一種改進的非熔碴－熔碴氣化爐的製作方法

2023-05-13 23:04:11 2

專利名稱：一種改進的非熔碴－熔碴氣化爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可將煤、焦及其它各種含碳化合物氣化，生產含有一氧化碳和氫的粗煤氣的非熔碴—熔碴氣化爐。
背景技術：
現有的可將煤、焦及其它各種含碳化合物，如廢塑料、廢輪胎氣化，生成含有一氧化碳和氫的粗煤氣的氣化爐可分為兩種熔碴氣化爐，非熔碴氣化爐。非熔碴氣化爐建設成本比較低，但能耗大、對煤種質量要求高，因而生產成本高，產成品成本高，但該種氣化爐建設成本低，目前國內小化肥廠均採用這種氣化爐，苛刻的煤種條件和較大的能耗是這些化肥廠產成品成本高的主要原因。近年從外國引進的氣化爐，例如英荷殼牌的粉煤氣化爐是熔碴氣化爐，其優點是對煤種質量要求不高，煤種的選擇性寬，可適應多種煤焦，因此原料成本可大幅度降低，但建設投資比較大，因而產成品的成本也較高。
實用新型內容解決問題本實用新型解決目前氣化爐由於生產成本高或建設投資大而造成產成品成本高的缺陷，提供一種能同時降低建設投資和生產成本因而最終降低產成品成本的非熔碴—熔碴氣化爐。
技術方案本實用新型包括串聯連接的其內溫度低於灰熔點的非熔碴氣化爐體和其內溫度高於灰熔點的溶碴氣化爐體。
所述非熔碴氣化爐體包括耐壓外殼、設置在耐壓外殼內的水冷壁、設置於爐體內的一次燃燒器、與所述一次燃燒器相連的入口管、與水冷壁相連的脫鹽水入口管和蒸氣出口管。
所述一次燃燒器採用氧霧化氣體或非氧霧化氣體，所述非氧霧化氣體為二氧化碳、氮氣、煉廠幹氣和/或焦化幹氣。
所述水冷壁由聯板和聯板上間隔設置的水冷管組成。
所述入口管與粉煤入口管、前氧氣入口管和前蒸汽入口管連通。
所述入口管與水煤漿入口管和前氧氣入口管連通。
所述熔碴氣化爐體包括熔碴爐耐壓外殼、耐火襯裡、粗煤氣出口、設置在熔碴氣體爐體內的二次燃燒器、設置在爐體底部的出碴裝置和冷卻裝置。
所述冷卻裝置為設置在熔碴氣化爐體下部熔碴爐耐壓外殼和耐火襯裡之間的水激冷室及相關循環管路。
所述冷卻裝置包括與所述熔碴氣化爐體連通的起循環冷卻作用的廢熱鍋爐及相關管路。
所述耐火襯裡由耐高溫的迎火面磚與保溫隔熱磚組合而成。
所述出碴裝置包括與熔碴氣化爐體底部相連的破碴機，與破碴機相連的鎖碴罐，與鎖碴罐相連的碴池。
有益效果本實用新型由連通的非熔碴氣化爐體和熔碴氣化爐體構成，非熔碴氣化爐體和熔碴氣化爐體內發生的均是部分氧化反應，即兩個爐體內總的停留時間為反應所需要的停留時間。如果只設非熔碴爐體，那麼加大所述非熔碴氣化爐體體積，保證如上反應的停留時間，即可達到生產合格產成品的要求，但是這樣，對煤種有較高的要求，因而生產成本高。如果只設熔碴氣化爐體，那麼加大所述熔碴氣化爐體的體積，保證上述反應時間，也可達到生產合格產成品的要求。但是，熔碴氣化爐體製造難度大，這樣，加大了建設投資。本實用新型將兩種結構形式有機結合為一體，可以減小單純是熔碴氣化爐體的氣化爐的體積，節省建設成本，即使加上與其連通的非熔碴氣化爐體的成本，本實用新型的建設成本也將低於單純是熔碴氣化爐體的氣化爐的成本，同時本實用新型又保留了熔碴氣化爐體，經過非熔碴氣化爐體的半成品再經過熔碴氣化爐體的高溫反應形成熔碴，可以使本實用新型同樣適用於各種品質的煤種，從而降低了生產成本。故本實用新型不但能降低生產成本，而且能降低建設投資，因而總體上降低了產成品的成本。
本實用新型的一次燃燒器，可採用多種氣體作為霧化氣體。當採用非氧氣體霧化時，可在一次燃燒器區域形成低溫非熔碴區域，起到保護燃燒器的作用。
本實用新型的工作流程是燃料(煤、焦或其它含碳化合物)、氧氣、蒸氣、二氧化碳、氮氣、煉廠幹氣和/或焦化幹氣一起經入口管和一次燃燒器送入非熔碴氣化爐體內，形成1000度左右不超過灰熔點的燃燒區，使燃料在非熔碴氣化爐體內不產生熔碴，而是以「灰」的形式經過二次燃燒器進入熔碴氣化爐體內。在進入非熔碴氣化段內的氣體中，氧氣作為氧化劑，氧氣和/或其它氣體均可作為霧化氣體。在熔碴氣化爐體內，來自非熔碴氣化爐體、含有未燃燃料的氣流與補入熔碴爐內的氧進行部分氧化反應，爐內溫度升至1300度或以上，該溫度一定要高於灰熔點，使燃料在熔碴爐體內形成沿壁流淌而下的熔碴。


圖1是本實用新型一個實施例的結構示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是圖1的B-B剖視圖；圖4是本實用新型另一個實施例的結構示意圖；圖5是本實用新型第三個實施例的結構示意圖；圖6是本實用新型第四個實施例的結構示意圖。
具體實施方式
實施例1見圖1。本實施例的非熔碴氣化爐體1的出口端通過連接管26與熔碴氣化爐體10相連。非熔碴氣化爐體1包括耐壓外殼19、設置在耐壓外殼19內的水冷壁2、設置於爐體內的一次燃燒器24、與所述一次燃燒器24相連的入口管27、與水冷壁相連的脫鹽水入口管6和蒸氣出口管7。其中而壓外殼19為鋼製耐壓外殼，水冷壁2由聯板18和間隔設置在聯板18上的水冷管230構成，見圖2；入口管6與粉煤入口管5、前氧氣入口管3和前蒸汽入口管4連通。連接管26上設置有後氧氣入口管8和後蒸氣入口管9。熔碴氣化爐體10包括熔碴爐耐壓外殼23、耐火襯裡11、粗煤氣出口12、設置在熔碴氣化爐體10內的與非熔碴氣化爐體1的出口通過連接管26連通的二次燃燒器25、設置在爐體底部的出碴裝置和冷卻裝置；其中，熔碴爐耐壓外殼23為鋼製耐壓外殼；耐火襯裡11由高鉻磚20、高鋁磚21、輕質鋁磚22三層磚組合而成，見圖3。冷卻裝置為設置在熔碴氣化爐體10下部熔碴爐耐壓外殼23和耐火襯裡11之間的水激冷室28及相關循環管路，相關循環管路包括黑水出口13、補水口14；所述出碴裝置包括與熔碴氣化爐體10底部相連的破碴機15，與破碴機15相連的鎖碴罐16，與鎖碴罐16相連的碴池17。
本實施例在應用時，含碳化合物、蒸氣、氧氣通過各自的管路由一次燃燒器24進入非熔碴氣化爐體1內，在此區內控制蒸氣和氧氣的比例，使爐體內溫度不超過熔碴溫度。燃燒後的氣體經二次燃燒器25進入熔碴氣化爐體10內，在此區與含碳化合物進一步反應，使爐體內溫度高於熔碴溫度。最後生成的粗煤氣經黑水激冷後送出裝置。
實施例2見圖4。本實施例的入口管27與水煤漿入口管5』和前氧氣入口管3連通。即本實施例由於直接將水煤漿注入非熔碴氣化爐體1內，省去了一個入口管。本實施例的其他構造同實施例1。
實施例3見圖5。本實施例的冷卻裝置包括與熔碴氣化爐體10連通的起循環冷卻作用的廢熱鍋爐29及相關管路，且耐火襯裡11由水冷壁2』代替。在此，粗煤氣出口12設置在廢熱鍋爐29上，熔碴氣化爐體10內的高溫粗煤氣通過粗煤氣管道34引入廢熱鍋爐29內，經廢熱鍋爐29內的循環冷卻管30冷卻後從粗煤氣出口12排出。水冷壁2』通過蒸氣管35和脫氧水入口管36與廢熱鍋爐29內循環冷卻管30連通，脫氧水入口管36與水冷壁2』的連接處為脫氧水入口33，向水冷壁2』內注入脫氧水，脫氧水入口管36與循環冷卻管30的連接處還設置有後脫氧水入口31；循環冷卻管30的另一端與蒸氣管35的連接處還設置有蒸氣出口32。本實施例的其他部分同實施例1。
實施例4見圖6。本實施例的非熔碴與熔碴兩段爐體直接進行垂直聯結，非熔碴爐1位於熔碴爐10的上方。一次燃燒器24的霧化氣體，可採用多種氣體作為霧化氣體，包括氧霧化氣體和非氧霧化氣體，非氧霧化氣體為二氧化碳、氮氣、煉廠幹氣或焦化於氣等後續工藝系統可以接受的氣體。當採用非氧氣體霧化時，可在一次燃燒器24區域形成低溫非熔碴區域，起到保護燃燒器的作用。採用對置方式設置二次燃燒器80於熔碴爐體10內，如圖中所示；二次燃燒器80向爐內送入氧氣。本實施例一次燃燒器24採用環隙結構即中心孔，環繞中心孔的中間環隙和外層環隙。氧氣或非氧霧化氣體通過一次燃燒器24的中心孔進入爐體1內的空間，氣化原料從中間環隙進入，氧氣從外層環隙進入。
上述實施例中，當後續工藝許可時，氧氣均可採用空氣替代。
本實用新型非熔碴氣化爐體1和熔碴氣化爐體10均可設置為兩個或兩個以上。
權利要求1.一種可將煤、焦及其它各種含碳化合物氣化，生產含有一氧化碳和氫的粗煤氣的非熔碴—熔碴氣化爐，其特徵是包括串聯連接的其內溫度低於灰熔點的非熔碴氣化爐體和其內溫度高於灰熔點的熔碴氣化爐體。
2.根據權利要求1所述的非熔碴—熔碴氣化爐，其特徵是所述非熔碴氣化爐體包括耐壓外殼、設置在耐壓外殼內的水冷壁、設置於爐體內的一次燃燒器、與所述一次燃燒器相連的入口管、與水冷壁相連的脫鹽水入口管和蒸氣出口管。
3.根據權利要求2所述的非熔碴—熔碴氣化爐，其特徵在於所述一次燃燒器採用氧霧化氣體或非氧霧化氣體，所述非氧霧化氣體為二氧化碳、氮氣、煉廠幹氣和/或焦化幹氣。
4.根據權利要求2所述的非熔碴—熔碴氣化爐，其特徵在於所述水冷壁由聯板和其上間隔設置的水冷管組成。
5.根據權利要求2所述的非熔碴—熔碴氣化爐，其特徵在於所述入口管與粉煤入口管、前氧氣入口管和前蒸汽入口管連通。
5.根據權利要求2所述的非熔碴—熔碴氣化爐，其特徵在於所述入口管與水煤漿入口管、前氧氣入口管和霧化氣體入口管連通。
7.根據權利要求1所述的非熔碴—熔碴氣化爐，其特徵在於所述熔碴氣化爐體包括熔碴爐耐壓外殼、耐火襯裡、粗煤氣出口、設置在熔碴氣化爐體內的二次燃燒器、設置在爐體底部的出碴裝置和冷卻裝置。
8.根據權利要求7所述的非熔碴—熔碴氣化爐，其特徵在於所述冷卻裝置為設置在熔碴氣化爐體下部熔碴爐耐壓外殼和耐火襯裡之間的水激冷室及相關循環管路。
9.根據權利要求7所述的非熔碴—熔碴氣化爐，其特徵在於所述冷卻裝置包括與所述熔碴氣化爐體連通的起循環冷卻作用的廢熱鍋爐及相關管路。
10.根據權利要求7所述的非熔碴—熔碴氣化爐，其特徵在於所述耐火襯裡由高鉻磚、高鋁磚、輕質鋁磚三層磚組合而成。
11.根據權利要求7所述的非熔碴—熔碴氣化爐，其特徵在於所述出碴裝置包括與熔碴氣化爐體底部相連的破碴機，與破碴機相連的鎖碴罐，與鎖碴罐相連的碴池。
專利摘要本實用新型涉及一種可將煤、焦及其它各種含碳化合物氣化，生產含有一氧化碳和氫的粗煤氣的非熔碴—熔碴氣化爐。本實用新型解決目前氣化爐由於生產成本高或建設投資大而造成產成品成本高的缺陷，提供一種能同時降低建設投資和生產成本因而最終降低產成品成本的氣化爐。本實用新型包括串聯連接的其內溫度低於灰熔點的非熔碴氣化爐體和其內溫度高於灰熔點的溶碴氣化爐體。
文檔編號C10J3/20GK2659895SQ0327978
公開日2004年12月1日 申請日期2003年9月19日 優先權日2003年9月19日
發明者顧大地, 嶽光溪 申請人:顧大地, 嶽光溪, 山西豐喜肥業(集團)股份有限公司