[发明专利]下行气流床气化炉的液渣固体排放结构

说明书

1.技术领域

本发明涉及煤化工领域，特别地，涉及煤气流床气化。

2.背景技术

煤气化是煤的洁净与高效利用的龙头和关键技术。气流床气化是最近几十年发展起来的新型煤并流式气化技术，气化剂与煤粉或煤浆经喷嘴进入气化室，煤的热解、燃烧以及气化反应几乎同时进行，高温保证了煤的完全气化，煤中的矿物质成为熔渣后离开气化炉。与传统气化技术相比，加压气流床气化温度高、处理能力大、气体有效成分高、气化效率高，是未来合成型煤气化技术发展方向。

目前气流床煤气化工艺按煤气的排放方向，可分为下行式和上行式两类。如Texaco水煤浆气化、GSP粉煤气化、四喷嘴对置气流床气化炉、熔渣非熔渣分级气流床气化炉和HT航天炉等均采用气渣同向顺流的下行方式。Shell气化炉、F-T气化炉和西热工两段气流床气化炉采用了气体向上、熔渣向下的上行方式。上行方式的气流床气化炉往往采用上行废锅流程，产生高压蒸汽，回收了气体的部分热量，但冷煤气循环量大，增加了循环压缩能耗。下行方式的气流床气化炉往往采用激冷流程，含水煤气对于后续变换工序有利，非常适合作为化工生产合成气，但能量未能回收，黑水量大，生化处理难度高。因此开发高热量回收、低压缩能耗的下行气流床气化炉的气渣能量同时回收装置是目前气流床气化工艺亟待解决难题之

3.发明内容

本发明的目的就是为了克服现有下行气流床煤气化技术存在的不足而提供一种下行气流床气化炉的液渣固体排放结构，同时回收煤气和熔渣的热量、降低循环压缩能耗，避免黑水二次污染等优点，可满足产业部门对气化炉的要求。

本发明的技术方案：

本发明提供下行气流床气化炉的液渣固体排放结构，由下行气流床气化炉壳体、气化产物排出口、冷却室、旋流冷却套、急冷水管、雾化喷头、冷煤气返回口、煤气出口、固体排渣口组成。下行气流床气化炉底部中心中心设置气化产物排出口，下行气流床气化炉底部与冷却室相连；气化产物排出口外侧设置旋流冷却套，旋流冷却套上部接通冷煤气返回口；在气化产物排出口与旋流冷却套之间设置有急冷水管和雾化喷头；冷却室上部设置煤气出口，冷却室底部中心设置固体排渣口。

旋流冷却套与气化产物排出口直径之比为1.3~2:1，气化产物排出口长度为500~1000mm，旋流冷却套长度为气化产物排出口长度的2~3倍。

冷煤气返回口距离冷却室顶部高度为10-100mm.

气化产物排出口与旋流冷却套之间设置的急冷水管距离冷却室顶部高度为300-800mm.

雾化喷头为沿激冷水管圆周上均匀布置、大小相同的喷头。

冷却室高径比为4~8:1，煤气出口距冷却室顶部高度为100-1000mm.

4.附图说明

图1是本发明的下行气流床气化炉的液渣固体排放结构示意图。

附图的图面说明如下：1.下行气流床气化炉壳体、2.气化产物排出口、3.冷却室、4.旋流冷却套、5.激冷水管、6.雾化喷嘴、7.冷煤气返回口、8.煤气出口、9.固体排渣口。

5.具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的下行气流床气化炉的液渣固体排放结构由下行气流床气化炉壳体（1）、气化产物排出口（2）、冷却室（3）、旋流冷却套（4）、激冷水管（5）、雾化喷嘴(6)、冷煤气返回口（7）、煤气出口（8）、固体排渣口（9）组成；下行气流床气化炉壳体（1）底部中心中心设置气化产物排出口（2），下行气流床气化炉壳体（1）底部与冷却室（3）相连；气化产物排出口（2）外侧设置旋流冷却套（4），旋流冷却套（4）上部接通冷煤气返回口（7）；在气化产物排出口（2）与旋流冷却套（4）之间设置有急冷水管（5）和雾化喷头（6）；冷却室（3）上部设置煤气出口（8），冷却室（3）底部中心设置固体排渣口（9）。

旋流冷却套（4）与气化产物排出口（2）直径之比为1.3~2:1，气化产物排出口（2）长度为500~1000mm，旋流冷却套长度（4）为气化产物排出口（2）长度的2~3倍。

冷煤气返回口（7）距离冷却室（3）顶部高度为10-100mm.

气化产物排出口（2）与旋流冷却套（4）之间设置的急冷水管（5）距离冷却室（3）顶部高度为300-800mm.

雾化喷头（6）为沿激冷水管（5）圆周上均匀布置、大小相同的喷头。

冷却室（3）高径比为4~8:1，煤气出口（7）距冷却室（3）顶部高度为100-1000mm.

下行气流床气化炉的液渣固体排放结构工作时，通过旋流冷却套上部高速旋转而下的冷煤气被急冷水管和雾化喷头喷出的水雾加湿后，与进入冷却室的粗煤气和液渣旋流混合换热，液渣固化，在旋流冷却套下部出口气固分离；固体渣从冷却室底部中心的固体排渣口排出；粗煤气由于惯性小携带炭黑向上流动，从冷却室上部的煤气出口流出进入下游的废锅换热工序和中温煤气水洗脱碳黑工序，充分利用煤气和熔渣余热，利用水雾的气化潜热大幅度降低了冷煤气的循环量和循环能耗，避免了下行气流床气化炉激冷渣产生的黑水难题。