6);冷卻室(3)中心設置側面開縫的中心煤氣管(8)，冷卻室(3)底部側面設置固體排渣口(9)。旋流冷卻套(4)與氣化產物排出口(2)直徑之比為I. 5 I. 8:1，氣化產物排出口
(2)長度為50(Tl000mm，旋流冷卻套長度(4)為氣化產物排出口(2)長度的2 3倍。側面開縫的中心煤氣管(8)與旋流冷卻套(4)之間間距為500-1000mm。側面開縫的中心煤氣管(8)直徑與氣化產物排出口(2)直徑之比為0. 5^0. 8:10側面開縫的中心煤氣管(8)沿圓周均勻開有條形縫，條縫寬度為10_50mm，長度為100-400mm,條縫總面積為中心煤氣管(8)截面積的I. 5-3倍。冷煤氣返回口(7)距離冷卻室(3)頂部高度為O-IOOmm.氣化產物排出口(2)與旋流冷卻套(4)之間設置的急冷水管(5)距離冷卻室(3)頂部高度為300-800mm.冷卻室(3)比為6 8:1.下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構工作時，通過旋流冷卻套上部高速旋轉而下的冷煤氣被急冷水管和霧化噴頭噴出的水霧加溼後，與進入冷卻室的粗煤氣和液渣旋流混合換熱，利用水霧的氣化潛熱大幅度降低了冷煤氣的循環量和循環能耗；液渣固化，在旋流冷卻套下部出口氣固分離；粗煤氣由於慣性小攜帶炭黑通過側面開縫的中心煤氣管流出，進入下遊的廢鍋換熱工序和中溫煤氣水洗脫碳黑工序，充分利用煤氣和熔渣餘熱；固體渣從冷卻室底部側面的固體排渣口排出，避免了下行氣流床氣化爐激冷渣產生的黑水難題。
權利要求
1.下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，由下行氣流床氣化爐殼體、氣化產物排出口、冷卻室、旋流冷卻套、急冷水霧化噴頭、冷煤氣返回口、側面開縫的中心煤氣管、固體排渣口組成，其特徵在於下行氣流床氣化爐底部中心中心設置氣化產物排出口，下部與冷卻室相連；氣化產物排出口外側設置旋流冷卻套，旋流冷卻套上部接通冷煤氣返回口 ；在氣化產物排出口與旋流冷卻套之間設置有急冷水管和霧化噴頭；冷卻室中心設置側面開縫的中心煤氣管，冷卻室底部側面設置固體排渣口。
2.根據權利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，其特徵在於所說的旋流冷卻套與氣化產物排出口直徑之比為I. 5 1. 8:1，氣化產物排出口長度為50(Tl000mm，旋流冷卻套長度為氣化產物排出口長度的2 3倍。
3.根據權利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，其特徵在於所說的側面開縫的中心煤氣管與旋流冷卻套之間間距為500-1000mm。
4.根據權利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，其特徵在於所說的側面開縫的中心煤氣管直徑與氣化產物排出口直徑之比為0. 5^0. 8:10
5.根據權利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，其特徵在於所說的側面開縫的中心煤氣管沿圓周均勻開有條形縫，條縫寬度為10-50mm，長度為100-400mm,條縫總面積為中心煤氣管截面積的I. 5_3倍。
6.根據權利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，其特徵在於所說的冷煤氣返回口距離冷卻室頂部高度為0-100_。
7.根據權利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，其特徵在於所說的氣化產物排出口與旋流冷卻套之間設置的急冷水管距離冷卻室頂部高度為300-800mmo
8.根據權利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，其特徵在於所說的霧化噴頭為沿激冷水管圓周上均勻布置、大小相同的噴頭。
9.根據權利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，其特徵在於所說的冷卻室1 徑比為6 8:1。
全文摘要
本發明提供下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結構，由下行氣流床氣化爐殼體、氣化產物排出口、冷卻室、旋流冷卻套、急冷水霧化噴頭、冷煤氣返回口、側面開縫的中心煤氣管、固體排渣口組成。下行氣流床氣化爐底部中心設置氣化產物排出口，下部與冷卻室相連；氣化產物排出口外側設置旋流冷卻套，旋流冷卻套上部接通冷煤氣返回口；在氣化產物排出口與旋流冷卻套之間設置有急冷水管和霧化噴頭；冷卻室中心設置側面開縫的中心煤氣管，冷卻室底部側面設置固體排渣口，充分利用氣化產物餘熱，消除黑水難題。
文檔編號C10J3/52GK102965156SQ20121046568
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月16日 優先權日2012年11月16日
發明者田原宇, 喬英雲, 史偉偉 申請人:中國石油大學(華東)