[发明专利]碎煤气化炉

说明书

技术领域

本发明创造属于煤化工领域，尤其是涉及一种新型碎煤高温高压气化工艺。 

背景技术

煤气化是指以煤为原料生产工业、商业和生活所需的煤气或合成气，它是洁净、高效利用煤炭的最主要的途径之一。煤炭气化技术分为固定床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术。在固定床气化工艺中，以型煤作为气化原料，型煤从气化炉的顶部加入，逐渐向下移动；向下移动的过程中，先与前面生成的粗煤气交换热量，然后与气化剂在高温下反应，生成粗煤气，炉渣从气化炉底部排出。流化床气化工艺，以碎煤作为气化原料，碎煤在流态化的情况下与气化剂反应，生成粗煤气。在流态化的情况下，碎煤与气化剂之间的接触充分，传热效率较高。碎煤和气化剂在气化炉内流动性较强，整个气化炉内煤粒分布和温度分布都比较均匀。在气流床气化工艺中，以水煤浆或粉煤作为气化原料。水煤浆或粉煤与气化剂通过喷嘴高速喷入气化炉内，发生卷吸和高度湍流。气化剂与煤料混合充分，煤料粒度很细，气化反应非常迅速且充分。气流床气化工艺在单位时间单位体积内具有很高的生产能力。 

以碎煤作为气化原料的流化床气化工艺，气化温度在900-1000℃，反应温度相对较低，煤料的碳转化率低，有效气含量较低，二氧化碳含量较高，底部排出的灰渣含碳量较高。而且气化反应的压力较低，不利于与后续工艺的衔接。 

发明内容

为了使碎煤在更高的温度、压力下气化，提高煤料的碳转化率，提高气体产物的有效气含量，提高蒸汽利用率，降低灰渣中的残炭含量，利于与后续的高压工艺衔接，本发明开发了一种碎煤气化炉，通过在气化室内设置支撑板部件，减缓碎煤原料的下移速度，控制碎煤在气化炉内的停留时间在20-45min，保证碎煤的充分转化。碎煤的进料流量为800-1600t/d，气化室温度高于碎煤熔融温度，达到1200-1600℃，压力可以大于1MPa，从而使得碎煤的碳转化率能够达到95％-98％，有效气体积达到85％-88％，汽煤比0.1-0.2，灰渣含碳量不高于4％。 

支撑板的详细设计参见附图说明。 

下面通过附图和实施例来详述本发明的碎煤气化炉的构造及其应用情况。 

附图说明

图1是支撑板为平板形结构的碎煤气化炉示意图。 

图2是支撑板为凹形结构的碎煤气化炉示意图。 

图3是支撑板投影图。 

图4是最底层支撑板俯视图。 

图5是最底层支撑板A向视图 

图6是长条筒形喷水槽俯视图。 

图7是圆筒形喷水槽俯视图。 

图8是喷水槽B向视图。 

图中： 

1.支撑板  2.支撑柱  3.煤料入口  4.固定钉  5.喷水槽  6.出气口  7.排渣口  8.底部冷却水进水口  9.进水口  10.水冷壁  11.外壳  12.进气口13.冷却水进水口  14.冷却水出水口  15.气化室  16.凹形支撑板  31.喷水孔 

如图1、2所示，本发明的碎煤气化炉，包括外壳11、气化室15，所述外壳呈圆柱筒状，气化室设置于外壳内，并与外壳间隔开；所述气化室上部呈圆柱体状，下部收窄；气化室由中空的水冷壁10限定而成；水冷壁为中空结构，水冷壁设有穿过外壳的冷却水进水口13，冷却水出水口14，用于降低水冷壁的温度；水冷壁和外壳之间通过固定钉4进行固定；气化室设有多个进气口12，气化剂由此通入气化室，与煤料在高温下反应；气化室的顶部设有锁斗煤料入口3，煤料入口的个数可以为1-8个，优选2-5个。 

气化室的底部设有喷水槽5，喷水槽与冷却水进水口8连通，喷水槽顶部设有喷水孔31(参见图8)；冷却水从底部冷却水进水口8进入，由喷水孔喷出。从支撑板下来的液态灰渣，在重力的作用下从高处落下。经过喷水槽顶部，被喷出的冷却水冷却降温后，进入气化炉底部的水池，进一步降温、除尘。水池设有进水口9，冷却水由此进入水池，进一步冷却从喷水槽下来的灰渣和粗煤气。 

气化炉底部设有排渣口7。冷却降温后的固态灰渣，通过排渣口排出气化炉。 

在气化炉外壳以及喷水槽5的上方设有出气口6。经过冷却、降温、洗涤除尘的合成气经由出气口6排出气化炉。