專利名稱：一種雙火層加壓氣化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種由固態(tài)含碳物料生產(chǎn)水煤氣的氣化爐，更具體地說，是一種雙火層的加壓氣化爐。
背景技術(shù)：
眾所周知，現(xiàn)有的水煤氣發(fā)生爐包括移動床常壓間歇操作的水煤氣爐、富氧連續(xù)操作的水煤氣爐、加壓氣化爐、流化床碎煤氣化爐以及大型的純氧氣流床氣化爐等等。
我國中小型化肥廠、甲醇廠多半采用間歇操作的移動床氣化爐生產(chǎn)水煤氣。一些有制氧設(shè)備的中型氮肥廠一般采用連續(xù)操作的富氧制氣工藝。由于這些廠的后續(xù)煤氣凈化手段比較簡單，因而普遍采用無煙塊煤或塊焦制備水煤氣。但是，在實際生產(chǎn)過程中，資源緊缺和供需方面的矛盾使得無煙塊煤的價格一再提高，而生產(chǎn)成本的提高使得大批的氮肥廠處于破產(chǎn)倒閉的邊緣。
為了解決上述問題，降低水煤氣的生產(chǎn)成本，人們自然會將目光轉(zhuǎn)向價格相對低廉的煙煤塊、型塊以及一些煙煤煤礦生產(chǎn)的天然焦，尤其是煙煤型塊，其價格一般僅為無煙塊煤的1/2。但這些低價的原料在常規(guī)的移動床水煤氣爐中所生產(chǎn)的水煤氣會帶有大量的煤焦油和烴類物質(zhì)，因此，會影響水煤氣的品質(zhì)，給后續(xù)的凈化加工過程帶來嚴重的問題。雖然曾有人試圖采用以下吹為主的方案，以煙煤為原料生產(chǎn)水煤氣，但在吹風(fēng)系統(tǒng)和水煤氣系統(tǒng)中仍然無法徹底清除焦油等物質(zhì)，不能用于合成氣的生產(chǎn)。
此外，在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中，企業(yè)的經(jīng)濟效益與裝置的規(guī)模是密切相關(guān)的。與常壓操作的水煤氣發(fā)生爐相比，如果采用同樣直徑的加壓氣化爐，其加工能力可以提高的倍數(shù)是其氣化壓力的平方根，因此，加壓氣化爐是今后氣化技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。
綜上所述，如何利用煙煤等廉價原料在加壓的條件下大規(guī)模地生產(chǎn)不含煤焦油或其它烴類物質(zhì)的水煤氣是本領(lǐng)域亟待解決的問題。該問題的妥善解決對于現(xiàn)有裝置的擴建、改造以及新裝置的建設(shè)都具有重要意義。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種雙火層的加壓氣化爐，以便利用煙煤等廉價原料在加壓的條件下大規(guī)模地生產(chǎn)不含煤焦油或其它高烴類物質(zhì)的水煤氣。
本實用新型所提供的雙火層加壓氣化爐包括以下構(gòu)件密封煤斗、煤分布器、受壓外殼、風(fēng)嘴、煤氣出口、水夾套、煤渣急冷室和密封渣斗，其中，所述密封煤斗、煤分布器、受壓外殼、煤渣急冷室和密封渣斗自上而下設(shè)置并相連通；所述受壓外殼的內(nèi)部設(shè)有水夾套，而水夾套內(nèi)設(shè)有雙火層和雙料層；該氣化爐的上部和下部均設(shè)有風(fēng)嘴，而所述煤氣出口設(shè)置于雙料層之間。
下面進一步詳細說明本實用新型所提供的雙火層加壓氣化爐，以便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解。
在本實用新型中，所述密封煤斗、煤分布器、受壓外殼、煤渣急冷室和密封渣斗自上而下設(shè)置并相連通，最好是使上述各部件自上而下地同軸設(shè)置。所述水夾套位于受壓外殼的內(nèi)部，并最好與受壓外殼同軸設(shè)置。本實用新型對于上述各部件的材質(zhì)和型式均無特殊要求，各種本領(lǐng)域常用的材質(zhì)或部件的構(gòu)型均適用于本實用新型。
在本實用新型中，所述水夾套內(nèi)設(shè)有雙火層和雙料層，具體地說，其自上而下依次為上煤層、上火層、上料層、下料層和下火層。其中，所述上料層與下料層的高度比為1.5∶1.5-3.0，優(yōu)選的高度比為1.5∶1.8-2.0。
在本實用新型中，加壓氣化爐的高徑比為3-6∶1，優(yōu)選的高徑比為3.5-5.5∶1。這里所述的加壓氣化爐的高度是指從加壓煤斗至加壓渣斗的垂直高度，所述加壓氣化爐的直徑是指氣化爐的水夾套的內(nèi)徑。
在本實用新型中，所述上料層與下料層之間設(shè)有布氣裝置，以便使所生成的煤氣均勻地經(jīng)煤氣出口導(dǎo)出。煤氣出口的下游可設(shè)置噴冷器，并采用循環(huán)水等冷卻介質(zhì)對高溫煤氣進行急冷。
在本實用新型中，該氣化爐的上部和下部均設(shè)有風(fēng)嘴，蒸汽、氧氣、空氣、富氧空氣等氣化劑經(jīng)上部風(fēng)嘴和下部風(fēng)嘴注入氣化爐中。一般情況下，優(yōu)選設(shè)置一個上部風(fēng)嘴，并將該上部風(fēng)嘴設(shè)置于密封煤斗之下、煤分布器之上。下部風(fēng)嘴的數(shù)量可根據(jù)氣化爐的規(guī)模，由技術(shù)人員經(jīng)工藝計算后確定。下部風(fēng)嘴沿圓周方向均勻布置，例如，可以設(shè)置4-10個下部風(fēng)嘴；下部風(fēng)嘴設(shè)置于下火層之下。
在本實用新型中，對于所述煤渣急冷室和密封渣斗的材質(zhì)和形狀沒有特殊的要求，本領(lǐng)域常用于急冷室和渣斗的材質(zhì)及形狀均可用于本實用新型。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所提供的加壓氣化爐具有以下的有益效果(1)對氣化用煤具有廣泛的適應(yīng)性。在選擇氣化用煤時，不會過多地受到煤的灰熔點和反應(yīng)性能的限制。可以利用煙煤塊或天然焦等廉價原料生產(chǎn)水煤氣。
(2)所述加壓氣化爐采用液態(tài)排渣技術(shù)，可減少蒸汽消耗量，提高生產(chǎn)能力。
(3)所生成的水煤氣的品質(zhì)較好，不含煤焦油或其它高烴類物質(zhì)。


圖1是本實用新型所述雙火層加壓氣化爐的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型所提供的技術(shù)方案予以進一步的說明，但本實用新型并不因此而受到任何限制。
如圖1所示，本實用新型所述雙火層加壓氣化爐包括以下構(gòu)件密封煤斗1、煤分布器2、受壓外殼4、風(fēng)嘴6、10和16、煤氣出口5、水夾套3、煤渣急冷室8和密封渣斗9。所述密封煤斗、煤分布器、受壓外殼、煤渣急冷室和密封渣斗自上而下地同軸設(shè)置并相連通。所述受壓外殼的內(nèi)部設(shè)有水夾套，且水夾套與受壓外殼同軸設(shè)置。水夾套內(nèi)設(shè)有上煤層14、上火層15、上料層12、下料層12a、下火層11。該氣化爐設(shè)有上部風(fēng)嘴16和下部風(fēng)嘴6和10。所述上料層和下料層之間設(shè)有便于煤氣均勻?qū)С龅牟細庋b置13。所述的煤氣出口設(shè)置于上料層12和下料層12a之間。
本實用新型所述的雙火層加壓氣化爐的工作方式如下常用的氣化原料，例如，無煙煤塊、煙煤塊、天然焦、石油焦等通過密封煤斗1和煤分布器2加入氣化爐中。與此同時，蒸汽、氧氣、空氣、富氧空氣等氣化劑通過風(fēng)嘴6、10和16噴入氣化爐中，與上述氣化原料接觸，并在常規(guī)的氣化條件下，例如，氣化壓力2.5-3.0MPa、氣化溫度900-1300℃左右、汽氧比0.9-1.5等，進行氣化反應(yīng)。所生成的水煤氣匯集于布氣裝置13，并經(jīng)煤氣出口5導(dǎo)出至后續(xù)流程。氣化反應(yīng)后所生成的液態(tài)灰渣經(jīng)排渣口7排出，進入位于氣化爐下部的煤渣急冷室8中，在循環(huán)急冷水的作用下冷卻為固態(tài)的煤渣。所形成的煤渣定期地或連續(xù)地排入密封渣斗9中，并最終經(jīng)密封渣斗下部的控制閥排出。
權(quán)利要求1.一種雙火層加壓氣化爐，包括以下構(gòu)件密封煤斗(1)、煤分布器(2)、受壓外殼(4)、風(fēng)嘴(6、10和16)、煤氣出口(5)、水夾套(3)、煤渣急冷室(8)和密封渣斗(9)，其特征在于所述密封煤斗、煤分布器、受壓外殼、煤渣急冷室和密封渣斗自上而下設(shè)置并相連通；所述受壓外殼的內(nèi)部設(shè)有水夾套，而水夾套內(nèi)設(shè)有雙火層和雙料層；該氣化爐的上部和下部均設(shè)有風(fēng)嘴，所述煤氣出口設(shè)置于雙料層之間。
2.按照權(quán)利要求1所述的加壓氣化爐，其特征在于所述密封煤斗、煤分布器、受壓外殼、煤渣急冷室和密封渣斗自上而下地同軸設(shè)置。
3.按照權(quán)利要求2所述的加壓氣化爐，其特征在于所述水夾套與受壓外殼同軸設(shè)置。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的加壓氣化爐，其特征在于所述水夾套內(nèi)自上而下地依次設(shè)置上煤層(14)、上火層(15)、上料層(12)、下料層(12a)、下火層(11)，且所述上料層與下料層的高度比為1.5∶1.5-3.0。
5.按照權(quán)利要求4所述的加壓氣化爐，其特征在于所述上料層與下料層的高度比為1.5∶1.8-2.0。
6.按照權(quán)利要求1所述的加壓氣化爐，其特征在于該加壓氣化爐的高徑比為3-6∶1。
7.按照權(quán)利要求5或6所述的加壓氣化爐，其特征在于該加壓氣化爐的高徑比為3.5-5.5∶1。
8.按照權(quán)利要求1所述的加壓氣化爐，其特征在于該加壓氣化爐在密封煤斗之下、煤分布器之上設(shè)置一個風(fēng)嘴(16)，而在該加壓氣化爐的下部設(shè)置4-10個風(fēng)嘴。
9.按照權(quán)利要求8所述的加壓氣化爐，其特征在于所述設(shè)置于該氣化爐下部的風(fēng)嘴沿爐體的圓周方向均勻布置。
專利摘要一種雙火層加壓氣化爐，包括以下構(gòu)件密封煤斗(1)、煤分布器(2)、受壓外殼(4)、風(fēng)嘴(6、10和16)、煤氣出口(5)、水夾套(3)、煤渣急冷室(8)和密封渣斗(9)，其中，所述密封煤斗、煤分布器、受壓外殼、煤渣急冷室和密封渣斗自上而下設(shè)置并相連通；所述受壓外殼的內(nèi)部設(shè)有水夾套，而水夾套內(nèi)設(shè)有雙火層和雙料層；該氣化爐的上部和下部均設(shè)有進風(fēng)嘴，而所述煤氣出口設(shè)置于雙料層之間。該氣化爐可利用煙煤等廉價原料在加壓的條件下大規(guī)模地生產(chǎn)不含煤焦油或其它高烴類物質(zhì)的水煤氣。
文檔編號C10J3/20GK2856048SQ20052014277
公開日2007年1月10日 申請日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者陳家仁 申請人:神華集團有限責(zé)任公司, 中國神華煤制油有限公司