一种分级进料气化炉系统技术方案

本发明专利技术公开了一种分级进料气化炉系统，将反应室设置于气化炉壳体内，在反应室的同一反应腔体内设有上下两层布置的烧嘴，下层在同一平面内设有若干个沿反应室壁面周向均匀布置的一级烧嘴，上层在同一平面内设有若干个沿反应室壁面周向均匀布置的二级烧嘴，一级烧嘴与二级烧嘴的旋向相同，在一级烧嘴和二级烧嘴射流形成的一级反应和二级反应过程中产生的高温熔融灰渣在旋流流场离心力作用下向反应室水冷壁运动而被水冷壁壁面捕捉，反应室顶部出口缩口结构能够提高对从反应区逃逸的高温熔融灰渣的捕捉率，从而提高气化炉的捕渣率，两级的旋流流场旋转方向相同，可以降低二级反应的流场对一级反应的流场的影响，保证一级反应的稳定控制。的稳定控制。的稳定控制。

【技术实现步骤摘要】
一种分级进料气化炉系统


[0001]本专利技术涉及能源化工技术和设备领域，特别涉及一种分级进料气化炉系统。

技术介绍

[0002]煤气化技术是煤炭清洁高效利用的关键核心技术之一，是发展整体煤气化联合循环(IGCC)发电系统和煤基能源化工系统的基础。目前已工业化的煤气化技术主要有三种技术类型，包括固定床气化、流化床气化和气流床气化，其中，气流床气化技术代表了大型煤气化技术的发展方向。
[0003]两段式气流床气化炉是典型的炉型之一，一段反应室布置有多个煤粉烧嘴，二段反应室布置有多个水煤浆烧嘴，干煤粉输送系统向煤粉烧嘴供应煤粉，水煤浆制浆输送系统向水煤浆烧嘴供应水煤浆。利用二段反应室的物理激冷和化学激冷大大降低了合成气的出口温度，但是，容易产生受热面沾污、捕渣率不高和二段反应的碳转化率不足等问题，并且采用干煤粉输送系统和水煤浆制浆输送系统，使系统复杂化，大大降低了系统的效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种分级进料气化炉系统，以克服现有技术的不足。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种分级进料气化炉系统，包括气化炉进料系统和气化炉；气化炉进料系统包括煤粉给料罐和煤粉管线；
[0007]气化炉包括气化炉壳体和反应室，反应室设置于气化炉壳体内，反应室外壁设有水冷壁，反应室的底部设有排渣口，反应室的顶部设有气体出口，反应室内设有上下两层布置的烧嘴，下层在同一平面内设有若干个沿反应室壁面周向均匀布置的一级烧嘴，一级烧嘴与反应室连通，若干一级烧嘴的轴线沿同一方向旋转相切于同一圆周；上层在同一平面内设有若干个沿反应室壁面周向均匀布置的二级烧嘴，二级烧嘴与反应室连通，若干二级烧嘴的轴线沿同一方向旋转相切于同一圆周，一级烧嘴与二级烧嘴的旋向相同；
[0008]所述煤粉给料罐下端至少设有一个煤粉锥斗，每个煤粉锥斗通过煤粉管线与气化炉的一个烧嘴相连。
[0009]进一步的，在反应室内与反应室同轴对应有一个第一假想圆，每个一级烧嘴的轴线与所述第一假想圆相切，且从一级烧嘴喷射出的流体所形成的第一假想圆是沿同一方向旋转。
[0010]进一步的，在反应室的中心对应有一个与反应室同轴的第二假想圆，每个二级烧嘴的轴线与所述第二假想圆相切，且从二级烧嘴喷射出的流体所形成的第二假想圆的旋转方向与第一假想圆的旋转方向相同。
[0011]进一步的，在反应室内下层在同一平面内设有偶数个沿反应室壁面周向均匀布置的一级烧嘴。
[0012]进一步的，一级烧嘴出口中心与第一假想圆的圆心的连线为第一中心连接线，一
级烧嘴的轴线与第一中心连接线所形成的夹角为α，0
°
＜α≤10
°
。
[0013]进一步的，在反应室内下层设置四个或者六个一级烧嘴。
[0014]进一步的，反应室内上层在同一平面内设有偶数个沿反应室壁面周向均匀布置的二级烧嘴。
[0015]进一步的，二级烧嘴出口中心与第二假想圆的圆心的连线为第二中心连接线，二级烧嘴的轴线与第二中心连接线所形成的夹角为β，0
°
＜β≤30
°
。
[0016]进一步的，反应室内下层设置四个一级烧嘴，反应室内上层设置两个二级烧嘴，还包括两个下端设有三个煤粉锥斗的煤粉给料罐，两个煤粉给料罐中均有一个煤粉锥斗连接于一个二级烧嘴，其中一个煤粉给料罐的其他两个煤粉锥斗连接于相间隔的两个一级烧嘴，另外一个煤粉给料罐的其他两个煤粉锥斗连接于剩余两个相间隔的一级烧嘴。
[0017]进一步的，反应室的底部排渣口和顶部的气体出口均为缩口结构，缩口结构的最小直径小于反应室的直径；一级烧嘴的出口设置有一级烧嘴罩，二级烧嘴的出口设置有二级烧嘴罩。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0019]本专利技术一种分级进料气化炉系统，通过将反应室设置于气化炉壳体内，反应室外壁设有水冷壁，在反应室的同一反应腔体内设有上下两层布置的烧嘴，下层在同一平面内设有若干个沿反应室壁面周向均匀布置的一级烧嘴，一级烧嘴与反应室连通，若干一级烧嘴的轴线沿同一方向旋转相切于同一圆周；上层在同一平面内设有若干个沿反应室壁面周向均匀布置的二级烧嘴，二级烧嘴与反应室连通，若干二级烧嘴的轴线沿同一方向旋转相切于同一圆周，一级烧嘴与二级烧嘴的旋向相同，在一级烧嘴和二级烧嘴射流形成的一级反应和二级反应过程中产生的高温熔融灰渣在旋流流场离心力作用下向反应室水冷壁运动而被水冷壁壁面捕捉，反应室顶部出口能够提高对从反应区逃逸的高温熔融灰渣的捕捉率，从而提高气化炉的捕渣率，两级的旋流流场旋转方向相同，可以降低二级反应的流场对一级反应的流场的影响，保证一级反应的稳定控制，利用煤粉给料罐经多条煤粉管线向多个烧嘴供应煤粉的进料系统，可以简化气化炉进料系统。
[0020]进一步的，一级烧嘴出口中心与第一假想圆的圆心的连线为第一中心连接线，一级烧嘴的轴线与第一中心连接线所形成的夹角为α，0
°
＜α≤10
°
，有利于提高反应的流场均衡度，有利于混合均匀。
[0021]进一步的，反应室的排渣口和气体出口均为缩口结构，缩口结构的最小直径小于反应室的直径，反应室顶部出口的缩口结构能够提高对从反应区逃逸的高温熔融灰渣的捕捉率，提高捕渣率。
[0022]进一步的，采用两个含有三个煤粉锥斗的煤粉给料罐连接于本系统，有效简化系统。
附图说明
[0023]图1是本专利技术实施例中整体系统结构示意图。
[0024]图2是本专利技术实施例中气化炉一级烧嘴布置示意图。
[0025]图3是本专利技术实施例中气化炉二级烧嘴布置示意图。
[0026]图中：1
‑
气化炉壳体；2
‑
水冷壁；3
‑
反应室；4
‑
环形空间；5
‑
气体出口；6
‑
排渣口；7
‑
一级烧嘴；8
‑
一级烧嘴罩；9
‑
二级烧嘴；10
‑
煤粉给料罐；11
‑
煤粉锥斗；12
‑
煤粉管线；13
‑
二级烧嘴罩。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细描述。以下实施例或者附图用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0028]为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行详细描述，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而并不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0029]如图1所示，一种分级进料气化炉系统，包括气化炉进料系统和气化炉；气化炉进料系统包括煤粉给料罐10和煤粉管线12；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分级进料气化炉系统，其特征在于，包括气化炉进料系统和气化炉；气化炉进料系统包括煤粉给料罐(10)和煤粉管线(12)；气化炉包括气化炉壳体(1)和反应室(3)，反应室(3)设置于气化炉壳体(1)内，反应室(3)外壁设有水冷壁(2)，反应室(3)的底部设有排渣口(6)，反应室(3)的顶部设有气体出口(5)，反应室(3)内设有上下两层布置的烧嘴，下层在同一平面内设有若干个沿反应室(3)壁面周向均匀布置的一级烧嘴(7)，一级烧嘴(7)与反应室(3)连通，若干一级烧嘴(7)的轴线沿同一方向旋转相切于同一圆周；上层在同一平面内设有若干个沿反应室(3)壁面周向均匀布置的二级烧嘴(9)，二级烧嘴(9)与反应室(3)连通，若干二级烧嘴(9)的轴线沿同一方向旋转相切于同一圆周，一级烧嘴(7)与二级烧嘴(9)的旋向相同；所述煤粉给料罐(10)下端至少设有一个煤粉锥斗(11)，每个煤粉锥斗(11)通过煤粉管线(12)与气化炉的一个烧嘴相连。2.根据权利要求1所述的一种分级进料气化炉系统，其特征在于，在反应室(3)内与反应室(3)同轴对应有一个第一假想圆，每个一级烧嘴(7)的轴线与所述第一假想圆相切，且从一级烧嘴喷射出的流体所形成的第一假想圆是沿同一方向旋转。3.根据权利要求1所述的一种分级进料气化炉系统，其特征在于，在反应室(3)的中心对应有一个与反应室(3)同轴的第二假想圆，每个二级烧嘴(9)的轴线与所述第二假想圆相切，且从二级烧嘴喷射出的流体所形成的第二假想圆的旋转方向与第一假想圆的旋转方向相同。4.根据权利要求2所述的一种分级进料气化炉系统，其特征在于，在反应室(3)内下层在同一平面内设有偶数个沿反应室(3)壁面周向均匀布置的一级烧嘴...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈智，刘刚，李小宇，任永强，张欢，朱富强，马腾飞，袁悦，
申请(专利权)人：华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：