[发明专利]一种高效气化炉及其工作方法

说明书

本发明公开的一种高效气化炉及其工作方法，属于气化炉技术领域。包括气化炉本体、水蒸汽流量检测及控制装置、氧气流量检测及控制装置、CO及H₂质量分数在线分析仪、合成气流量检测装置、过热蒸汽流量检测及控制装置、控制系统和过热蒸汽发生器。气化炉本体内部包括基础反应室和流场反应室，基础反应室与流场反应室之间设有缩口；基础反应室内设有基础反应室喷嘴，流场反应室内设有流场反应室喷嘴，缩口上设有提效喷嘴；过热蒸汽发生器设在气化炉本体内；气化炉本体上方设有激冷气喷嘴；控制系统在各处设置的检测及控制装置，能够使控制系统精准地控制气化炉各处的进料量，并根据反馈及时调整，保证了气化炉的高效稳定运行。

技术领域

本发明属于气化炉技术领域，具体涉及一种高效气化炉及其工作方法。

背景技术

煤气化技术是煤炭清洁高效利用的核心技术，是发展先进的清洁煤发电、煤化工、煤基多联产等能源系统的关键技术，对各系统的运行可靠性和经济性具有重要影响。在现代煤化工项目快速发展驱动下，煤气化技术正在向大型化、清洁高效、宽煤种适应性方向发展。煤气化技术发展呈现百花齐放的局面，但是现阶段高效清洁煤气化技术的发展过程中，仍然存在诸多问题亟待解决。

目前，大部分的气化炉都为一室一段，如航天炉，GSP，壳牌炉等，反应出口温度高，需要大量循环冷煤气对高温煤气进行激冷，设备庞大而昂贵，气化能耗高，效率低。

华能两室两段式干煤粉加压气化技术，一段气化产生的高温煤气与二段喷入的煤粉和水蒸汽进一步发生气化反应，将高温煤气显热更多地转化为煤气的有效成分，利用二段气化吸热反应，使煤气温度快速降低(也称“化学激冷”)，大幅度降低了设备造价。但气化炉二段反应温度较低，煤粉在二段产生残炭较高的飞灰，导致气化炉整体冷煤气效率降低，提高气化炉气化效率成为了世界难题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高效气化炉及其工作方法，能够提高气化炉的效率，保证气化炉的高效稳定运行。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种高效气化炉，包括气化炉本体、水蒸汽流量检测及控制装置、氧气流量检测及控制装置、CO及H₂质量分数在线分析仪、合成气流量检测装置、过热蒸汽流量检测及控制装置、控制系统和过热蒸汽发生器；

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，基础反应室喷嘴连接有干煤粉、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，流场反应室喷嘴连接有干煤粉系统和氧气系统，若干流场反应室喷嘴以相同角度斜向下偏转；缩口上设有若干提效喷嘴，提效喷嘴连接有水蒸汽系统，若干提效喷嘴以相同角度在水平方向偏转；过热蒸汽发生器设在气化炉本体内，过热蒸汽发生器的入口连接有高压蒸汽系统，过热蒸汽发生器的出口与流场反应室喷嘴连接；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和合成气流量检测装置设在气化炉本体的废锅出口；水蒸汽流量检测及控制装置设在水蒸汽系统与提效喷嘴之间的连接管道上；氧气流量检测及控制装置设在氧气系统与流场反应室喷嘴之间的连接管道上；过热蒸汽流量检测及控制装置设在过热蒸汽发生器与流场反应室喷嘴之间的连接管道上；

水蒸汽流量检测及控制装置、氧气流量检测及控制装置、CO及H₂质量分数在线分析仪、合成气流量检测装置和过热蒸汽流量检测及控制装置分别与控制系统连接。

优选地，过热蒸汽发生器为布置在同一平面内的蛇形弯管，过热蒸汽发生器水平设置在气化炉内的流场反应室喷嘴与激冷气喷嘴之间。

优选地，流场反应室喷嘴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≤流场反应室喷嘴的最远射程。