[发明专利]水冷壁浆态进料气化炉

说明书

本发明提供一种水冷壁浆态进料气化炉，将气化原料(煤炭、石油焦、半焦、含碳固体废弃物等)与水(原水、中水或有机废水等)制成浆料后与氧气通过多支水平布置的工艺烧嘴送入气化炉产生合成气。采用多烧嘴水平对置进料，反应区扰动强烈，气化原料转化率、捕渣率高；多种原料混合制浆，可以实现含碳固废、有机废液的处置与资源化利用；气化炉反应室采用水冷壁结构，打破了浆料气化炉对气化原料灰熔点的限制；气化炉壳体外设置水冷套冷却，避免了受压壳体超温；冷却室采取喷淋降温，简化了结构，使气化炉运行更安全。与同类装置相比，本发明工艺气化效率高，原料适应性强，工艺可靠性更高，同时可以实现固废和废液的处理。

技术领域

本发明属于能源化工技术领域，具体涉及一种水冷壁浆态进料气化炉。

背景技术

我国能源禀赋为“富煤、缺油、少气”。煤气化技术是煤制清洁原料、煤化工、IGCC发电等能源和化工领域的龙头技术。以煤气化为基础，不仅可以制取汽柴油、甲烷、甲醇、乙醇等燃料，还可以作为原料替代以石油、天然气为原料的化工生产需求。因而，开发清洁、高效、安全、可靠的煤气化技术是减少对油气资源的依赖有效途径。

水煤浆气化技术是目前相对较成熟的气化技术，在实际生产运行中应用较多。水煤浆气化炉一般是耐火砖热壁炉，耐火砖外的金属壳体作为承压部件。受耐火砖耐温性能的限制，一般不能采用灰熔点大于1400℃的煤种作为气化原料。同时，随着熔渣对耐火砖的侵蚀，耐火砖寿命一般仅一年至两年即需更换，不仅价格昂贵，局部严重侵蚀还可能使高温气体与气化炉壳体接触，造成压力容器壁面超温而引起事故。以德士古气化炉为例，该气化炉采用单烧嘴顶部雾化进料的方式，气化炉内采用耐火砖，煤浆进入气化炉反应区后温度场梯度大，造成残炭高，一般采用低灰熔点煤，约一年更换炉砖。使用过程中频繁更换烧嘴和炉砖而需启用备炉。另外激冷环和下降筒在使用过程中也存在很多问题，严重影响了装置的长周期稳定运行。

此外，目前的工业废水种类繁多，成分复杂，难以降解，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物难以回收。工业固废如煤泥、焦炭、半焦、石油焦、煤矸石、垃圾、污泥、粉煤灰等，也存在处理难，污染大的问题。尤其像煤矿和焦化厂产生的这些废固无法及时处理，造成大面积的堆积，易产生扬尘和污染。针对这些废固和废水现有的处理工艺都存在流程长，能耗高投资大的难题。工程上现有的一些装置在处理废固和废水方面都是单一处理，要么只处理废固，要么只处理废水，而且在运行过程中或多或少都出现一些问题。

基于以上存在的问题，亟需提供一种新的浆料加压气化装置，既能处理废固废水，又可以克服耐火砖腐蚀的问题，同时还能有效提高碳转化率和捕渣率，提高气化运行的安全性和可靠性，同时解决气化炉壳体和激冷环下降管超温烧坏的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种水冷壁浆态进料气化炉，解决现有技术中存在的上述技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种水冷壁浆态进料气化炉，包括气化炉壳体，其特征在于：所述气化炉壳体内由上至下设有气化反应室、冷却室以及渣池，其中：

所述气化炉壳体的顶部设有向下插入气化反应室的点火开工烧嘴，所述气化反应室上部由周侧水平向内插入有多个对置的浆料烧嘴；

在气化炉壳体与所述气化反应室之间设有水冷壁；

所述气化反应室的底部开口与激冷套筒相连通，所述激冷套筒布置在气化炉壳体内侧，其上部构成所述冷却室，下部与所述渣池相接；

在所述激冷套筒与气化炉壳体之间的夹层中填充有冷却水，夹层还连接有激冷水进水口与激冷水出水口。

所述的水冷壁浆态进料气化炉，其中：所述水冷壁采用盘管或列管结构，设置有水冷壁进水口与水冷壁出水口。

所述的水冷壁浆态进料气化炉，其中：水冷壁内壁敷耐火材料。