[发明专利]一种折流式煤气化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤气化炉，特别是一种折流式煤气化装置。

背景技术

煤气化是我国洁净煤技术重要组成之一，它不仅可以提高当前的能源利用效率，同时能有效地减少污染的产生。碳转化率是反映煤气化效果的重要指标之一，影响碳转化率的主要因素有原料活性、气化温度、停留时间及碳氧混合强度等。一般地，气化用煤在各项目的前期规划中就已经确定，通过更换活性更优的原料来提高碳转化率的可能性较小，因此改变原料来提高碳转化率一般不予以考虑；气化温度需综合考虑气化效率、熔渣、设备安全性等多种因素，可调范围较较小，因此通过改变气化温度来提高碳转化率也不予以考虑。综上所述，增加反应物料停留时间以及加强物料之间的混合强度，也就成为了影响碳转化率的关键因素。德士古水煤浆气化炉采用的是单喷嘴顶喷方式，由于其操作温度低，物料行程和停留时间较短，碳转化率一般只有95%左右，煤气化对碳的利用率不高，造成了碳的浪费，不符合能源高利用效率的要求。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、操作方便、碳转化率高的折流形火焰气化炉，在该气化炉内反应物料停留时间长，物料的扰动强化反应充分，物料之间的混合强度高，碳转化率高。

本发明的发明内容如下：

本发明的折流式煤气化装置，包括气化炉外壳，所述气化炉外壳的底部设置有排渣口，所述气化炉外壳内设置有气化室，所述气化炉外壳上设置有出气口，所述气化炉外壳的侧壁上设置有至少2个烧嘴，所述气化室内通过烧嘴连通到气化炉外壳外，所述气化室上设置有合成气出口，所述烧嘴的出口端指向气化室内的斜下方，物料从不同烧嘴的出口端交汇于气化室的中心区域。

由于采用了上述结构，气化室为物料的煤气化提供转化空间，气化室设置于气化炉外壳内，气化炉外壳用于安装固定并提供不变的气化室空间；在气化炉外壳的侧壁上设置有至少2个烧嘴，且烧嘴连通气化炉外壳外与气化室内，烧嘴的出口端指向气化室内的斜下方，含碳气化原料、氧气和水蒸汽等物料，可以从气化炉外壳外部通过烧嘴给入到气化室内，并沿烧嘴的出口端交汇于气化室的中心区域，使得从不同烧嘴喷入到气化室内的物料充分混合，并在气化室内发生煤气化反应；气化室上设置有合成气出口，使得气化炉中煤气化反应后所产生的合成气体能够从合成气出口排出气化炉，用于连接后续工艺的装置；由于在气化炉外壳的底部设置有排渣口，物料在气化室内经气化反应后形成的液态渣，液态渣沿炉壁受重力作用往下落于气化炉外壳的底部，气化炉外壳的内底部设置有冷却水浴，该冷却水浴是泵将气化炉外的水输入到气化炉外壳的内底部，然后再排出到气化炉外，使得冷却水浴为流通的循环水浴，便于气化后的液态渣经过水浴的冷却形成固态渣，从而方便将料渣取出；含碳气化原料、氧气和水蒸汽等的物料，在高压作用下从烧嘴给入到气化室内，由于气化炉外壳上的烧嘴之间为相互配合的关系，烧嘴的出口端指向气化室内的斜下方，因此从不同的烧嘴出口端给入到气化室内的物料，能够交汇融合于气化室的中心区域，使得物料形成一个先下行再上行的过程，形成折流形火焰，从而保证物料在气化室内的停留时间长，混合充分，转化率高；气化炉外壳上不同的烧嘴之间为相互配合的关系，可以根据实际的需要，控制物料喷入到气化室内的角度，使得物料沿着烧嘴出口端交汇于气化室中心区域的具体位置不同，所形成的火焰高度也有所不同，物料在气化室内的混合程度以及停留时间亦不同，使得物料尽可能地参与反应，提高碳转化率；由于物料进入到气化室后会扩散膨胀，多个烧嘴的出口端延长线并不是交汇于一点，而是交汇于一个区域内，使得该交汇区域内的物料之间混合的更加的充分。本发明的折流式煤气化装置，结构简单，操作方便，气化炉内反应物料停留时间长，物料之间的混合强度高，碳转化率高。

本发明的折流式煤气化装置，所述气化室包括气化腔和气化通道，所述气化腔的上部是由下向上收拢并与气化通道连接的倾斜段，所述气化腔上部的倾斜段与水平面之间是5°～85°的夹角β，所述烧嘴位于气化腔上部的该倾斜段上，所述气化腔内通过烧嘴连通气化炉外壳外。