[发明专利]一种带有蒸汽升压装置的恩德粉煤气化炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种恩德粉煤气化炉，具体涉及一种带有蒸汽升压装置的恩德粉煤气化炉。

背景技术

根据中国的能源政策以及我国贫油少气多煤的能源资源现状，在相当长时期内，煤炭为主要一次能源。在我国以煤为主的能源消费结构情况下，利用气化这种洁净技术是提高煤炭利用效率，减少污染并实现能源综合利用的有效手段。煤炭气化技术广泛应用于下列领域：化工合成和燃料油合成原料气、工业燃气、民用煤气、冶金还原气、联合循环发电燃气等。

本发明针对的是恩德粉煤气化炉。该气化炉主要设备由煤气化炉、旋风分离器、余热回收锅炉及降温除尘设备组成。此种气化炉在运行过程中主要存在飞灰含碳量较高的问题(飞灰中可燃物含碳量为20％-80％)，造成煤气化炉的比煤耗高、碳转化率低。

发明内容

本发明为解决现有恩德粉煤气化炉在运行过程中飞灰中可燃物含碳量为20％-80％，造成煤气化炉的比煤耗高、碳转化率低的问题，提供了一种带有蒸汽升压装置的恩德粉煤气化炉。

本发明的一种带有蒸汽升压装置的恩德粉煤气化炉包括气化炉底部压力测点、气化炉、气化炉顶部压力测点、旋风分离器、下料通道、蒸汽流量调节阀、蒸汽管道、蒸汽喷嘴和下降通道压力测点，粉煤入口、气化炉底部压力测点和蒸汽和氧气混合物入口由上至下依次设置在气化炉下部的锥筒壁上，顶部压力测点设置在气化炉的顶部，旋风分离器通过旋风分离器入口与气化炉连通，气相出口设置在旋风分离器的顶部，下料通道的一端与旋风分离器下部的旋风分离器出口连通，下料通道的另一端与气化炉下部的锥筒连通，蒸汽管道设置在下料通道上，蒸汽喷嘴设置在下料通道内，且蒸汽喷嘴安装在蒸汽管道上，蒸汽喷嘴的喷口朝向下料通道的下料通道出口，蒸汽流量调节阀安装在蒸汽管道上，下降通道压力测点设置在蒸汽喷嘴与下料通道出口之间，且下降通道压力测点安装在下料通道上。

本发明与现有方法相比具有以下有益效果：

一、下降通道压力测点15处的压力与气化炉底部压力测点2的压力差不同：

现有恩德粉煤气化炉工作原理：粉煤经螺旋给煤机从粉煤入口3送入炉膛底部的锥体段，过热蒸汽(温度200℃左右，压力0.6MPa左右)和氧气(温度120℃左右，压力0.04MPa左右)的混合气体为作气化剂和流化剂由炉膛底部的锥体段的入口1送入气化炉4。经气化炉内燃烧产生的煤气携带大量的灰从气化炉顶部经旋风分离器入口6进入旋风分离器8进行气固分离，煤气携带小颗粒(0～200微米占总灰量的95％)的灰从分离器上方气相出口7进入下一个设备，灰中的大颗粒(200～1000微米占总灰量的5％)进入旋风分离器下料腿10，从下料腿出口11进入气化炉底部，在气化炉4内循环燃烧。气化剂和流化剂与煤粉混合，在气化炉内形成密相段和稀相段。大部分较粗颗粒的煤在炉底锥体段附近形成密相段；沸腾气化细粒煤粉随反应气带出密相段，在气化炉上部形成稀相区。煤料与气化剂直接接触反应产生煤气，密相段温度分布均匀，反应温度900～1000℃，稀相段温度稍高一些，以利于煤的高温裂解。气化剂、流化剂以及煤粉的混合物从气化炉底部到气化炉顶部的流动过程中产生气化，同时，在气化剂和流化剂与煤粉向上的流动过程中需要克服物料的重力以及颗粒碰撞的阻力。因此，使得密相段底部的压力高于稀相段顶部压力400～1000Pa。

现有恩德粉煤气化炉的气化炉顶部压力测点5处的压力比气化炉底部压力测点2处的压力低400～1000Pa。煤气携带大量的灰从气化炉顶部经旋风分离器入口6进入旋风分离器8后，由于旋转的煤气和灰的混合物与壁面产生摩擦、灰颗粒之间的碰撞使得煤气和灰的混合物压力进一步降低，至旋风分离器出口9的压力降低了300～400Pa。因此，可知旋风分离器出口9处的压力比气化炉底部压力测点2处的压力低700～1400Pa。

采用本发明后，在下料通道10上安装蒸汽升压装置，由蒸汽喷嘴14喷出的0.6-1MPa高压蒸汽，高压蒸汽进入下料通道10后速度升高达到400-800m/s，蒸汽与下料通道10内的灰剧烈混合，进行能量、动量交换，使得混合物的速度降低，压力升高，进而使下料通道10内的压力提高800～1500Pa，使下降通道压力测点15处的压力比气化炉底部压力测点2处的压力高90Pa～110Pa，最终使旋风分离器出口9的压力比气化炉底部压力测点2处的压力高90Pa～110Pa。

二、下料通道10内气流的流向和循环回气化炉的灰量不同：