[实用新型]水冷壁拱顶及包括其的热壁式气化炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热壁式气化炉的拱顶，具体涉及一种热壁式气化炉的水冷壁拱顶；此外本实用新型还涉及一种热壁式气化炉。

背景技术

在能源短缺与环境污染日益严重的今天，如何更充分地回收利用能源、变废为宝以及节能降耗，是目前石油、煤化工领域面临的重要课题。对于煤、石油焦、沥青、焦炉气等碳氢化合物来说，将其通过部分氧化反应生成合成气，再将生成的合成气用于制氢、生产氨、甲醇、液体燃料油等大宗化学品是一种常见的处理方式。气化炉是气化转化固态、液态或气态碳氢化合物生成合成气的关键设备，由于在高温高压下运行，气化炉的耐火衬里很容易产生蚀损，影响装置的运行效率。

目前的热壁式气化炉多为全热壁式结构，不同部位的耐火砖均受到气化物料的侵蚀影响。气化炉拱顶温度较高且不易控制，容易出现耐火砖烧损、脱落等导致超温，影响气化炉的安全稳定运行，气化炉连续操作周期短。

专利ZL 200820028282.6中公开的气化炉在气化炉承压外壳外侧增设一个水冷墙，能够转移拱顶的热量避免超温，但是没有从根本上解决拱顶耐火衬里易损坏剥落造成气化炉拱顶超温的难题，依然制约着气化炉的安全稳定运行。

专利ZL 200620034039.6公开了一种水冷壁式水煤浆气化炉，其炉膛耐火衬里全部采用水冷壁，避免了使用耐火砖衬里的蚀损问题，但其炉膛的蓄热能力较热壁式气化炉也是大大的减少，对水煤浆气化来说存在熄火的安全生产隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中的问题，提供一种热壁式气化炉的水冷壁拱顶，解决气化炉拱顶超温的问题，从而保证气化炉稳定运行，降低气化炉的维护成本。

为实现上述目的，本实用新型采取了如下的技术方案：

本实用新型提供了一种热壁式气化炉的水冷壁拱顶，所述水冷壁拱顶呈钟形或半球形或倒锥形，包括耐火层和水冷壁盘管。所述耐火层位于所述水冷壁拱顶的向火面，所述水冷壁盘管盘绕在所述耐火层外部，所述水冷壁盘管的入水口和出水口分别连接对应的冷却水管。

优选地，所述水冷壁盘管为1-4根，这些水冷壁盘管可并排缠绕，超过4根水冷壁盘管会导致水冷壁盘管的管径过小，不利于传热。进一步优选所述水冷壁盘管螺旋盘绕在所述耐火层外部，其公称直径为15mm-50mm，螺距为2mm-10mm，例如公称直径为20mm、25mm、30mm、35mm、40mm或45mm，螺距为4mm、6mm或8mm。优选所述水冷壁盘管以所述水冷壁拱顶的中轴线为轴，在所述耐火层外部周向盘绕而成。

优选地，所述水冷壁盘管外部设有保温层，可以减少拱顶对于外部的热辐射，同时利于蓄热。

优选地，所述耐火层为碳化硅涂层。

优选地，所述水冷壁拱顶的向火面固定有抓钉，所述抓钉由能够耐受所述气化炉中高温的不锈钢制成，呈Y形、V形、L形或柱形。

优选地，所述水冷壁盘管内冷却水的压力比气化炉内的压力大1-10bar，这样的话，万一水冷壁盘管被烧穿，气化炉内的粗煤气也无法进入到水冷壁盘管中造成煤气泄漏，从而提高了安全系数。

另外，本实用新型还提供了一种热壁式气化炉，包括直筒段热壁炉体和水冷壁拱顶。所述水冷壁拱顶位于所述直筒段热壁炉体的顶端，呈钟形或半球形或倒锥形，包括耐火层和水冷壁盘管，所述耐火层位于所述水冷壁拱顶的向火面，所述水冷壁盘管盘绕在所述耐火层外部，所述水冷壁盘管的入水口和出水口分别连接对应的冷却水管。

优选地，所述水冷壁盘管为1-4根，所述水冷壁盘管螺旋盘绕在所述耐火层外部，所述水冷壁盘管的公称直径为15mm-50mm，螺距为2mm-10mm，例如公称直径为22mm-37mm，螺距为3mm-7mm，所述水冷壁盘管以所述水冷壁拱顶的中轴线为轴，在所述耐火层外部周向盘绕而成。

优选地，所述水冷壁盘管外部设有保温层，所述水冷壁拱顶的向火面固定有抓钉。

采用本实用新型的水冷壁拱顶及热壁式气化炉后，气化炉内的熔渣碰到所述水冷壁拱顶后，会固化成固态渣层，当再有熔渣接触到固态渣层时，由于固态渣层的热阻大，熔渣的热量不能被有效转移使熔渣的温度下降至相变温度，从而保持液态成为液态渣层。固态渣层和液态渣层的存在，避免了高温气体和熔渣对耐火材料的侵蚀，从而对水冷壁拱顶形成保护，大大延长了拱顶的使用寿命，降低了气化炉的维护费用。

附图说明

图1为本实用新型的水冷壁拱顶的主剖视图；

图2为图1中A部分的放大示意图。

具体实施方式