[发明专利]一种水冷气化炉

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，具体的说，是涉及由固态含碳物料生产发生炉煤气、水煤气以及合成气的水冷气化炉。

背景技术

目前国内煤气化工业正在蓬勃发展，许多先进的煤气化技术都已进入国内，结合我国能源特点，煤的洁净与高效利用在我国极为重要，是当今我国能源与环境保护领域的重要技术课题，也是我国国民经济持续发展的关键技术之一。而煤气化技术中气化炉是最为关键的设备，大部分煤化工项目都需要经历煤炭经气化炉转化为合成气这一环节，为此众多的科技人员研究、开发了各种类型的气化炉。

目前采用的气化技术中，按照原料分，主要有采用水煤浆为原料的气化炉和采用煤粉为原料的气化炉两类。其中，有代表性的采用水煤浆为原料的气化炉有德士古(Texaco)气化炉和华东理工大学的多喷嘴对置式气化炉；而采用煤粉为原料的气化炉有谢尔(Shell)气化炉和GSP/CHOREN气化炉。

德士古气化炉运行较好，但水煤浆对煤种要求较高，国内很多地区的煤种不适用，另外，国外的技术专利费也相对较高。

华东理工的多喷嘴对置式气化炉由于激冷室仅采用了下降管形式，在实际运行中出现激冷水水量不足不能形成均匀水膜保护下降管的现象，最终导致下降管受热超温变形，严重时甚至会烧穿下降管。

谢尔气化炉中煤气与液渣呈反向流动，即煤气向上，液渣向下。其缺点有三，其一，熔融的渣因无热煤气相随，极易凝固而堵塞出渣口；其二，悬浮在煤气流中的细小煤渣要经过较长的管道，且改变流动方向，才能进入下游设备进行余热回收或气固分离，管道及下游设备极易堵塞，两者都会缩短操作周期，其三，由于采用废锅流程，气化炉及废热锅炉的结构过于复杂，加工难度大，投资过高。

GSP/CHOREN气化炉技术加料过程复杂，环节较多，投资高，输送过程易发生堵塞事件，影响装置运行，气化炉燃烧室采用螺旋绕管型式，流体阻力高，具有加工工艺难度大，换热管不宜清理的缺点。

发明内容

本发明要解决的是现有气化炉由于结构上一些缺陷导致工艺气流通不畅、渣口易堵塞、内件损坏率高、投资比较大、适用范围窄等技术问题，提供了一种结构改进的水冷气化炉，使得高温煤气和炉渣并流且向下流动，经过水冷环进入激冷室，再经过出气冷却系统进入下一道工序。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种水冷气化炉，包括炉壳围成的炉体，所述炉体顶部封头设置有烧嘴，底部封头设置有排渣口，所述炉体由上部的气化室和下部的激冷室构成，所述激冷室在所述炉壳内侧设置有水夹套；所述激冷室的入口处设置有外部进水的环形水冷管，所述环形水冷管布置于所述气化室的锥段下方，所述环形水冷管内环壁上均布有喷孔；所述激冷室的液面以下设置有一端为气体出口的出气集合管，所述出气集合管上面连接有位于所述液面以上的出气冷却系统；所述出气冷却系统包括与所述出气集合管通过法兰连接的夹套水管，所述夹套水管的一侧设置有冷却水进口，所述夹套水管的顶部通过支撑管连接有伞状的夹套罩，所述夹套罩顶部设置有喷水口。

所述烧嘴是中心腔体设置有开工喷枪的组合式旋混烧嘴，所述组合式旋混烧嘴分别设置具有多个切向旋转进口的原料通道和具有多个切向旋转进口的气化剂通道，所述组合式旋混烧嘴外部设置有螺旋冷却管，所述螺旋冷却管底部设置有冷却腔体。

所述喷水口上方设置有通过肋板安装在所述夹套罩上的防冲刷板。

所述防冲刷板表面设置有耐磨抗高温材料层。

所述炉体底部设置有渣水出口。

本发明的有益效果是：

(一)由于环形水冷管布置于气化室的锥段下部，因此其锥段结构可以有效的保护环形水冷管，同时，还能防止高温烟气夹带未反应完成的颗粒堵塞环形水冷管的喷孔。

(二)本发明的气化炉以出气冷却系统替代普通气化炉下降管、上升管的结构，加之激冷室采用水夹套形式替代了之前的堆焊结构，延长了设备稳定运行时间，在保护设备的同时也大大降低投资。

(三)本发明的气化炉通过增大激冷室入口，有效降低合成气流速；当气化炉处于高负荷运行时，或者炉温偏高时，均能使气化炉发气量迅速增大，从而气速增大，造成液面波动较大，运行不平稳；而降低气速可有效地减轻气体的冲蚀，防止渣口堵塞，同时，还能保证气化炉液位的稳定。