[发明专利]一种恒定液位激冷式气化炉

说明书

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，具体而言涉及一种恒定液位激冷式气化炉。

背景技术

本发明的气化炉是指煤气化炉，又称煤气发生炉(gas producer)，是将煤作为气化燃料进行可燃气体制造的炉子。其中激冷式气化炉带有激冷室，气化炉产生的热粗煤气和熔融渣进入激冷室的激冷水中进行直接接触激冷，激冷的目的是将高温气体直接冷却到该压力下的饱和蒸汽温度，将熔融渣冷却后沉积，实现气渣分离。

相关技术中的以膜式水冷壁作为壳体保护装置的气化炉，已经在煤气化领域广泛应用。其可以烧高灰熔点廉价煤的特性使得很多用户厂家得到了丰厚效益，但是为满足液态排渣的要求，就需要把炉温提高到煤灰熔点以上，而煤的灰熔点一般在1200℃～1650℃，气化室产生的粗煤气的温度也就更高。传统的激冷室结构，气化室的高温煤气和液态渣通过耐热通道直接进入激冷室，为了保护耐热通道不被烧坏，在耐热通道上部必须加入大量的激冷水，高温煤气、液态炉渣和激冷水在耐热通道完成初步换热，然后进入激冷室水浴进行进一步的换热。为了保证激冷室液位的稳定，往往需要增加激冷水量和加大排水量来保持激冷室的液位，以便带走气化室高温煤气带入激冷室的大量热量。这种激冷室结构，一方面使激冷室外排水量过大，造成能量的浪费；另一方面，由于高温煤气和激冷水在激冷室的换热过于激烈，造成激冷室液位难以控制，存有一定的安全隐患。

申请公布号为CN104232171A的中国专利文献公开了一种气化炉激冷室液位防堵塞装置，该技术方案所要解决的技术问题是保证气化炉激冷室液位测量仪表运行的可靠性，减少脏堵对于测量气化炉激冷室液位的法兰式压力变送器的测量膜盒和管路的影响。通过将高压冲洗水导向靠近激冷室一侧，可防止脏污介质沉降，可延长液位计使用寿命，提高气化炉运行的安全性能。

授权公告号为CN204007783U的中国专利文献公开了一种液位监测装置及气化系统，所述液位监测装置包括取压管、差压变送器以及两个隔膜法兰，所述的两个隔膜法兰的一侧分别通过充满流体的毛细管连接至所述差压变送器两端，所述的两个隔膜法兰的另一侧分别通过取压管连接至待取压点，其中，所述取压管上均设有冲洗装置，用于向所述取压管内引入冲洗所述取压管的冲洗液体，避免了由于堵塞引起气化炉液位测量值忽高忽低、甚至导致气化炉跳车的问题，给气化炉稳定运行提供了保障。

可以看出，上述技术方案所针对的目标均是液位监测装置，实质上是对现有液位监测装置的改进，这样不能从根本上保证气化炉液位安全，并使得气化炉结构复杂化，增加成本，且仍然需要人工操作。因此，本领域中需要结构简单、安装维护方便，不需人工操作且能从根本上保证气化炉液位安全的气化炉产品。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种恒定液位激冷式气化炉，该气化炉可以将高灰熔点的煤用于生产粗煤气，并保证气化炉激冷室在外排激冷水时不再控制液位，通过气化炉结构使气化炉设备保持液位基本恒定，不需人工干预，从而能够降低成本，提高设备的本质安全。

为实现上述目的，本发明提出一种恒定液位激冷式气化炉，所述气化炉包括：外壳和内部组件；外壳内有横置的隔板，在隔板的中央开有孔，孔可以是圆形、多边形或者其他规则或不规则的形状；隔板将外壳内部空间分隔为上下两部分，上部定义为气化段，下部定义为激冷段。

气化段包括烧嘴、膜式水冷壁和耐热通道。其中，膜式水冷壁所限定的内部区域为气化室；

激冷段包括激冷水入口、激冷水膜发生器、水膜通道、粗煤气出口和渣出口。其中，激冷段所限定的区域为激冷室。

进一步地，烧嘴在外壳的顶部，烧嘴穿过外壳和膜式水冷壁进入气化室内部。气化室的底部有耐热通道。

进一步地，耐热通道穿过隔板的孔进入水膜通道。在一个实施方案中，耐热通道的横截面形状与隔板的孔的形状相匹配，以至少部分阻挡气化室和激冷室之间的热量和物质交换。

进一步地，在激冷室的顶部有激冷水膜发生器，激冷水入口与激冷水膜发生器连接，激冷水膜发生器与水膜通道顶端连接，粗煤气出口设在激冷段外壳上。水膜通道向下伸入至激冷室液位以下。

进一步地，在外壳轴向高度上，水膜通道的底端低于粗煤气出口的下缘，使得洗涤后的灰水通过溢流的方式溢流至粗煤气出口，与洗涤后的粗煤气一起被送至后工段。

在一个实施方案中，在外壳轴向高度上，水膜通道的底端低于粗煤气出口的下缘50-200cm，优选50-100cm，更优选80-100cm。

在一个实施方案中，隔板中央的孔是圆形的；在另一个实施方案中，隔板中央的孔是六边形或十二边形的。