[发明专利]一种旋风熔渣煤气炉水冷激增湿煤气工艺及设备

说明书

本发明是一种旋风熔渣煤气水冷激分离炉渣、煤气增湿的工艺方法及设备。它与本人获得的专利号为94113129.7《一种旋风熔渣煤气炉制气方法及设备》属一种总构想下的另一种发明。与前者不同的是：前者是用氮气冷激旋风熔渣煤气炉出口的高温煤气；而后者是采用水冷激并增湿旋风熔渣炉出口的高温煤气，使煤气中水蒸气含量达到后续工序CO变换反应的要求；同时，为了提高单炉煤气产量，后者除采用单个旋流器喷嘴的直立式炉膛熔渣炉炉型外，还增加水平、多喷头卧式炉膛熔渣炉旋流器喷射粉煤和气化剂的炉型。立式炉膛还有气化剂辅助喷嘴。

本发明的目的在于提供一种投资少，消耗低，气体成份好，气量稳定，减少环境污染，适用于中小合成氨厂的制气装置。由于采用水冷激旋风熔渣炉出口高温煤气，既使煤气中熔渣冷激降温固化便于分离，又使水受热蒸发变成水蒸气，使煤气中含有水蒸气(即增湿)。合成氨原料中的一氧化碳要在加入水蒸气在催化剂作用下，反应生成二氧化碳和氢气。本方法使煤气中含有合成氨CO变换所需的水蒸气，从而使独立性很强中小合成氨的水煤气制造系统和一氧化碳变换系统联系在一起来了。这样不仅使中小合成氨厂的成品单位能耗大大降低，而且为中小合成氨厂实现真正意义上的生产自动控制提供了有利条件。

本发明主要包括旋风熔渣煤气炉，煤气熔渣冷激分离器，贮渣罐，热量回收器，蒸气包等，旋风熔渣煤气炉可有立式或卧式两种炉型。所述的旋风熔渣煤气炉上封头顶端安装有螺旋体喷嘴，下端封头收缩后与冷激分离器相连，煤气熔渣冷激分离器下端通过旋塞与贮渣罐相连，煤气熔渣冷激分离器上部壁上有一煤气出口，热量回收器下部有煤气进口，由煤气管将冷激分离器与热量回收器连接在一起，热量回收器下部为蒸气过热器，上部为废热锅炉，蒸气包置于废热锅炉的上方。

本发明的特征在于：在旋风熔渣煤气炉上设置有旋流喷嘴，煤气冷激分离器的中心设有一钢制圆筒形中心管，中心管上端与熔渣炉出口相连，下端由固定在冷激分离器下端的特制弹簧支撑。在旋风熔渣煤气炉与煤气冷激分离器连接处设有冷激水环形盘管，盘管上均匀分布着以一定倾角对着中心管管壁的喷水管。

本发明的制气工艺为：以氧气或富氧空气和蒸气或过热蒸气为气化剂，利用旋流器喷嘴将氧气和蒸气及其携带的粉煤喷入炉内，在1300-1500℃的高温及0.9-1.4MPa压力下进行气化，熔渣炉内产生的高温煤气和煤的熔渣通过熔渣炉的出口而进入冷激分离器的中心管。由中心管上端附近的环形盘管中的水向中心管管壁喷射吸收高温气体中的热量，迅速汽化而形成蒸气，蒸气由中心管壁反射到煤气中。这样，高温煤气温度急剧下降，熔渣凝固。熔渣由运动的惯性及受重力作用而直入冷激分离器下部水中，由间歇开启的贮渣罐入口旋塞将冷激分离器的水渣排入贮渣罐中，再由间歇开启的贮渣罐出口旋塞将贮渣罐内的水渣排出罐外。初步分离了熔渣和降温后的煤气从中心管中部壁上的圆孔中出来而折流到冷激分离器上部煤气出口。由于折流作用，使煤气中的炉渣进一步分离。分离了熔渣的煤气，其温度已降到约600℃，通过冷激分离器的出口煤气管而进入蒸气过热器，在蒸气过热器内，煤气温度降至500℃，然后进入废热锅炉，煤气通过废热锅炉，其温度降至150℃，煤气中蒸气的含量为40％～50％(体积比)，符合后工序一氧化碳变换的要求。