带热回收的多喷嘴气化炉制造技术

本实用新型专利技术公开了带热回收的多喷嘴气化炉，包括：壳体，壳体内形成气化室，壳体的底部收缩形成气化室出渣口；顶部烧嘴，其设在壳体的顶壁上；二次给氧烧嘴，其设在壳体的侧壁上；辐射废锅，其设在气化炉的下方且与气化室出渣口相连，辐射废锅的底部收缩成废锅出渣口，辐射废锅包括：水冷壁，水冷壁设在辐射废锅内且水冷壁限定出气渣通道；水冷屏组，水冷屏组包括多个长水冷屏和多个短水冷屏，多个长水冷屏和多个短水冷屏设在气渣通道内且沿周向分布，每个长水冷屏和每个短水冷屏均由水冷壁向气渣通道中心轴方向延伸；排渣池，其与辐射废锅的底部相连，废锅出渣口延伸到排渣池内液面以下，排渣池的侧壁具有粗合成气出口。

Multi-nozzle gasifier with heat recovery

【技术实现步骤摘要】
带热回收的多喷嘴气化炉
本技术属于气化炉领域，具体而言，本技术涉及带热回收的多喷嘴气化炉。
技术介绍
气化反应往往在高温高压条件下进行，因此气化炉壁面往往需要采用耐火材料来确保炉体安全。气化炉内的火焰分布主要与氧分布有关，当采取顶部多喷嘴或单喷嘴进料时，由于顶部氧化剂充足，往往导致顶部区域火焰温度较高，从而导致顶部烧嘴及壁面局部区域耐火材料寿命偏短，在生产期间常常需要停车进行检修，造成人力和财力的浪费。带有辐射废锅的气化炉能消化高硫、高灰、高灰熔点煤，实现了原料煤本地化，解决山西“三高”煤的气化难题，也为全国“三高”煤综合利用、气化提供了新方法、新手段；对山西省改造传统煤化工和发展煤制天然气、煤制油、煤制烯烃、煤制乙二醇等新型煤化工产业具有重要意义。而通过在气化炉内部设置辐射废锅装置，在设备运行过程中，通过回收高温高压合成气热量、副产高温高压蒸汽等方式，节约燃料消耗，提高能源转换效率，从而降低了设备整体的运行成本。然而现有的辐射废锅装置存在换热面积低以及易发生通道堵塞等问题，因此需要进一步改进。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种带热回收的多喷嘴气化炉，采用该气化炉可以显著提高煤浆的气化效率，同时可以在提高辐射废锅内换热面积的同时避免通道堵塞，并且得到初步净化的合成气。根据本技术的一个方面，本技术提出了一种带热回收的多喷嘴气化炉。根据本技术的实施例，该气化炉包括：壳体，所述壳体内形成气化室，所述壳体的内壁上设置有耐火层，所述耐火层材料为耐火砖或水冷壁，所述壳体的底部收缩形成气化室出渣口；顶部烧嘴，所述顶部烧嘴设置在所述壳体的顶壁上且适于向所述气化室喷射煤浆、氧气和蒸汽或者水煤浆、氧气；二次氧烧嘴，所述二次氧烧嘴设置在所述壳体的侧壁上且适于向所述气化室喷射氧气；辐射废锅，所述辐射废锅设在所述气化室的下方且与所述气化室出渣口相连，所述辐射废锅的底部收缩形成废锅出渣口，所述辐射废锅包括：水冷壁，所述水冷壁设在所述辐射废锅内且所述水冷壁限定出气渣通道；水冷屏组，所述水冷屏组包括多个长水冷屏和多个短水冷屏，所述多个长水冷屏和所述多个短水冷屏设在所述气渣通道内且沿周向分布，每个所述长水冷屏和每个所述短水冷屏均由所述水冷壁向所述气渣通道中心轴方向延伸；其中，所述水冷壁的下集箱和每个所述长水冷屏的下集箱、每个所述短水冷屏的下集箱相连并与穿过所述辐射废锅下部的冷却水进水管相连通；所述水冷壁的上集箱和每个所述长水冷屏的上集箱、每个所述短水冷屏的上集箱相连并与穿过所述辐射废锅上部的冷却水出水管相连通；排渣池，所述排渣池与所述辐射废锅的底部相连，所述废锅出渣口延伸到所述排渣池内液面以下，所述排渣池的侧壁具有粗合成气出口，底部具有排渣口。根据本技术实施例的带热回收的多喷嘴气化炉通过在气化炉的顶壁设置顶部烧嘴，在侧壁设置二次氧烧嘴，利用顶部烧嘴向气化室内喷射煤浆、氧气和蒸汽或者水煤浆和氧气，利用二次氧烧嘴向气化室内喷射氧气。因此，可以将氧气分级供给，控制顶部烧嘴的给氧比例，保持温度在煤的灰熔点以下，而二次氧烧嘴通入二级氧气，使气化室内温度提高到灰熔点以上。由此使得整个气化室内温度分布更均匀，平均温度水平得到提高，气化反应更加充分，提高煤的碳转化率；而且气化室内温度分布更均匀，还可以达到降低炉顶温度的效果，延长顶部喷嘴和顶部耐火材料的寿命。另外，在气化炉下端的辐射废锅内设置由多个长水冷屏和多个短水冷屏组成的水冷屏组，较现有的普通水冷屏的设置显著提高了换热面积，并且不易导致气渣通道的堵塞，同时在辐射废锅下端的废锅出渣口的下端延伸至排渣池内液面以下，使得经辐射废锅换热后的合成气进入排渣池内进一步降温和除灰后再经粗合成气出口排出。由此，采用本申请的带热回收的多喷嘴气化炉可以显著提高煤浆的气化效率，同时可以在提高辐射废锅内换热面积的同时避免通道堵塞，并且得到初步净化的合成气。另外，根据本技术上述实施例的带热回收的多喷嘴气化炉还可以具有如下附加的技术特征：任选的，所述顶部烧嘴内设置有点火棒。任选的，所述二次氧烧嘴包括至少1-6个，优选2-4个。任选的，所述二次氧烧嘴在所述壳体的侧壁上沿周向均匀分布。任选的，所述二次氧烧嘴沿水平方向喷射。任选的，所述二次氧烧嘴与所述顶部烧嘴的竖直距离H为气化室的1/3-3/4。任选的，所述多个长水冷屏和所述多个短水冷屏沿周向上交叉间隔分布。由此，可以提高该气化炉的显热回收效率。任选的，每相邻两个所述长水冷屏之间布置1-2个所述短水冷屏。由此，可以进一步提高该气化炉的显热回收效率。任选的，每相邻所述长水冷屏和所述短水冷屏之间或者每相邻的两个所述短冷水屏之间的夹角为15-45度。由此，可以进一步提高该气化炉的显热回收效率。任选的，所述长水冷屏和所述短水冷屏的总个数为8-24个。由此，可以进一步提高该气化炉的显热回收效率。任选的，每个所述长水冷屏具有8-18根水冷管。由此，可以进一步提高该气化炉的显热回收效率。任选的，每个所述短水冷屏具有4-8根水冷管。由此，可以进一步提高该气化炉的显热回收效率。任选的，所述长水冷屏与所述水冷壁通过鳍片相连，所述长水冷屏的宽度为所述气渣通道半径的1/10-1/4。由此，可以进一步提高该该气化炉的显热回收效率。任选的，所述短水冷屏与所述水冷壁通过鳍片相连，所述短水冷屏的宽度为所述气渣通道半径的1/20-1/10。由此，可以进一步提高该气化炉的显热回收效率。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本技术一个实施例的带热回收的多喷嘴气化炉的结构示意图。图2是根据本技术一个实施例的带热回收的多喷嘴气化炉中辐射废锅的A-A水平截面俯视图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带热回收的多喷嘴气化炉，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内形成气化室，所述壳体的内壁上设置有耐火层，所述耐火层材料为耐火砖或水冷壁，所述壳体的底部收缩形成气化室出渣口；顶部烧嘴，所述顶部烧嘴设置在所述壳体的顶壁上且适于向所述气化室喷射煤浆、氧气和蒸汽或者水煤浆、氧气；二次氧烧嘴，所述二次氧烧嘴设置在所述壳体的侧壁上且适于向所述气化室喷射氧气；辐射废锅，所述辐射废锅设在所述气化室的下方且与所述气化室出渣口相连，所述辐射废锅的底部收缩形成废锅出渣口，所述辐射废锅包括：水冷壁，所述水冷壁设在所述辐射废锅内且所述水冷壁限定出气渣通道；水冷屏组，所述水冷屏组包括多个长水冷屏和多个短水冷屏，所述多个长水冷屏和所述多个短水冷屏设在所述气渣通道内且沿周向分布，每个所述长水冷屏和每个所述短水冷屏均由所述水冷壁向所述气渣通道中心轴方向延伸；其中，所述水冷壁的下集箱和每个所述长水冷屏的下集箱、每个所述短水冷屏的下集箱相连并与穿过所述辐射废锅下部的冷却水进水管相连通；所述水冷壁的上集箱和每个所述长水冷屏的上集箱、每个所述短水冷屏的上集箱相连并与穿过所述辐射废锅上部的冷却水出水管相连通；排渣池，所述排渣池与所述辐射废锅的底部相连，所述废锅出渣口延伸到所述排渣池内液面以下，所述排渣池的侧壁具有粗合成气出口，底部具有排渣口。...

【技术特征摘要】
1.一种带热回收的多喷嘴气化炉，其特征在于，包括：壳体，所述壳体内形成气化室，所述壳体的内壁上设置有耐火层，所述耐火层材料为耐火砖或水冷壁，所述壳体的底部收缩形成气化室出渣口；顶部烧嘴，所述顶部烧嘴设置在所述壳体的顶壁上且适于向所述气化室喷射煤浆、氧气和蒸汽或者水煤浆、氧气；二次氧烧嘴，所述二次氧烧嘴设置在所述壳体的侧壁上且适于向所述气化室喷射氧气；辐射废锅，所述辐射废锅设在所述气化室的下方且与所述气化室出渣口相连，所述辐射废锅的底部收缩形成废锅出渣口，所述辐射废锅包括：水冷壁，所述水冷壁设在所述辐射废锅内且所述水冷壁限定出气渣通道；水冷屏组，所述水冷屏组包括多个长水冷屏和多个短水冷屏，所述多个长水冷屏和所述多个短水冷屏设在所述气渣通道内且沿周向分布，每个所述长水冷屏和每个所述短水冷屏均由所述水冷壁向所述气渣通道中心轴方向延伸；其中，所述水冷壁的下集箱和每个所述长水冷屏的下集箱、每个所述短水冷屏的下集箱相连并与穿过所述辐射废锅下部的冷却水进水管相连通；所述水冷壁的上集箱和每个所述长水冷屏的上集箱、每个所述短水冷屏的上集箱相连并与穿过所述辐射废锅上部的冷却水出水管相连通；排渣池，所述排渣池与所述辐射废锅的底部相连，所述废锅出渣口延伸到所述排渣池内液面以下，所述排渣池的侧壁具有粗合成气出口，底部具有排渣口。2.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述顶部烧嘴内设置有点火棒。3.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述二次...

【专利技术属性】
技术研发人员：李位位，毕大鹏，张建胜，袁苹，
申请(专利权)人：清华大学，清华大学山西清洁能源研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11