[发明专利]一种U形煤气化反应装置及利用该装置进行煤气化的工艺

权利要求书

1.一种U形煤气化反应装置，其特征在于U形煤气化反应装置由气化炉体(4)、水平烟道(8)和废锅(1)组成；所述气化炉体(4)由气化炉烧嘴(3)、气化炉膛(5)、水冷壁管(6)和渣池(9)组成；所述废锅(1)由辐射换热室、对流换热室、中间炉墙和合成气出口(10)组成；所述气化炉体(4)内设置有气化炉膛(5)，所述气化炉膛(5)由水冷壁管(6)围成，所述气化炉体(4)的上部设置有气化炉烧嘴(3)，所述气化炉烧嘴(3)与气化炉膛(5)相连通，所述气化炉体(4)的底部设置有渣池(9)，所述渣池(9)与气化炉膛(5)相连通；所述废锅(1)由中间炉墙分隔为辐射换热室和对流换热室，所述废锅(1)的上部设置有烟气通道用以连通辐射换热室和对流换热室，所述辐射换热室的下部为二次气化室(2)，所述二次气化室(2)的底部设置有废锅入口，所述二次气化室(2)内设置有反C形气流转向装置(12)，所述反C形气流转向装置(12)设置在废锅入口相对的中间炉墙上，所述对流换热室内设置有若干组对流受热面(11)，所述对流换热室的底部设置有合成气出口(10)；所述气化炉体(4)与废锅(1)通过水平烟道(8)相连通，所述水平烟道(8)的两端分别与气化炉膛(5)和二次气化室(2)相连通，所述气化炉体(3)、水平烟道(8)和二次气化室(2)组成U形的煤气化反应区；所述U形的煤气化反应区的内壁均敷设有一层耐火保温材料层(7)。

2.根据权利要求1所述的一种U形煤气化反应装置，其特征在于所述气化炉烧嘴(3)为单个烧嘴。

3.根据权利要求2所述的一种U形煤气化反应装置，其特征在于所述气化炉烧嘴(3)竖直设置在气化炉体(4)的上部。

4.根据权利要求2所述的一种U形煤气化反应装置，其特征在于所述气化炉烧嘴(3)的轴线与气化炉膛(5)的轴线相重合。

5.根据权利要求1所述的一种U形煤气化反应装置，其特征在于所述气化炉烧嘴(3)为设置在气化炉体(4)上部侧面的4个烧嘴，且4个烧嘴的中心线在气化炉膛(5)中央形成切圆。

6.利用权利要求1所述的装置进行煤气化的工艺，其特征在于进行煤气化的工艺是按以下步骤进行：

一、设定气化炉膛(5)内部压力为0.1～4MPa，气化炉膛(5)的运行温度为1250℃～1600℃；

二、将煤粉与气化剂由气化炉烧嘴(3)送入气化炉膛(5)内，在气化炉膛(5)内发生气化反应；当煤粉颗粒内的灰分在高温状态下迅速熔融，形成液态熔渣；所述液态熔渣一部分液态熔渣沉积在气化炉膛(5)的内壁面上，并沿气化炉膛(5)的内壁面流入渣池(9)，在渣池(9)中冷却后排出；剩余液态熔渣、反应生成的合成气和未反应气化剂组成混合气流；混合气流经过水平烟道(8)进入二次气化室(2)，在二次气化室(2)内受到反C形气流转向装置(12)的阻挡，气流快速转向，夹带的液态熔渣从气流中分离出来，沉积到二次气化室(2)的底部，然后流入渣池(9)，同时，反应生成的合成气和未反应气化剂在二次气化室(2)内发生二次气化反应，得到最终生成的合成气；

三、最终生成的合成气经过废锅(1)上部的气孔进入对流受热区，在对流受热区内通过对流受热面(11)传递热量，然后由由合成气出口(10)流出。

7.根据权利要求6所述的利用U形煤气化反应装置进行煤气化的工艺，其特征在于所述二次气化室(2)出口烟气温度为900℃。

8.根据权利要求6所述的利用U形煤气化反应装置进行煤气化的工艺，其特征在于所述煤粉为低活性煤种。

9.根据权利要求6所述的利用U形煤气化反应装置进行煤气化的工艺，其特征在于所述气化剂为氧气或者氧气与水蒸气组成的混合气体。