[发明专利]带辐射废锅的氧气分级气化炉

说明书

本发明公开了带有辐射废锅的氧气分级气化炉，包括：壳体、烧嘴、辐射废锅和排渣池，壳体内形成气化室，壳体的内壁上设置有耐火层，壳体的底部收缩形成气化室出渣口；烧嘴包括顶部烧嘴和二次氧烧嘴，顶部烧嘴设置在壳体的顶壁上且适于向气化室喷射煤浆、氧气；二次氧烧嘴设置在壳体的侧壁上且适于向气化室喷射氧气；辐射废锅与气化室出渣口相连，辐射废锅内设置有膜式水冷壁和多个水冷屏，多个水冷屏沿周向均匀分布且分别通过鳍片与膜式水冷壁相连，辐射废锅的底部收缩形成废锅出渣口；排渣池与辐射废锅的底部相连，废锅出渣口伸入排渣池内液面以下，排渣池的上部侧壁具有粗合成气出口，底部具有排渣口。因此，本发明的带辐射废锅的氧气分级气化炉具有碳转化率高和能量利用率高的优点。

技术领域

本发明属于气化炉领域，具体而言，本发明涉及带辐射废锅的氧气分级气化炉。

背景技术

气化反应往往在高温高压条件下进行，因此气化炉壁面往往需要采用耐火材料来确保炉体安全。气化炉内的火焰分布主要与氧分布有关，当采取顶部多喷嘴或单喷嘴进料时，由于顶部氧化剂充足，往往导致顶部区域火焰温度较高，从而导致顶部烧嘴及壁面局部区域耐火材料寿命偏短，在生产期间常常需要停车进行检修，造成人力和财力的浪费。但是现有的气化炉大多数为激冷流程，高温合成气直接通入激冷水激冷，造成热量的极大浪费。如果在气化炉中设置辐射废锅，可以有效地回收高温合成气的显然，副产高温高压饱和水蒸气，极大地提高了能源利用效率。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有能量利用率高、水煤浆碳转化率高的氧气分级气化炉。

根据本发明的一个方面，本发明提出了带辐射废锅的氧气分级气化炉，根据本发明的实施例，包括：

壳体，所述壳体内形成气化室，所述壳体的内壁上设置有耐火层，所述耐火层材料为耐火砖或水冷壁，所述壳体的底部收缩形成气化室出渣口；

烧嘴，所述烧嘴包括顶部烧嘴和二次氧烧嘴，所述顶部烧嘴设置在所述壳体的顶壁上且适于向所述气化室喷射煤浆、氧气；所述二次氧烧嘴设置在所述壳体的侧壁上且适于向所述气化室喷射氧气；

辐射废锅，所述辐射废锅与所述气化室出渣口相连，所述辐射废锅内设置有膜式水冷壁和多个水冷屏，所述多个水冷屏沿周向均匀分布且分别通过鳍片与所述膜式水冷壁相连，所述辐射废锅的底部收缩形成废锅出渣口；

排渣池，所述排渣池与所述辐射废锅的底部相连，所述废锅出渣口伸入所述排渣池内液面以下，所述排渣池的上部侧壁具有粗合成气出口，底部具有排渣口。由此，本发明上述实施例的氧气分级气化炉，首先，由于在气化炉的顶壁和侧壁上分别设置了顶部烧嘴和二次氧烧嘴，进而可以利用顶部烧嘴向气化室内喷射煤浆、氧气，利用二次氧烧嘴向气化室内喷射氧气。因此，可以将氧气分级供给，控制顶部烧嘴的给氧比例，保持温度在煤的灰熔点以下，而二次氧烧嘴通入二级氧气，使气化室内温度提高到灰熔点以上。由此使得整个气化室内温度分布更均匀，平均温度水平得到提高，气化反应更加充分，提高煤浆碳转化率；而且气化室内温度分布更均匀，还可以达到降低炉顶温度的效果，延长顶部喷嘴和顶部耐火材料的寿命。另外，在气化炉的底部连接辐射废锅，可以对合成气的显热进行回收，副产高温高压饱和蒸汽，提高能量利用率。

另外，根据本发明上述实施例的带辐射废锅的氧气分级气化炉还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述顶部烧嘴内设置有点火棒。

在本发明的一些实施例中，所述二次氧烧嘴包括至少1-6个，优选2-4个。

在本发明的一些实施例中，所述二次氧烧嘴在所述壳体的侧壁上沿周向均匀分布。

在本发明的一些实施例中，所述二次氧烧嘴沿水平方向喷射。

在本发明的一些实施例中，所述二次氧烧嘴与所述顶部烧嘴的竖直距离H为气化体的1/3-3/4。