一種能同時處理多種劣質原料的氣化爐結構的製作方法
2023-07-31 19:07:16
專利名稱：一種能同時處理多種劣質原料的氣化爐結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種化工設備領域，具體指ー種能同時處理劣質原料的氣化爐結構。
背景技術：
隨著全球原油的重質化與劣質化，渣油、重油的產量大幅提高，從而不得不建設更多的延遲焦化裝置以獲得更多的輕質燃料，這樣導致高硫、高灰的劣質石油焦和劣質浙青產量的大量増加。另外，大型煉油以及石化企業普遍產生大量的廢氣、廢液、固體廢渣和汙水處理後產生的含碳汙泥，目前對於這些汙染物普遍採用放空、燃燒、焚燒以及填埋的處理方式，不僅對環境造成了極大的危害，同時也造成了資源的極大浪費。另ー方面，清潔油品指標要求不斷提高，為此煉廠需要更多的氫氣對汽油、柴油和潤滑油進行改質和精製，導致氫氣需求不斷上升。現有煉廠的氫氣主要是通過石腦油裂解得到，如今石腦油價格高漲，使得氫氣成本大幅提高。若能利用上述廢棄物氣化制氫，一方面可以對廢棄物進行無害潔淨處理，達到「零排放」，一方面又能回收利用含碳物質等有用原料，變廢為寶，節能降耗，最大 限度地做到節約資源和保護環境，保證企業和社會的可持續發展。劣質原料主要是指煤、固體廢物、廢液、廢氣等或這些原料的混合物。劣質原料可以通過氣化噴嘴加入氣化爐中進行非催化部分氧化反應製備合成氣，進而用於制氫、生產氨、甲醇、液體燃料油等大宗化學品，或用於IGCC電廠發電。如今石油價格高昂，通過不同劣質原料組合生產合成氣或制氫，可較好地實現有限資源的最大化、集約化、綜合利用，同時可以做到降低成本，環境友好。現有的氣化爐結構主要包括爐體，爐體的頂部設有單噴嘴或對置式多噴嘴。所有的原料從該噴嘴中送入爐體內進行氣化。這種氣化爐可以單獨處理劣質原料氣或者處理可以製成具有一定濃度的漿體的原料，包括固體劣質原料和部分廢液。但是該種氣化爐由於只設置了ー個噴嘴，因此只能處理ー種規格原料，不能同時處理多種規格的原料，尤其是無法在處理劣質原料漿的同時處理劣質原料氣；另外，如果エ廠的廢液含有部分不利於製漿的物質使得製得的漿體濃度過低，也不能在這種氣化爐中處理；並且對於不適於製漿的廢液和熱值較低的劣質原料氣，也不能単獨處理。中國專利ZL 200820028282. 6公開了ー種劣質碳氫化合物氣化爐。採用從氣化爐頂部加入劣質混合原料，實現劣質混合原料的綜合利用，但不能単獨氣化難於處理的低熱值廢氣和不易成漿的廢液等廢棄物。中國專利CN 201110094537. 5公開了ー種具有多種噴嘴配置方案的氣化爐。其噴嘴均採用多通道噴嘴，各個噴嘴通入的原料相同，這樣便於調整氣化爐的操作負荷，但不能單獨氣化難於處理的低熱值廢氣和不易成漿的廢液等廢棄物。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種能同時處理多種劣質原料的氣化爐結構。
本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為該能同時處理多種劣質原料的氣化爐結構，包括爐體，所述爐體的頂部設有主噴嘴室，所述主噴嘴室內設有主噴嘴；其特徵在於所述爐體的側壁上沿同一水平周線均勻設有偶數個副噴嘴室，各所述副噴嘴室內設有副噴嘴，並且，各所述副噴嘴的軸線與水平線成-45 45°角。較好的，所述副噴嘴室位於所述爐體直段高度的1/4至3/4處。將副噴嘴室設置在該位置並通過調節副燒嘴角度，使得在通入不同量的氣體或液體原料時，能獲得良好的氣化爐流場結構和混合效果，從而提高氣化效率。上述各方案中，所述副噴嘴室的軸線與所述爐體的軸線相垂直，副燒嘴與副燒嘴室通過法蘭連接。該結構方便設計副燒嘴法蘭形式，從而調整副燒嘴的入射角度 。副噴嘴室的設計原則是在滿足可以同時通入廢氣和廢液的要求下，儘量減少噴嘴數量，從而避免増加系統的複雜性，降低投資。較好的，所述副噴嘴室可以有兩個。所述主噴嘴的軸線與所述爐體的軸線重合。與現有技術相比較，本發明不但可以處理常規原料，而且可以同時處理電廠、煉廠和石化等企業產生的各種汙染物以及不同狀態的劣質原料，既可以實現消除汙染物的目的，又能實現資源的綜合利用，且處理效果能達到環保要求，實現資源經濟利用的最大化。
圖I為本發明實施例的縱向剖視圖；圖2為本發明實施例中主噴嘴的剖視圖；圖3為圖I中A-A的剖視圖。
具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發明作進ー步詳細描述。如圖I至圖3所示，該氣化爐包括爐體1，為承壓爐體，包括爐體直段和位於爐體直段的兩端為半圓形封頭；爐體I的頂部設有主噴嘴室2，主噴嘴3固定在主噴嘴室2內，並且，主噴嘴室2、主噴嘴3和爐體I的軸線重合。本實施例中的主噴嘴採用現有技術中的多通道噴嘴，含有三個進料通道，中間環系通道用於通入含碳原料，中心通道和最外側環系通道用於通入含氧氣體。本實施例中的含碳原料可以是液相、固相或氣相。主噴嘴還可以根據需要採用其它通道數的噴嘴。爐體I的側壁上在1/2高度處同一水平直徑上設有兩個副噴嘴室4，副噴嘴室4的軸線與爐體I的軸線相垂直。兩個副噴嘴室4內分別固定有單通道的副噴嘴5。本實施例中副噴嘴5的軸線與氣化爐的軸線成30°夾角。兩個副噴嘴ー個用於通入廢氣，一個用於通入廢液。副燒嘴與副燒嘴室通過法蘭(圖中未示出)連接爐體I的底部設有與下遊設備相連接的出ロ 6。上述氣化爐的工作原理如下固態、液態或氣態含碳原料與含氧氣體從主噴嘴2的三個通道內進入爐體1，進行氣化反應產生以ー氧化碳和氫氣為主的合成氣，氣化爐的操作壓カ2 lOMpa，操作溫度1200。。 1750 0C ο
電廠、煉廠和石化等企業產生的難以處理的廢氣、廢液等汙染物從兩個副噴嘴51、52通入爐體I中。廢液和廢氣可以從兩個副噴嘴直接通入，也可以從兩個噴嘴分別通入，即一個副噴嘴通入廢氣，另ー個副噴嘴通入廢液。通入的汙染物在高溫下分解、氣化，生產合成氣，同時達到保護環境和資源利用的目的。經爐體I處理後的煤氣和液渣從出ロ 6排出 爐體外，進入下遊設備。該爐體結構可用於多種相態的劣質汙染原料的綜合處理，既可用於煤氣化發電，化工合成系統中，也可用於煉廠制氫。
權利要求
1.一種能同時處理多種劣質原料的氣化爐結構，包括爐體，所述爐體的頂部設有主噴嘴室，所述主噴嘴室內設有主噴嘴；其特徵在於所述爐體的側壁上沿同一水平周線均勻設有多個副噴嘴室，各所述副噴嘴室內設有副噴嘴，並且，各所述副噴嘴的軸線與水平線成-45 45°角。
2.根據權利要求I所述的能同時處理多種劣質原料的氣化爐結構，其特徵在於所述副噴嘴室位於所述爐體直段高度的1/4至3/4處。
3.根據權利要求I或2所述的能同時處理多種劣質原料的氣化爐結構，其特徵在於所述副噴嘴室的軸線與所述爐體的軸線相垂直，所述副噴嘴與所述的副噴嘴室通過法蘭連接。
4.根據權利要求3所述的能同時處理多種劣質原料的氣化爐結構，其特徵在於所述副噴嘴室有兩個。
5.根據權利要求4所述能同時處理多種劣質原料的氣化爐結構，其特徵在於所述主噴嘴的軸線與所述爐體的軸線重合。
全文摘要
本發明涉及到一種能同時處理多種劣質原料的氣化爐結構，包括爐體，所述爐體的頂部設有主噴嘴室，所述主噴嘴室內設有主噴嘴；其特徵在於所述爐體的側壁上沿同一水平周線均勻設有多個副噴嘴室，各所述副噴嘴室內設有副噴嘴，並且，各所述副噴嘴的軸線與水平線成-45～45°角。與現有技術相比較，本發明不但可以處理常規原料，而且可以同時處理電廠、煉廠和石化等企業產生的各種汙染物以及不同狀態的劣質原料，既可以實現消除汙染物的目的，又能實現資源的綜合利用，且處理效果能達到環保要求，實現資源經濟利用的最大化。
文檔編號C10J3/50GK102703130SQ20121009991
公開日2012年10月3日 申請日期2012年4月9日 優先權日2012年4月9日
發明者亢萬忠, 孫志剛, 宋燕, 張麗, 張煒, 李曉黎, 章晨暉, 郭文元, 陳金鋒 申請人:中國石化集團寧波工程有限公司, 中國石化集團寧波技術研究院, 中國石油化工股份有限公司