[发明专利]一种干法加煤渣膜气化炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种干法加煤渣膜气化炉，属于能源化工领域中的煤气化设备技术领域。

背景技术

干煤粉加压气化炉是20世纪末期发展起来的大型粉煤气化技术，它比先前的各种煤 气化技术有着显著的竞争优势。

目前，已经实现工业化的煤气化技术可分为3类，即固定床气化技术、流化床气化技 术和气流床气化技术。气流床气化炉气化温度与压力高、负荷大，煤种适应范围较广，是 目前煤气化技术发展的主流。固定床气化炉和流化床气化炉的气化强度相对较低，不适合 于煤的大规模气化。国外已工业化的煤气化气流床煤气化技术主要有以水煤浆为原料的GE (Texaco)气化技术，以干粉煤为原料的Shell气化技术、Prenflo气化技术、GSP气化技 术等。由于以水煤浆为原料的Texaco气化炉相比Shell炉氧耗高，冷煤气效率低，而它们 的投资基本持平。因此，以干煤为原料的气化炉技术将是未来气化炉发展的主流方向。

现在工业化的几种典型的干煤粉加压气流床炉型有：

(1)K-T气化炉：常压气化，纯氧为气化剂，液态排渣，非全水冷壁结构。大多数运行 的是双炉头四喷嘴，氧耗较高，为回收煤气显热，所需的热交换设备大而且不经济，低压 下的除尘效率也不高。

(2)Shell气化炉：相当于加压的K-T炉，氮气输送干煤粉，纯氧为气化剂，气流上行， 液态排渣，膜式水冷壁结构气化炉。可燃用多种煤，碳转化率高达98％以上，产品中可燃 气含量高，气化产物无焦油等。气化炉生产能力大，可达3000t/d。

(3)GSP气化炉：高压气化炉，下喷式，采用粉煤、氧气鼓风，干煤粉进料，液态排渣， 炉衬采用水冷壁结构。由德国燃料研究所开发，操作压力为2.5～3.0MPa，喷嘴及水冷壁 炉衬寿命长(据称可达5年以上)，可气化多种煤种。

已有的干粉气化炉，其气化过程主要在气化室的空间内进行，我们称之为悬浮气化。 上述三种干粉气流床气化炉的特点是：因为采用液态排渣，气化炉在高温高压条件下运行， 原料煤适应范围较广，碳转化率较高(＞90％)，煤气一般无焦油和酚类，环境污染小。炉 内采用水冷壁，延长了炉内耐热材料的使用寿命。

为了提高了气化炉的碳转化率、冷煤气效率及总热效率，在干粉气化的基础上又发展 了分段式干煤粉气化炉，将气化炉膛分为两段，在下炉膛段约80％的干煤粉与氧气和蒸汽 发生气化反应，在上炉膛段喷入约20％的干煤粉和蒸汽，其与下炉膛段生成的高温煤气进 行热解和气化反应后，可使煤气的可燃成分增加，热值提高，并使高温煤气得到冷却，有 助于煤气中的熔融态灰渣凝固并从煤气中分离出来。但是悬浮气化时，其反应速度取决于 气体的扩散速度，而煤粉与气流之间的相对速度极低，因此，气化强度继续提高难度增加； 而且由于气流床气化炉主要在空间发生气化，该类气化炉的捕渣率难以达到较高的水平； 此外，该类气化炉对煤粉细度有严格要求，制粉系统较为复杂。该类气化炉通常是单一的 气化室，因此，气化炉的启动速度和变负荷调节能力都比较低。

综上所述，固定床和流化床气化炉由于其气化强度低，碳转化率低，不适合大规模的 气化炉；而气流床气化炉由于其采用悬浮气化，气化过程受气化室内的流动状态影响严重， 尤其影响气流床气化的负荷调节比和启动速度，且已有的悬浮气化炉捕渣率低，造成粗煤 气的除尘负荷高；使用水煤浆的液态加煤气化炉，由于大量的液态水随煤粉进入气化炉， 造成气化炉的氧耗高、冷煤气效率低。上述各类气化炉不利于进一步提高气化强度，减小 气化炉尺寸，操作灵活，负荷调节比大，启动速度快，冷煤气效率高，碳转化率高，使用 寿命长，可靠性高等煤气化炉工业追求的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有较高的气化强度，启动速度快、负荷调节比高、捕渣 率高、设备效率高、煤质要求低、冷煤气效率高、能源利用效率高且系统投资低的加压干 法给煤渣膜气化炉。

为达到上述目的，本发明的技术方案为提供一种干法加煤渣膜气化炉，其特征在于， 包括液态排渣装置，液态排渣装置的上侧连通渣池，渣池的上侧连通辐射冷却室下段；辐 射冷却室下段的内部设有捕渣管；辐射冷却室下段的外侧中部连通至少一个渣膜气化装 置，渣膜气化装置为圆柱形，其轴向设有干煤进口，切向设有进风通道；辐射冷却室下段 的上侧经由缩腰连通辐射冷却室上段，辐射冷却室上段连通对流冷却装置的上端，对流冷 却装置的下端连通除尘设备，除尘设备连通净化设备。