[发明专利]J型气流床气化炉

说明书

本发明公开了一种J型气流床气化炉，其特征在于气化室为J型设计，J型气化室弯曲处最低点设有排渣口，排渣口下部设置集渣室。气化原料进口设置在J型气化室较高一侧，合成气出口设置在J型气化室较低一侧。本发明将气化室设计为J型，合成气中夹带的飞灰在弯曲处被壁面捕集，可有效提高碳转化率及降低合成气出口的带灰量，采用辐射废锅及对流废锅回收合成气热能时不易结渣和积灰。由于排渣口离气化室高温区较近，因此排渣口的温度较高，可确保排渣顺畅。

技术领域

本发明涉及一种J型气流床气化炉，属于能源清洁利用领域。

背景技术

煤气化技术是发展煤基化学品、煤基液态燃料、联合循环发电、制氢等过程工业的基础，是这些行业的关键技术和龙头技术。

现有的可将煤、焦等含碳燃料气化，在采用气流床进行气化的技术中，有代表性的干煤粉气化技术主要有：Shell气化炉、GSP气化炉、航天炉、东方炉和两段式干煤粉气化炉；水煤浆气化炉有：多喷嘴气化炉、GE气化炉、E-Gas气化炉、清华炉等。

从目前已工业化的气化炉来看，多个喷嘴的气化炉易于大型化，但进料管路复杂，投资较高。单烧嘴气流床气化炉均是采用顶喷的方式，由于合成气出口设置在喷嘴的正下方，因此存在部分物料短路的情况，大型的单喷嘴顶喷气化炉物料短路情况更加严重，导致实际的碳转化率较低。另外，采用水激冷合成气导致合成气的高位热能严重浪费，降低了能源的利用效率。采用废热锅炉回收高温合成气高位热能有利于提高能源的利用效率，但对合成气下行的气化炉，熔渣及高温合成气均进入废热锅炉，导致废锅结渣严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种既可以避免单喷嘴顶喷型气化炉物料短路，又可以避免合成气下行型气化炉熔渣进入废热锅炉的气流床气化炉。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种J型气流床气化炉，包括气化室及集渣室，气化室至少具有进口段、排渣口段及合成气出口段，在进口段上设有进口，在合成气出口段上设有合成气出口，在排渣口段设有排渣口，气化原料及气化剂经由进口进入进口段后产生气化产物，其特征在于，气化产物出进口段后其流动方向发生至少一次改变后流入排渣口段，使得气化产物中的颗粒被气化室壁面捕集形成熔渣，熔渣沿气化室壁面自排渣口排出至集渣室；出排渣口段的气化产物后其流动方向发生至少一次改变后流入合成气出口段，使得气化产物中的颗粒进一步被气化室壁面捕集形成熔渣，熔渣沿气化室壁面自排渣口排出至集渣室。

优选地，所述排渣口位于所述气化室的最低点。

优选地，所述进口段及所述合成气出口段均竖直布置，所述排渣口段水平布置；

所述进口段与所述排渣口段间通过倾斜段一过渡，所述排渣口段与所述合成气出口段间通过倾斜段二过渡。

优选地，所述倾斜段一的中心线的曲率半径大于等于所述进口段的内径的0.5倍，所述倾斜段一的中心线与所述进口段中心线的夹角为5°～80°。

优选地，所述倾斜段二的中心线的曲率半径大于等于所述合成气出口段的内径的0.5倍，所述倾斜段二的中心线与所述合成气出口段的中心线的夹角为5°～80°。

优选地，在所述合成气出口段上垂直安装有缩口段，缩口段的缩角为15°～85°，缩口段的出口内径为所述合成气出口段的0.15～0.6倍。

优选地，在所述集渣室的上部设置有喷淋装置，喷淋装置上设置至少1圈喷淋环，每圈喷淋环上设置至少12个喷头，喷淋装置与集渣室的壁面的夹角为10°～80°。

优选地，所述进口包括进口一及进口二，进口一为设置在所述进口段顶部的工艺烧嘴，进口二为4个以上水平布置在所述进口段上部且轴线与所述进口段径向成4°～15°的工艺烧嘴。

优选地，所述气化原料为水煤浆或者粉煤，所述气化剂为含氧量体积分数为21％～100％的气体。