[发明专利]一种旋流喷射水煤浆气化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水煤浆气化装置，具体涉及一种具有旋流喷射水煤浆以及废热回收功能的高效能水煤浆制气的气化装置。

背景技术

目前，煤炭气化技术按照气化炉的形式来划分，主要有三大类：固定床、流化床和气流床。固定床气化存在对原料要求高，生产压力低，环境污染大的问题；流化床气化虽然存在数量较多，但是工程上也存在一定问题，且环境污染较大；气流床气化目前主要应用于煤化工板块，气流床主要特点是原料易得，采用烟煤末，原料价格低廉，最重要的是其生产压力较大，生产强度高，一台炉子可以相当于几十台常压炉，加之纯氧气化，气化效率较高，气流床反应温度高，环保性强，属于煤炭清洁利用技术。

气流床气化按照进料分为水煤浆气流床气化和粉煤气流床气化。目前，水煤浆气化存在的问题是制浆浓度低，煤浆中含水量高，消耗系统部分热量致使有效气产出不高；其次，水煤浆气化绝大部分采用激冷流程，炙热煤气直接用水冷却到250度左右，导致部分的热量没有回收，直接产生低规格的含有酸性气体的无用蒸汽，而蒸汽最终都放入大气中导致环境污染；还有，在水煤浆气流床气化过程中，烧嘴和气化炉流场配合十分重要，在气化炉内反应介质实际停留时间和烧嘴雾化效果直接影响到有效气成分和炭的转化率，目前水煤浆气流床气化流场和烧嘴雾化效果差，影响到进一步提高有效气含量；最后，现有的水煤浆气化装置都存在系统消耗水量大，外排废水多的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种旋流喷射水煤浆气化装置，以解决现有技术中制浆浓度低、烧蚀拱顶砖、流场差、碳转化率低、煤浆雾化效果不好、系统消耗水量大、废热得不到回收等问题。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种旋流喷射水煤浆气化装置，其特征在于，该气化装置包括：一水煤浆制备机构，一与所述水煤浆制备机构的出浆口连通的气化机构，一与所述气化机构的出气口连通的废热回收机构，以及一与所述废热回收机构的排气口连通的洗涤机构；其中，所述气化机构包括一气化炉，所述气化炉的顶部具有倒锥形的煤气出口，所述煤气出口依次连接一激冷机构和一热煤气管；所述气化炉内按照其形状设置有一用于阻绝热量传递的绝热壁，所述绝热壁由所述气化炉的顶部延伸至所述气化炉的下部，且所述绝热壁的下部形成一用于熔渣下流的锥形下渣口；所述气化炉的中部径向设置有若干个贯穿所述气化炉和绝热壁的烧嘴，每一所述烧嘴均与所述水煤浆制备机构连通；所述气化炉的底部为渣池，所述渣池内存在一定液位的激冷水，所述渣池的底部依次安装有一破渣机和一锁斗；所述废热回收机构包括旋风分离器和对流废锅；其中，所述旋风分离器的中部侧面设置有与所述热煤气管连接的煤气进口，所述旋风分离器的顶部通过管道与所述对流废锅的顶部连接；所述对流废锅内设置有换热管，所述对流废锅的下部侧面设置有排气口；所述洗涤机构包括洗涤器、洗涤塔和洗涤泵；所述洗涤器的进口与所述对流废锅的排气口连通，所述洗涤器的出口与所述洗涤塔连通；所述洗涤塔的出水口分成两路，一路为外排水，另一路与所述洗涤泵的进口连通；所述洗涤泵的出口与所述洗涤器连通。

在一个优选的实施例中，所述水煤浆制备机构包括一粗磨机、一细磨机和一煤浆泵；所述粗磨机的出料口分成两路，一路与所述细磨机的进料口连通，另一路与所述煤浆泵连通，所述细磨机的出料口与所述粗磨机的进料口连通；所述水煤浆制备机构采用低阶煤制备高浓度水煤浆的方法制取高浓度水煤浆。

在一个优选的实施例中，在所述绝热壁下方的所述气化炉内设置有一环形的水夹套，所述水夹套的下端封闭，上端敞开；所述水夹套亦与所述洗涤泵的出连通。

在一个优选的实施例中，所述气化炉与所述绝热壁之间设置有一能充入惰性气体的保护夹套，所述保护夹套为所述气化炉内壁与所述绝热壁之间形成的环形封闭套腔。

在一个优选的实施例中，所述烧嘴沿所述气化炉的周向呈偶数对称分布，且每个所述烧嘴与通过该烧嘴的所述气化炉直径水平夹角成0～60°角度。

在一个优选的实施例中，所述气化炉、绝热壁、下渣口、渣池、破渣机和锁斗所处位置为同一条轴线，且呈由高到低垂直布置。

在一个优选的实施例中，所述绝热壁为水冷壁结构或由耐高温材料构成的绝热层。

在一个优选的实施例中，所述激冷机构为激冷环或夹套管，所述激冷环或夹套管的口径与所述气化炉的煤气出口口径接近，所述激冷环或夹套管能顺气流方向沿所述热煤气管旋转喷射激冷水。

在一个优选的实施例中，所述热煤气管在不同高度上安装有若干个激冷水喷头。

在一个优选的实施例中，所述对流废锅内安装有一吹灰机构，所述洗涤器内设置有一文丘里管。