[发明专利]顶部及炉体同时供入气化剂强旋转煤粉气化方法

说明书

顶部及炉体同时供入气化剂强旋转煤粉气化方法，它涉及一种气化方法。方法：一、设定气化炉膛内部压力和温度；二、干煤粉由氮气或二氧化碳携带由煤粉通道送入气化炉膛内部；三、干煤粉与气化剂混合气流被高温合成气点燃；四、剩下的气化剂通过气化剂喷口切向喷入气化炉膛；五、气化生成的粗煤气通过合成气通道流出气化炉膛，生成的液态渣沿壁面流入渣池。本发明用于煤气化领域。

技术领域

本发明涉及一种气化炉及气化方法，具体涉及顶部及炉体同时供入气化剂强旋转煤粉气化方法，属于煤气化领域。

背景技术

煤气化技术是高效清洁的洁净煤技术。当前的煤气化技术主要分为移动床气化、流化床气化、气流床气化和熔融床气化四类。其中，气流床气化技术因其气化强度高、生产能力大、碳转化率高等优点已成为现在煤气化技术的主要发展方向。气流床气化有两个主要特点，一是运行温度高，约为1300℃～1600℃，炉内形成的灰渣为液态，排渣方式为液态排渣；另外一个特点是采用“以渣抗渣”技术来保护炉壁和减少热损失。现有气流床气化炉(见图3)存在的问题是：(1)、气化炉内壁面容易烧损。该问题导致气化炉经常停车，而气化炉作为化工企业的生产源头，一旦停车，导致整个生产线全部停运，整个生产线停运一次给企业造成巨额经济损失。例如:一套造气量80000Nm³/h的煤气化生产线停运一次经济损失达4000万元以上。(2)、气化炉高度方向温度分布不均，存在局部超温问题。

发明内容

本发明为解决现有技术中气化炉壁面挂渣不均匀，高度方向温度分布不均的问题，进而提出顶部及炉体同时供入气化剂强旋转煤粉气化方法。

本发明为解决上述问题采用的技术方案是：本发明所述装置包括煤粉烧嘴、气化炉体、水冷壁、合成气通道、气化剂喷口、流量调节阀、煤粉通道、气化剂通道和两个旋流叶片，水冷壁设置在气化炉体的内侧壁上，水冷壁由数根竖直圆管组成，由水冷壁围成的回转体内腔为气化炉膛，气化炉体的底部为渣池，合成气通道设置在气化炉体下部的外侧壁上，且合成气通道与气化炉膛连通，气化剂喷口设置在气化炉体上部的侧壁上，且气化剂喷口沿气化炉膛的切线方向插入气化炉膛内，流量调节阀安装在气化剂喷口上，煤粉烧嘴设置在气化炉体的顶部，且煤粉烧嘴的轴线与气化炉膛的轴线重合，所述煤粉烧嘴内同轴线径向由内向外装有环形的气化剂通道和环形的煤粉通道，煤粉通道和气化剂通道的下部均设置有旋流叶片。

本发明所述方法是通过以下步骤实现的：步骤一：设定气化炉膛内部压力为0.1MPa～4MPa，气化炉膛的运行温度为1250℃～1600℃；

步骤二：温度为25℃～100℃的干煤粉由氮气或二氧化碳携带，以旋流方式经煤粉烧嘴上的煤粉通道送入气化炉膛内部，气化剂以旋流的方式经煤粉烧嘴上的气化剂通道喷入气化炉膛内部，其中气化剂占气化炉运行所需总气化剂量的10％～40％，气化剂的温度为20℃～400℃，气化剂与煤粉在炉顶区域同向旋转向下混合流动；

步骤三：干煤粉与气化剂混合气流接触到中心回流区卷吸回来的高温合成气后，被高温合成气点燃，在气化炉膛顶部燃烧形成熔渣；

步骤四：剩下的60％～90％的温度为20℃～400℃的气化剂通过气化剂喷口以100m/s～200m/s的速度切向喷入气化炉膛，高速的气化剂气流冲入炉膛后形成强烈旋转气流，在离心力的作用下，80％的熔渣被甩到炉壁面形成较厚的渣层，渣层均匀，旋转气流不断冲刷炉膛壁面上的渣层，并与其发生强烈气化反应；

步骤五：气化生成的粗煤气通过合成气通道流出气化炉膛，生成的液态渣沿壁面流入渣池，冷却后通过底部排渣口排出气化炉体。

本发明与现有气化装置及方法相比具有以下有益效果：