煤氣化爐及具有該煤氣化爐的水煤漿氣化處理裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種煤氣化爐及具有該煤氣化爐的水煤漿氣化處理裝置。該煤氣化爐包括爐體，爐體包括：燃燒室；激冷室，設置在燃燒室的下方，且燃燒室的底部開設有與激冷室連通的通孔；進料口，設置在爐體上，并與燃燒室連通；排氣口，設置在爐體的頂部，并與燃燒室連通。本實用新型的煤氣化爐能夠避免德士古氣化爐中激冷環損壞導致下降管破損引起停車事故頻繁發生的現象，提高了煤氣化爐的使用周期和穩定性，同時為粗合成氣熱量的后續回收利用進行預處理。
【專利說明】煤氣化爐及具有該煤氣化爐的水煤漿氣化處理裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及煤氣化工裝置【技術領域】，更具體地，涉及一種煤氣化爐及具有該 煤氣化爐的水煤漿氣化處理裝置。

【背景技術】
[0002] 現有的煤氣化爐的包括燃燒室和設置在燃燒室下端的激冷室，燃燒室和激冷室之 間通過下降管連接。現有的煤氣化爐工藝過程為：當水煤漿和氧氣在煤氣化爐的燒嘴中充 分混合霧化后，會進入煤氣化爐的燃燒室內，在大約6. 5MPa、1350°C條件下進行氣化反應， 生成以C0和H2為有效成份的粗合成氣。粗合成氣與熔融態灰渣一起向下，經由激冷環均 勻分布并沿下降管進入激冷室，下降管的下沿設置在激冷室水浴的水面以下，使得熔融態 灰渣進入激冷室的水浴中。大部分的熔渣經激冷水冷卻固化后，沉入激冷室底部。粗合成 氣從下降管和外環管之間的環隙間上升，從激冷室進入到洗滌塔進行再次洗滌除灰。
[0003] 在現有的煤氣化爐中，激冷環常常因損壞或流道堵塞導致下降管上的保護水膜分 布不均使得下降管被高溫合成氣和熔渣燙壞而破損，另外，實際生產中的高溫熔融態灰渣 從煤氣化爐燃燒室下落過程中，常常觸碰到下降管，導致下降管鼓包破裂，使得高溫合成氣 未經水浴從破裂處走旁路，不得不停車處理。現有的煤氣化爐激冷室內件容易損壞，使用過 程中的可靠性低，影響整個裝置長周期運行的穩定。 實用新型內容
[0004] 本實用新型旨在提供一種煤氣化爐及具有該煤氣化爐的水煤漿氣化處理裝置，以 解決現有技術中的煤氣化爐激冷室內件容易損壞的問題。
[0005] 為解決上述技術問題，根據本實用新型的一個方面，提供了一種煤氣化爐，該煤氣 化爐包括爐體，爐體包括：燃燒室；激冷室，設置在燃燒室的下方，且燃燒室的底部開設有 與激冷室連通的通孔；進料口，設置在爐體上，并與燃燒室連通；排氣口，設置在爐體的頂 部，并與燃燒室連通。
[0006] 進一步地，煤氣化爐還包括設置在爐體頂部的上升管，上升管與排氣口對接且沿 遠離燃燒室的方向延伸。
[0007] 進一步地，爐體為柱狀結構，上升管為直管，且上升管、通孔以及排氣口均沿柱狀 結構的中心軸線布置。
[0008] 進一步地，煤氣化爐還包括低溫合成氣入口，低溫合成氣入口設置在上升管上且 與上升管連通。
[0009] 進一步地，煤氣化爐還包括沉降器，沉降器設置在上升管的遠離燃燒室的一端。
[0010] 進一步地，沉降器具有緩沖腔，緩沖腔與上升管連通，沉降器的緩沖腔的內徑比上 升管的內徑大。
[0011] 進一步地，上升管和緩沖腔的內壁上均設置有內襯層。
[0012] 進一步地，煤氣化爐還包括合成氣出口，合成氣出口設置在沉降器的遠離上升管 的一端，并與緩沖腔連通。
[0013] 進一步地，進料口與燃燒室的連通位置位于燃燒室上，且進料口接近燃燒室的位 置處設置有噴嘴。
[0014] 進一步地，進料口為偶數個，且沿燃燒室的周向兩兩對稱設置。
[0015] 根據本實用新型的另一方面，提供了一種水煤漿氣化處理裝置，該水煤漿氣化處 理裝置包括煤氣化爐，煤氣化爐為上述的煤氣化爐。
[0016] 應用本實用新型的技術方案，煤氣化爐包括爐體，該爐體包括燃燒室、激冷室、進 料口以及出氣口，其中，激冷室設置在燃燒室的下方，且燃燒室的底部開設有與激冷室連通 的通孔；進料口設置在爐體上，并與燃燒室連通；排氣口設置在爐體的頂部，并與燃燒室連 通。根據本實用新型，整個煤氣化爐的激冷中沒有設置下降管等內件結構，燃燒室和激冷室 之間是直接連通的，當煤氣化爐工作時，水煤漿和氧氣從進料口進入燃燒室，經燃燒處理之 后殘余的熔融態灰渣直接通過通孔落入到激冷室底部的水冷卻固化，由于激冷室的底部為 具有一定液位的水浴，因水浴將激冷室內腔與其底部的排渣口隔開，所以激冷室內腔形成 一個密閉的腔室，此時在燃燒室內燃燒產生的由C0 2、C0和H2形成的粗合成氣則從設置在燃 燒室上端的排氣口排到燃燒室外部，進而實現了將合成氣與灰渣初步分離開的功能，可見， 采用本實用新型的煤氣化爐可以實現以往煤氣化爐產氣功能，而并不需要設置下降管以及 激冷環等內件，從而避免了激冷室內件損壞導致停車事故頻繁發生的現象，提高了煤氣化 爐使用周期和穩定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的 示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖 中：
[0018] 圖1示意性示出了本實用新型中的煤氣化爐的主視圖。
[0019] 附圖標記說明：
[0020] 10、燃燒室；20、激冷室；30、進料口；40、排氣口；50、通孔；60、上升管；70、低溫合 成氣入口；80、沉降器；90、合成氣出口；100、排渣口。

【具體實施方式】
[0021] 以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利 要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0022] 參見圖1所示，根據本實用新型的實施例，煤氣化爐包括爐體，該爐體包括燃燒室 10、激冷室20、進料口 30以及排氣口 40,其中，激冷室20設置在燃燒室10的下方，且燃燒 室10的底部開設有與激冷室20連通的通孔50 ;進料口 30設置在爐體上，并與燃燒室10 連通；排氣口 40設置在爐體的頂部，并與燃燒室10連通。根據本實施例，整個煤氣化爐的 激冷中沒有設置下降管等內件結構，燃燒室10和激冷室20之間是直接連通的，當煤氣化爐 工作時，水煤漿和氧氣從進料口 30進入燃燒室10,經燃燒處理之后殘余的熔融態灰渣直接 通過通孔50落入到激冷室20底部的水冷卻固化，由于激冷室20的底部為具有一定液位的 水浴，因水浴將激冷室20內腔與其底部的排渣口隔開，所以激冷室20內腔形成一個密閉的 腔室，此時在燃燒室10內燃燒產生的由0)2、0)和H2形成的粗合成氣則從設置在燃燒室10 上端的排氣口 40排除到燃燒室10外部，進而實現了將合成氣與灰渣初步分離開的功能，可 見，采用本實用新型的煤氣化爐可以實現以往煤氣化爐產氣功能，而并不需要設置下降管 以及激冷環等內件，從而避免了激冷室20內件損壞導致停車事故頻繁發生的現象，提高了 煤氣化爐使用周期和穩定性。
[0023] 進料口 30與燃燒室10的連通位置位于燃燒室10上，且在進料口 30接近燃燒室 10的位置處設置噴嘴，在本實施例中，噴嘴和進料口一體化連接在一起，進入燃燒室10的 水煤漿被噴入的高速高壓的氧氣吹散而霧化。優選地，本實施例中的進料口 30為偶數個， 例如4、6、8個等，且該偶數個進料口 30沿燃燒室10的周向兩兩對稱設置，此時，相對稱的 兩個噴嘴噴出的水煤漿相互撞擊破碎，達到更好的霧化效果和更佳的氣化效率，進而提高 了水煤漿在燃燒室10內的氣化效率。
[0024] 煤氣化爐還包括設置在爐體的頂部的上升管60,該上升管60與排氣口 40對接且 沿遠離燃燒室10的方向延伸。由于水煤漿在燃燒的過程中會產生大小不一的灰渣，通常情 況下，大多數灰渣會下沉并通過通孔50進入激冷室20進行冷卻，然而，一部分顆粒狀的灰 渣則會跟隨粗合成氣（主要成分為C0 2、C0和H2)排出燃燒室10。在排氣口 40上對接上上 升管60后，粗合成氣中較大顆粒狀的灰渣因其密度較大在重力作用下在上升管60內上升 速度逐漸變小然后停止上升，而后反向緩慢下沉，再次進入燃燒室10,最后沉入激冷室20 進入水浴中冷卻固化，從而避免了過多的灰渣隨合成氣一道進入煤氣化爐的下游裝置中， 經過冷卻固化的灰渣最終從排渣口 100流出煤氣化爐。
[0025] 優選地，本實施例中的爐體為柱狀結構，上升管60為直管保證合成氣流通順暢性 的同時也為灰渣的回流提供了沉降空間。并且本實施例中的上升管60、通孔50以及排氣口 40均沿柱狀結構的中心軸線布置，進一步保證了合成氣和灰渣流動的通暢性。
[0026] 優選地，煤氣化爐還包括沉降器80,沉降器80設置在上升管60的遠離燃燒室10 的一端，且該沉降器80具有緩沖腔，緩沖腔與上升管60連通，對從上升管60進入到緩沖腔 內的合成氣進行緩沖處理，沉降器80的緩沖腔的內徑要比上升管60的內徑大，進行粗合成 氣流速減緩，使得粗合成氣攜帶固體顆粒的能力變弱，從而更有利于粗合成氣中灰渣沉降 下來。具體來說，在上升管60中，氣固獲得初步分離，當合成氣進入大直徑的沉降器80中， 流速迅速下降，部分灰渣顆粒也隨之減速上升進而下落，進一步氣固分離。
[0027] 根據本實施例，當合成氣與灰渣被分離之后，應當將合成氣排出整個煤氣化爐，因 此，在煤氣化爐上還設置有合成氣出口 90,該合成氣出口 90設置在沉降器80的遠離上升管 60的一端，并與緩沖腔連通，從而將經過氣固分離之后的合成氣排出煤氣化爐。
[0028] 優選地，本實施例中的上升管60和緩沖腔的內壁上均設置有耐高溫耐磨的內襯 層，避免沉降器80和上升管受到顆粒沖刷，以便提高整個煤氣化爐的使用壽命。
[0029] 在水煤漿氣化的過程中，煤氣化爐的下游設置有刮渣機和除塵器等設置，而從燃 燒室10出來的合成氣的溫度極高，約1300攝氏度，及其容易對下游設備造成熱蝕損傷，因 此，在煤氣化爐上還設置有低溫合成氣入口 70,該低溫合成氣入口 70設置在上升管60上 且與上升管60連通，從低溫合成氣入口 70處通入低溫合成氣時，該低溫合成氣會與從燃燒 室10排出的高溫合成氣混合，從而降低了進入煤合成器下游的合成氣的溫度。此時，一方 面能夠保護下游設備受高溫損壞，另一方面還可以降低下游的設備的經濟投入量，極大地 節約了企業的成本。
[0030] 根據本實用新型的另一方面，還提供了一種水煤漿氣化處理裝置，該處理裝置包 括煤氣化爐，該煤氣化爐為上述實施例的煤氣化爐。
[0031] 從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現了如下技術效果：本實 用新型的煤氣化爐的燃燒室下部為激冷室，激冷室沒有設置下降管和上升管等內件，僅有 水浴，且只用于激冷下落的灰渣，使得冷卻而用的水量大為節省，達到節約用水的目的，使 其在富煤缺水的西部地區的工業應用具有更強的適應性。采用本實用新型的煤氣化爐還 避免了激冷室內件損壞導致停車事故頻繁發生的現象，提高了煤氣化爐的使用周期和穩定 性，同時為粗合成氣熱量的后續回收利用進行預處理。
[0032] 以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種煤氣化爐，其特征在于，包括爐體，所述爐體包括： 燃燒室（10); 激冷室（20)，設置在所述燃燒室（10)的下方，且所述燃燒室（10)的底部開設有與所述 激冷室（20)連通的通孔（50); 進料口（30)，設置在所述爐體上，并與所述燃燒室（10)連通； 排氣口（40)，設置在所述爐體的頂部，并與所述燃燒室（10)連通。
2. 根據權利要求1所述的煤氣化爐，其特征在于，所述煤氣化爐還包括設置在所述爐 體頂部的上升管￠0)，所述上升管￠0)與所述排氣口（40)對接且沿遠離所述燃燒室（10) 的方向延伸。
3. 根據權利要求2所述的煤氣化爐，其特征在于，所述爐體為柱狀結構，所述上升管 (60)為直管，且所述上升管￠0)、所述通孔（50)以及所述排氣口（40)均沿所述柱狀結構 的中心軸線布置。
4. 根據權利要求2所述的煤氣化爐，其特征在于，所述煤氣化爐還包括低溫合成氣入 口（70)，所述低溫合成氣入口（70)設置在所述上升管（60)上且與所述上升管（60)連通。
5. 根據權利要求2至4中任一項所述的煤氣化爐，其特征在于，所述煤氣化爐還包括沉 降器（80)，所述沉降器（80)設置在所述上升管（60)的遠離所述燃燒室（10)的一端。
6. 根據權利要求5所述的煤氣化爐，其特征在于，所述沉降器（80)具有緩沖腔，所述 緩沖腔與所述上升管￠0)連通，所述沉降器（80)的所述緩沖腔的內徑比所述上升管（60) 的內徑大。
7. 根據權利要求6所述的煤氣化爐，其特征在于，所述上升管￠0)和所述緩沖腔的內 壁上均設置有內襯層。
8. 根據權利要求6所述的煤氣化爐，其特征在于，所述煤氣化爐還包括合成氣出口 (90)，所述合成氣出口（90)設置在所述沉降器（80)的遠離所述上升管（60)的一端，并與 所述緩沖腔連通。
9. 根據權利要求1所述的煤氣化爐，其特征在于，所述進料口（30)與所述燃燒室（10) 的連通位置位于所述燃燒室（10)上，且所述進料口（30)接近所述燃燒室（10)的位置處設 置有噴嘴。
10. 根據權利要求9所述的煤氣化爐，其特征在于，所述進料口（30)為偶數個，且沿所 述燃燒室（10)的周向兩兩對稱設置。
11. 一種水煤漿氣化處理裝置，包括煤氣化爐，其特征在于，所述煤氣化爐為權利要求 1至10中任一項所述的煤氣化爐。
【文檔編號】C10J3/84GK203904287SQ201420341277
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】文定良, 唐煜 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華包頭煤化工有限責任公司, 中國神華煤制油化工有限公司