[发明专利]一种气化炉炉壁保护系统及其使用方法

说明书

本发明的目的在于提供一种气化炉炉壁保护系统及其使用方法，实现对气化炉炉壁的温度保护，以解决高温合成气反窜入环腔导致气化炉炉壁局部超温、水冷壁变形损坏或破裂的情况；为达到上述目的，本发明的解决方法是提供一种气化炉炉壁保护系统，包括：气化炉、保护气管线和保护气加热器，所述保护气管线与所述气化炉连接，所述保护气加热器设于所述保护气管线上，所述气化炉内设有气化炉气化反应室、气化炉过渡区和气化炉辐射废锅段，所述保护气管线用于向所述气化炉内通入保护气，所述保护气加热器用于保护气的加热。

技术领域

本发明涉及煤化工技术领域，尤其涉及一种防止气化炉炉壁超温的保护系统及其使用方法。

背景技术

富煤、贫油、少气的能源结构使得我国煤化工行业发展迅速，而气流床煤气化凭借其煤种适应性强、气化效率高、碳转化率高、清洁高效等优势在煤化工行业占据着非常重要的位置。

目前，根据粗合成气的能量回收程度划分，气流床气化技术主要分为激冷流程、半废锅流程和全废锅流程。在当前能源综合利用的全球形势下，半废锅流程和全废锅流程赢得了越来越多人的关注。废锅流程的气化炉结构上主要分为气化反应室、整流过渡区和辐射废锅段，其中，气化反应室为粉煤与气化剂(氧源、氢源)的主要反应场所，通过一系列氧化还原反应得到粗合成气(有效成分为一氧化碳和氢气)，操作温度普遍在1300～1700℃之间；整流过渡区的作用是调整合成气的流场，由旋流态过渡为管束状，防止熔融态液渣甩至辐射废锅段水冷壁上，影响辐射换热效果；辐射废锅段是粗合成气能量回收的重要场所，高温的粗合成气与废锅段水冷壁和水冷屏内的流体进行辐射换热，充分回收粗合成气中高位热能，副产中/高压饱和蒸汽，换热后的粗合成气温度大约在700～900℃。

而气化炉炉壁的设计温度一般在300～400℃左右，无法适应高温高压的工作环境。为了防止气化炉炉壁超温，气化炉气化室和辐射废锅段均采用了水冷壁结构，且在水冷壁与气化炉炉壁间预留环隙，气化炉运行过程中可向环腔内通入气体，因气体的传热阻力大，所以能有效防止气化炉炉壁超温。但在实际项目运行中，因系统设计的问题，可能会出现高温合成气反窜入环腔进而导致气化炉炉壁局部超温、水冷壁变形损坏或破裂的情况，因此，一套安全有效的防止气化炉炉壁超温的保护系统的发明显得尤为重要。

CN107163993B，提供一种气化炉冷却保护装置，包括：冷却装置，所述冷却装置设置在气化炉气化室下渣口与激冷装置连接段处。所述冷却装置包括：进水管、冷却盘管、出水管、弯曲膨胀弯；所述冷却盘管环绕在气化炉气化室下渣口与激冷装置连接段内侧，所述冷却盘管的进出口分别与进水管和出水管相连，所述冷却盘管进出口内侧段设置有弯曲膨胀弯；但实际工作中可能出现高温合成气反窜入环腔进而导致气化炉炉壁局部超温、水冷壁变形损坏或破裂的情况。

因此，有针对性的对煤化工技术领域提供一种防止气化炉炉壁超温的保护系统及其使用方法，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气化炉炉壁保护系统及其使用方法，实现对气化炉炉壁的温度保护，以解决高温合成气反窜入环腔导致气化炉炉壁局部超温、水冷壁变形损坏或破裂的情况。

为达到上述目的，本发明的解决方法是提供一种气化炉炉壁保护系统，包括：气化炉、保护气管线和保护气加热器，所述保护气管线与所述气化炉连接，所述保护气加热器设于所述保护气管线上，所述气化炉内设有气化炉气化反应室、气化炉过渡区和气化炉辐射废锅段，所述保护气管线用于向所述气化炉内通入保护气，所述保护气加热器用于保护气的加热；气化炉气化反应室和气化炉辐射废锅段均采用了水冷壁结构，且在水冷壁与气化炉的炉壁间预留环隙，气化炉运行过程中可向气化炉环腔内通入保护气，因保护气的传热阻力大，所以能有效防止气化炉的炉壁超温。优选地，所述保护气为惰性气体。

进一步地，所述气化炉气化反应室与所述保护气管线通过一道以上的管路连接，且管路上设有流量阀。

进一步地，所述气化炉过渡区与所述保护气管线通过一道以上的管路连接，且管路上设有流量阀。