專利名稱：下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤化工領(lǐng)域，特別地，涉及煤氣流床氣化。
2.
背景技術(shù)：
煤氣化是煤的潔凈與高效利用的龍頭和關(guān)鍵技術(shù)。氣流床氣化是最近幾十年發(fā)展起來的新型煤并流式氣化技術(shù)，氣化劑與煤粉或煤漿經(jīng)噴嘴進(jìn)入氣化室，煤的熱解、燃燒以及氣化反應(yīng)幾乎同時進(jìn)行，高溫保證了煤的完全氣化，煤中的礦物質(zhì)成為熔渣后離開氣化爐。與傳統(tǒng)氣化技術(shù)相比，加壓氣流床氣化溫度高、處理能力大、氣體有效成分高、氣化效率高，是未來合成型煤氣化技術(shù)發(fā)展方向。 目前氣流床煤氣化工藝按煤氣的排放方向，可分為下行式和上行式兩類。如Texaco水煤漿氣化、GSP粉煤氣化、四噴嘴對置氣流床氣化爐、熔渣非熔渣分級氣流床氣化爐和HT航天爐等均采用氣渣同向順流的下行方式。Shell氣化爐、F-T氣化爐和西熱工兩段氣流床氣化爐采用了氣體向上、熔渣向下的上行方式。上行方式的氣流床氣化爐往往采用上行廢鍋流程，產(chǎn)生高壓蒸汽，回收了氣體的部分熱量，但冷煤氣循環(huán)量大，增加了循環(huán)壓縮能耗。下行方式的氣流床氣化爐往往采用激冷流程，含水煤氣對于后續(xù)變換工序有利，非常適合作為化工生產(chǎn)合成氣，但能量未能回收，黑水量大，生化處理難度高。因此開發(fā)高熱量回收、低壓縮能耗的下行氣流床氣化爐的氣渣能量同時回收裝置是目前氣流床氣化工藝亟待解決難題之一。
3.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有下行氣流床煤氣化技術(shù)存在的不足而提供一種下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，同時回收煤氣和熔渣的熱量、降低循環(huán)壓縮能耗，避免黑水二次污染等優(yōu)點(diǎn)，可滿足產(chǎn)業(yè)部門對氣化爐的要求。本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明提供下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，由下行氣流床氣化爐殼體、氣化產(chǎn)物排出口、冷卻室、旋流冷卻套、急冷水霧化噴頭、冷煤氣返回口、側(cè)面開縫的中心煤氣管、固體排渣口組成。下行氣流床氣化爐底部中心中心設(shè)置氣化產(chǎn)物排出口，下部與冷卻室相連；氣化產(chǎn)物排出口外側(cè)設(shè)置旋流冷卻套，旋流冷卻套上部接通冷煤氣返回口 ；在氣化產(chǎn)物排出口與旋流冷卻套之間設(shè)置有急冷水管和霧化噴頭；冷卻室中心設(shè)置側(cè)面開縫的中心煤氣管，冷卻室底部側(cè)面設(shè)置固體排渣口。旋流冷卻套與氣化產(chǎn)物排出口直徑之比為I. 5 I. 8:1，氣化產(chǎn)物排出口長度為50(Tl000mm，旋流冷卻套長度為氣化產(chǎn)物排出口長度的2 3倍。側(cè)面開縫的中心煤氣管與旋流冷卻套之間間距為500-1000mm。側(cè)面開縫的中心煤氣管直徑與氣化產(chǎn)物排出口直徑之比為0. 5^0. 8:10側(cè)面開縫的中心煤氣管沿圓周均勻開有條形縫，條縫寬度為10_50mm，長度為100-400mm,條縫總面積為中心煤氣管截面積的1.5-3倍。
冷煤氣返回口距離冷卻室頂部高度為O-IOOmm.氣化產(chǎn)物排出口與旋流冷卻套之間設(shè)置的急冷水管距離冷卻室頂部高度為300-800mm.霧化噴頭為沿激冷水管圓周上均勻布置、大小相同的噴頭。冷卻室高徑比為6 8:1.
4.



圖I是本發(fā)明的下行氣流床氣化爐的液渣固體排放結(jié)構(gòu)示意圖。附圖的圖面說明如下1.下行氣流床氣化爐殼體、2.氣化產(chǎn)物排出口、3.冷卻室、
4.旋流冷卻套、5.激冷水管、6.霧化噴嘴、7.冷煤氣返回口、8.側(cè)面開縫的中心煤氣管、9.固體排渣口。
5.
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)的介紹圖I所示，本發(fā)明所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)由下行氣流床氣化爐殼體(I)、氣化產(chǎn)物排出口(2)、冷卻室
(3)、旋流冷卻套(4)、激冷水管(5)、霧化噴嘴(6)、冷煤氣返回口( 7)、側(cè)面開縫的中心煤氣管(8)、固體排渣口(9)組成；下行氣流床氣化爐殼體(I)底部中心中心設(shè)置氣化產(chǎn)物排出口(2)，下行氣流床氣化爐殼體(I)底部與冷卻室(3)相連；氣化產(chǎn)物排出口(2)外側(cè)設(shè)置旋流冷卻套(4)，旋流冷卻套(4)上部接通冷煤氣返回口(7);在氣化產(chǎn)物排出口(2)與旋流冷卻套(4)之間設(shè)置有急冷水管(5)和霧化噴頭(6);冷卻室(3)中心設(shè)置側(cè)面開縫的中心煤氣管(8)，冷卻室(3)底部側(cè)面設(shè)置固體排渣口(9)。旋流冷卻套(4)與氣化產(chǎn)物排出口(2)直徑之比為I. 5 I. 8:1，氣化產(chǎn)物排出口
(2)長度為50(Tl000mm，旋流冷卻套長度(4)為氣化產(chǎn)物排出口(2)長度的2 3倍。側(cè)面開縫的中心煤氣管(8)與旋流冷卻套(4)之間間距為500-1000mm。側(cè)面開縫的中心煤氣管(8)直徑與氣化產(chǎn)物排出口(2)直徑之比為0. 5^0. 8:10側(cè)面開縫的中心煤氣管(8)沿圓周均勻開有條形縫，條縫寬度為10_50mm，長度為100-400mm,條縫總面積為中心煤氣管(8)截面積的I. 5-3倍。冷煤氣返回口(7)距離冷卻室(3)頂部高度為O-IOOmm.氣化產(chǎn)物排出口(2)與旋流冷卻套(4)之間設(shè)置的急冷水管(5)距離冷卻室(3)頂部高度為300-800mm.冷卻室(3)比為6 8:1.下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)工作時，通過旋流冷卻套上部高速旋轉(zhuǎn)而下的冷煤氣被急冷水管和霧化噴頭噴出的水霧加濕后，與進(jìn)入冷卻室的粗煤氣和液渣旋流混合換熱，利用水霧的氣化潛熱大幅度降低了冷煤氣的循環(huán)量和循環(huán)能耗；液渣固化，在旋流冷卻套下部出口氣固分離；粗煤氣由于慣性小攜帶炭黑通過側(cè)面開縫的中心煤氣管流出，進(jìn)入下游的廢鍋換熱工序和中溫煤氣水洗脫碳黑工序，充分利用煤氣和熔渣余熱；固體渣從冷卻室底部側(cè)面的固體排渣口排出，避免了下行氣流床氣化爐激冷渣產(chǎn)生的黑水難題。
權(quán)利要求
1.下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，由下行氣流床氣化爐殼體、氣化產(chǎn)物排出口、冷卻室、旋流冷卻套、急冷水霧化噴頭、冷煤氣返回口、側(cè)面開縫的中心煤氣管、固體排渣口組成，其特征在于下行氣流床氣化爐底部中心中心設(shè)置氣化產(chǎn)物排出口，下部與冷卻室相連；氣化產(chǎn)物排出口外側(cè)設(shè)置旋流冷卻套，旋流冷卻套上部接通冷煤氣返回口 ；在氣化產(chǎn)物排出口與旋流冷卻套之間設(shè)置有急冷水管和霧化噴頭；冷卻室中心設(shè)置側(cè)面開縫的中心煤氣管，冷卻室底部側(cè)面設(shè)置固體排渣口。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，其特征在于所說的旋流冷卻套與氣化產(chǎn)物排出口直徑之比為I. 5 1. 8:1，氣化產(chǎn)物排出口長度為50(Tl000mm，旋流冷卻套長度為氣化產(chǎn)物排出口長度的2 3倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，其特征在于所說的側(cè)面開縫的中心煤氣管與旋流冷卻套之間間距為500-1000mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，其特征在于所說的側(cè)面開縫的中心煤氣管直徑與氣化產(chǎn)物排出口直徑之比為0. 5^0. 8:10
5.根據(jù)權(quán)利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，其特征在于所說的側(cè)面開縫的中心煤氣管沿圓周均勻開有條形縫，條縫寬度為10-50mm，長度為100-400mm,條縫總面積為中心煤氣管截面積的I. 5_3倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，其特征在于所說的冷煤氣返回口距離冷卻室頂部高度為0-100_。
7.根據(jù)權(quán)利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，其特征在于所說的氣化產(chǎn)物排出口與旋流冷卻套之間設(shè)置的急冷水管距離冷卻室頂部高度為300-800mmo
8.根據(jù)權(quán)利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，其特征在于所說的霧化噴頭為沿激冷水管圓周上均勻布置、大小相同的噴頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求書(I)所述的下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，其特征在于所說的冷卻室1 徑比為6 8:1。
全文摘要
本發(fā)明提供下行煤氣流床氣化爐的熔渣旋流固化排放結(jié)構(gòu)，由下行氣流床氣化爐殼體、氣化產(chǎn)物排出口、冷卻室、旋流冷卻套、急冷水霧化噴頭、冷煤氣返回口、側(cè)面開縫的中心煤氣管、固體排渣口組成。下行氣流床氣化爐底部中心設(shè)置氣化產(chǎn)物排出口，下部與冷卻室相連；氣化產(chǎn)物排出口外側(cè)設(shè)置旋流冷卻套，旋流冷卻套上部接通冷煤氣返回口；在氣化產(chǎn)物排出口與旋流冷卻套之間設(shè)置有急冷水管和霧化噴頭；冷卻室中心設(shè)置側(cè)面開縫的中心煤氣管，冷卻室底部側(cè)面設(shè)置固體排渣口，充分利用氣化產(chǎn)物余熱，消除黑水難題。
文檔編號C10J3/52GK102965156SQ20121046568
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者田原宇, 喬英云, 史偉偉 申請人:中國石油大學(xué)(華東)