[实用新型]一种固定床液态排渣气化反应炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及气化反应领域，特别涉及一种固定床液态排渣气化反应炉。

背景技术

现有固定床气化炉多采用固态排渣方式，以固定床纯氧气化炉为例，其工艺流程为采用固定床煤气炉，以小粒焦或块煤为原料，经煤仓下的自动加煤机，自动定时、定量加入气化炉中，以纯氧（＞99.6％）和水蒸汽作气化剂经计量和比例调节进入混合罐中混合，混合后通入到煤气发生炉内与炽热的炭反应（吸热反应与放热反应达到平衡），在炉内约900℃高温条件下，经过床层内各个层区（核心反应区温度1200~1300℃）与原料煤逆流接触进行连续气化生产水煤气。未反应的固态渣经过底部转动炉蓖排出气化炉。

其主要化学反应式如下：

C＋O2=CO2＋Q

2C＋O2=2CO＋Q

C＋CO2=2CO－Q

C＋2H2O（汽）=CO2+2H2－Q

C＋H2O（汽）=CO+H2－Q

然而这种固定床固态排渣气化炉存在气化温度低、燃料转化率低和合成气焦油含量大等缺点。液态排渣气化炉是传统固态排渣气化炉的进一步发展。其特点是气化温度高、气化后灰渣呈熔融态流出、因而使气化炉的热效率与单炉的生产能力提高。目前国内外成熟可行的固定床液态排渣气化技术为BGL碎煤加压气化技术，该气化工艺气化压力为2.0-4.0MPa，气化炉上部设有布煤搅拌器，气化剂（水蒸汽和氧气）由气化炉底部喷嘴喷入气化室，灰渣在高于煤灰熔点温度下成熔融态排出，熔渣快速通过气化炉底部出渣口，流入激冷室，在此被水激冷而形成固态熔渣，然后通过灰锁排出。它结合了熔渣气化技术高气化率、高气化强度的优点与固定床加压/常压气化技术氧耗低、炉体结构廉价的优点。BGL熔渣气化炉炉膛气化燃烧产生的液态熔渣储存在气化炉底部熔渣池内，通过环形燃烧器里面燃烧产生的大量气体托住下渣口里面的液态渣，随着熔渣增多，当液位到一定液位1.5米左右时，气化炉压力和短接压差大概48KPa，激发程序自动排渣，每次开始下渣时泄压过程很快，2 s 内完成泄压，压差从49 kPa 降到18 kPa。熔渣经过激冷、冷却后最终从压力系统中排出。然而，BGL熔渣气化炉最难控制的就是下渣口液态熔渣液位和排渣，如果控制不好，就会堵塞下渣口，液位升高，就会堵塞喷嘴出现黑管现象，导致停车。如果下渣泄压和排渣时间太长，则铁的沉淀和冷却极易堵住渣口。如果下渣频率过高，会影响压差，并且时间间隔过短渣池中可能有部分灰渣没有完全熔化，在下渣过程中极易黏在下渣通道上。其次BGL气化技术是近几年引进国内，工业化运行经验较固定床少，同时存在技术转让费，其专有核心部件（如渣池、喷嘴、铜冷却壁等）也均需要国外进口，也导致其投资成本较高、建设周期较长。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种提高了热解气化反应温度和燃料转化率、炉膛布置合理、提高气化炉空间利用率和能量利用效率、气化反应碳转化效率和气化炉使用寿命、解决了碎煤加压液态排渣技术气化炉熔渣液位控制及排渣困难、避免铁析现象的固定床液态排渣气化反应炉。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种固定床液态排渣气化反应炉，包括炉体，其特征在于：所述炉体壁由内至为耐火材料保护衬、保温层和钢板壳体，炉体的内部构成一个腔室；所述腔室分为由上至下分为干燥热解室、气化反应室和灰渣熔融室；所述气化反应室和灰渣熔融室耐火材料保护衬上还设置有一层耐火材料层，灰渣熔融室的耐火材料层厚度大于气化反应室耐火材料层的厚度，即所述干燥热解室、气化反应室和灰渣熔融室均为圆柱形且其直径渐次缩小，且干燥热解室和气化反应室之间以及气化反应室和灰渣熔融室之间均以向下的锥口相连；所述干燥热解室的顶部开有含碳物质入口，侧部开有合成气出口，下方开有温度测口和压力测口；所述气化反应室的炉体壁上开有氧气及水蒸汽喷嘴安装口、温度测口和压力测口；所述灰渣熔融室的炉体壁上开有氧气喷嘴安装口和溢流排渣口，灰渣熔融室底部设置有残渣排放口。

所述含碳物质入口、溢流排渣口和残渣排放口均为中通管道，管道内壁为耐火材料；所述溢流排渣口的中心线与炉体腔室的垂直中心线在纵向截面上呈ζ角，ζ为75-85°；所述残渣排放口的中心线与炉体腔室的垂直中心线在纵向截面上呈η角，η为92-100°。溢流排渣口保持向上一定角度可以有效避免含碳物质堵塞溢流排渣口，渣排放口保持向下一定角度可以充分排尽液态残渣。

所述温度测口和压力测口的中心线与炉体的腔室垂直中心线在纵向截面上垂直。