[发明专利]一种高效气化炉及其工作方法

权利要求书

1.一种高效气化炉，其特征在于，包括气化炉本体、水蒸汽流量检测及控制装置(5)、氧气流量检测及控制装置(6)、CO及H₂质量分数在线分析仪(7)、合成气流量检测装置(8)、过热蒸汽流量检测及控制装置(9)、控制系统(10)和过热蒸汽发生器(11)；

气化炉本体内部包括基础反应室和流场反应室，基础反应室设在流场反应室下方，基础反应室与流场反应室之间设有缩口；基础反应室内设有若干基础反应室喷嘴(3)，基础反应室喷嘴(3)连接有干煤粉、水蒸汽及氧气系统；流场反应室内设有若干流场反应室喷嘴(1)，流场反应室喷嘴(1)连接有干煤粉系统和氧气系统，若干流场反应室喷嘴(1)以相同角度斜向下偏转；缩口上设有若干提效喷嘴(2)，提效喷嘴(2)连接有水蒸汽系统，若干提效喷嘴(2)以相同角度在水平方向偏转；过热蒸汽发生器(11)设在气化炉本体内，过热蒸汽发生器(11)的入口连接有高压蒸汽系统，过热蒸汽发生器(11)的出口与流场反应室喷嘴(1)连接；气化炉本体上方设有激冷气喷嘴；

CO及H₂质量分数在线分析仪(7)和合成气流量检测装置(8)设在气化炉本体的废锅出口；水蒸汽流量检测及控制装置(5)设在水蒸汽系统与提效喷嘴(2)之间的连接管道上；氧气流量检测及控制装置(6)设在氧气系统与流场反应室喷嘴(1)之间的连接管道上；过热蒸汽流量检测及控制装置(9)设在过热蒸汽发生器(11)与流场反应室喷嘴(1)之间的连接管道上；

水蒸汽流量检测及控制装置(5)、氧气流量检测及控制装置(6)、CO及H₂质量分数在线分析仪(7)、合成气流量检测装置(8)和过热蒸汽流量检测及控制装置(9)分别与控制系统(10)连接。

2.根据权利要求1所述的高效气化炉，其特征在于，过热蒸汽发生器(11)为布置在同一平面内的蛇形弯管，过热蒸汽发生器(11)水平设置在气化炉内的流场反应室喷嘴(1)与激冷气喷嘴之间。

3.根据权利要求1所述的高效气化炉，其特征在于，流场反应室喷嘴(1)在水平方向上的偏转角度为1°～1.5°，在竖直方向的偏转角度α符合：r×secα≤流场反应室喷嘴(1)的最远射程，r为气化炉半径。

4.根据权利要求1所述的高效气化炉，其特征在于，提效喷嘴(2)的偏转角度为1.5°～5°。

5.根据权利要求1所述的高效气化炉，其特征在于，若干流场反应室喷嘴(1)、若干提效喷嘴(2)和若干基础反应室喷嘴(3)均在水平方向上均布。

6.根据权利要求1所述的高效气化炉，其特征在于，流场反应室喷嘴(1)与提效喷嘴(2)在水平方向上的偏转方向相反。

7.根据权利要求1～6任意一项所述的高效气化炉的工作方法，其特征在于，包括：

基础反应室喷嘴(3)将干煤粉、水蒸汽及氧气喷入基础反应室进行燃烧反应，流场反应室喷嘴(1)将过热水蒸汽和干煤粉喷入流场反应室进行化学激冷反应，当增加流场反应室喷嘴(1)喷出的过热水蒸汽，冷煤气效率不再提高时，流场反应室喷嘴(1)喷氧气进行调节；流场反应室喷嘴(1)斜向下偏转，形成向下的强混动流场，提效喷嘴(2)喷水蒸汽，促进与基础反应室来的合成气进行混合；

通过CO及H₂质量分数在线分析仪(7)和合成气流量检测装置(8)实现冷煤气效率的实时监控并将数据反馈给控制系统(10)，控制系统(10)通过水蒸汽流量检测及控制装置(5)、氧气流量检测及控制装置(6)和过热蒸汽流量检测及控制装置(9)，对各处的水蒸汽、氧气和过热蒸汽的进料量进行控制，通过对冷煤气效率的控制，提高气化炉的效率。