[发明专利]一种带有氮气、水蒸气、合成气驱动回料机构的恩德粉煤气化炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种恩德粉煤气化炉，具体涉及一种带有氮气、水蒸气、合成气驱动回料机构的恩德粉煤气化炉，属于煤化工领域。

背景技术

目前，世界范围内原油紧张，其价格高居不下，而我国又是个贫油多煤的国家，在相当长时期内，煤炭为主要一次能源。为此，国家提出洁净能源政策，并采用合理利用煤炭的各项举措。在这种情况下，气化这种洁净煤技术无疑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，而气化炉则是整条生产系统中最重要的设备。

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。现役的恩德粉煤气化炉没有强制回料装置，只是依靠回料在重力作用下通过下料管自然返料，其返料效果较差，因此当前恩德粉煤气化炉在运行过程中主要存在着飞灰可燃物含量较高的问题(飞灰可燃物含量为20％-80％)，造成煤气化炉的碳转化率低，比煤耗高。

发明内容

本发明为解决现有恩德粉煤气化炉产生的飞灰中可燃物含量高及由此引起的比煤耗高、碳转化率低的问题，进而提出一种带有氮气、水蒸气、合成气驱动回料机构的恩德粉煤气化炉。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括气化炉体、管道、旋风分离器、旋风分离器出口竖直下料通道、工作气体流量调节阀、工作气体管道和水平下料通道，气化炉体上表面的中部通过管道与旋风分离器的入口连接，旋风分离器的顶部设有气相出口，旋风分离的下端与旋风分离器出口竖直下料通道的上端连接，旋风分离器出口竖直下料通道的下端与水平下料通道的一端连接，水平下料通道的另一端与气化炉体的下部连接，工作气体管道插装在旋风分离器出口竖直下料通道下部的外侧壁上，工作气体流量调节阀安装在工作气体管道上，气化炉体下部的外侧壁上由下至上依次设有蒸汽和氧气混合物入口、气化炉底部压力测点、粉煤入口，工作气体管道连通高压蒸汽或高压氮气或高压合成气。

与现有技术相比本发明的有益效果如下：

一、本发明运行稳定，安全可靠：如果利用空气为回料装置工作气体，空气中含有21％的O₂，而煤气的主要成分是CO和H₂，O₂与CO和H₂在高温的气化炉内均可发生反应，生成CO₂和H₂O，会降低煤气的热值。另外这两个反应都是剧烈的放热反应，情况严重时，气化炉会出现爆炸的危险；而本发明所采用的工作气体为氮气或者水蒸气或者合成气；氮气为惰性气体，水蒸气是气化原料，合成气(煤气)是气化产物，因此工作气体与气化炉内的合成气(煤气)均不发生反应，更不会引起爆炸，安全可靠。

二、本发明循环回气化炉的灰量不同：现有恩德气化炉的旋风分离器分离效率为90％左右，气化炉内产生的煤气携带灰从旋风分离器入口处进入旋风分离器，其中有10％的粒径为0～20微米的灰随煤气从分离器气相出口流出，剩下90％灰量的粒径为20～1000微米的灰被分离出来落入分离器出口。但是，因现有恩德粉煤气化炉旋风分离器出口处的压力比气化炉底部的压力低700-1400Pa，使得气化炉底部的煤气经下料通道向旋风分离器内流动，这部分上升的气流携带旋风分离器出口处95％的灰(颗粒粒径20～200微米)向分离器气相出口处流动，并随煤气一同从旋风分离器的气相出口流出，这部分灰不能够顺利的返回气化炉，旋风分离器出口处5％的灰(颗粒粒径200～1000微米)重力大于上升气流的浮力，可以由下料通道进入气化炉底部循环燃烧，因此循环回气化炉灰量少，灰的循环倍率小。采用本发明后，灰经旋风分离器分离后在下料通道处积灰形成料封。因为积灰隔绝气化炉底部高压对旋风分离器内流场的影响，不会产生上升气流，旋风分离器可以正常工作，气化炉内产生的煤气携带灰从旋风分离器入口处进入旋风分离器，其中90％灰量的粒径为20～1000微米的灰可以被分离出来落入旋风分离器出口下料通道中，在高压工作气体作用下灰顺利进入气化炉内。因此，旋风分离器内90％灰量(颗粒粒径20～1000微米)都可以通过竖直下料通道、水平下料通道，进入气化炉4底部再循环。由此可知，采用本发明后循环回气化炉的灰量是现有气化炉的18倍多，因此循环回气化炉的灰量明显增加，灰的循环倍率增加。