两段出气式气化炉和煤气化系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种两段出气式气化炉和煤气化系统。气化炉包括：炉体，包括壁部和由壁部围合形成的腔室，壁部具有顶部的进料口和底部的排渣口，腔室由进料口至排渣口的方向上至少区分为干馏区、气化区和燃烧区，壁部设有第一排气口和第二排气口，第一排气口设置于干馏区和进料口之间、且与干馏区连通；炉衬，设置于炉体的壁部朝向腔室的表面，炉衬具有在炉体的高度方向上相继分布的第一衬段和第二衬段，且第二衬段靠近进料口设置，第二衬段内设有沿炉体的高度方向延伸的煤气通道，煤气通道的进气口位于气化区，煤气通道的出气口与第二排气口连通。采用本实用新型专利技术所提供的两段出气式气化炉，能提高粗煤气质量，同时降低废水处理难度。同时降低废水处理难度。同时降低废水处理难度。

【技术实现步骤摘要】
两段出气式气化炉和煤气化系统
[0001]本技术是基于申请号为201922179983.0、申请日为2019年12月06日、申请人为西安航天源动力工程有限公司，北京航天创新专利投资中心(有限合伙)、专利技术创造名称为“两段出气式气化炉和煤气化系统”的技术提出的分案申请。


[0002]本技术属于煤气化
，具体涉及一种两段出气式气化炉和煤气化系统。

技术介绍

[0003]煤炭作为一种化石燃料，是目前甚至未来很长一段时间内人们生产生活必不可缺的能源之一。如果将煤炭直接燃烧不仅浪费了大量资源，更会排放SO2、NO
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、CO等有害气体，造成环境污染。因此，推动煤炭的清洁利用已经成为行业发展的必然选择。煤气化是在一定压力温度下，采用气化剂与煤炭进行反应，使煤炭转化成CO、H2和CH4等可燃气体，是煤炭清洁利用的重要途径之一。气化炉是煤气化技术的关键设备。现有的气化炉内进行煤气化产生的焦油和粗煤气的混合气体一起从顶部排出，导致粗煤气的质量较差，同时后续煤气洗涤系统会产生大量含油废水，极难处理。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种可提高煤气质量且降低废水处理难度的两段出气式气化炉，还提供一种包含该两段出气式气化炉的煤气化系统。
[0005]为了实现上述目的，本技术第一方面提供一种两段出气式气化炉，其包括：
[0006]炉体，包括壁部和由壁部围合形成的腔室，壁部具有顶部的进料口和底部的排渣口，腔室由进料口至排渣口的方向上至少区分为干馏区、气化区和燃烧区，壁部设有第一排气口和第二排气口，第一排气口设置于干馏区和进料口之间、且与干馏区连通，通过第一排气口排出干馏区的煤气；
[0007]炉衬，设置于炉体的壁部朝向腔室的表面，炉衬具有在炉体的高度方向上相继分布的第一衬段和第二衬段，且第二衬段相对靠近进料口设置，第二衬段内设有沿炉体的高度方向延伸的煤气通道，煤气通道的进气口位于气化区，煤气通道的出气口与第二排气口连通，以通过第二排气口排出气化区的部分或全部煤气。
[0008]本技术所提供的两段出气式气化炉由进料口至排渣口的方向上依次包括干馏区、气化区和燃烧区，原料煤由进料口进入炉内，在气化剂作用下，依次经历干馏、气化和燃烧。炉体的壁部朝向腔室的表面设有炉衬，可起到维持炉内高温环境和保护壁部的作用。同时，靠近进料口设置的第二衬段内具有沿炉体高度方向延伸的煤气通道，煤气通道连通气化区和第二排气口。这样，可通过第二排气口送出气化区的部分或全部煤气，并在送出气化炉之前进行显热交换，以满足干馏区的温度需求。由气化区送出的煤气的有效气(CO+H2)含量高，其基本不含焦油、H2S等杂质，且CH4含量很低。该煤气经洗涤除尘降温后，得到高质
量的粗煤气。洗涤煤气后的煤气水几乎不含焦油，且成分简单，水质较好，因此可循环用于煤气洗涤。最终产生的废水进行处理的难度也大大降低。
[0009]原料煤在干馏区发生干馏的产物主要为焦油和甲烷。尤其是，气化区的一部分煤气送出气化炉，另一部分煤气上升至干馏区，此时其中的H2可在加压条件下对焦油进行加氢，由此能提升副产油的品位。并且由于气化区上升至干馏区的煤气量减少，能够减缓干馏区的煤气流速，由此能在进一步提升副产油产率和品位的同时，减少干馏区排出的煤气的含尘量，降低除尘负荷。干馏区的煤气由第一排气口送出，经分离后，可回收副产油品和剩余煤气。剩余煤气可根据其成分选择回收或做燃料。
[0010]在本技术第一方面的一些实施例中，腔室还包括位于进料口和干馏区之间的干燥区，第一排气口位于干燥区和进料口之间。
[0011]在本技术第一方面的一些实施例中，第一排气口相对于第二排气口靠近进料口设置。
[0012]在本技术第一方面的一些实施例中，第二排气口设置于第一排气口和干燥区之间。
[0013]在本技术第一方面的一些实施例中，第二衬段可具有沿其厚度方向凸出于第一衬段的凸出部。
[0014]在本技术第一方面的一些实施例中，煤气通道可位于第二衬段的凸出部。
[0015]在本技术第一方面的一些实施例中，第二衬段内可设有沿其周向间隔分布的多个煤气通道，多个煤气通道分别与第二排气口连通。优选地，煤气通道的数量可以为4～6个。
[0016]在本技术第一方面的一些实施例中，在第二衬段的与第二排气口对应的区域内设有沿其周向延伸的环形通道，环形通道与第二排气口连通，多个煤气通道各自与环形通道连通。
[0017]在本技术第一方面的一些实施例中，第一衬段为等内径结构，第二衬段至少包括等内径段，第二衬段的等内径段的内径d与第一衬段的内径D之间满足d＜D。在一些实施例中，0.5≤d/D＜1。优选地，第二衬段的等内径段的内径d与第一衬段的内径D之比d/D可为0.5～0.95，优选为0.6～0.9，更优选为0.6～0.8。
[0018]在本技术第一方面的一些实施例中，第二衬段还可包括变内径段，变内径段靠近进料口设置，变内径段的内径由进料口至排渣口的方向呈减小的梯度。
[0019]在本技术第一方面的一些实施例中，可以是第二衬段的凸出部和第一衬段之间圆滑过渡。
[0020]在本技术第一方面的一些实施例中，第一排气口与第二排气口之间的间距记为h，第一排气口与煤气通道的进气口之间的间距记为H，其可满足0.1≤h/H≤0.3。优选地，0.15≤h/H≤0.25。
[0021]在本技术第一方面的一些实施例中，煤气通道的进气口的口径可由内至外呈增加的梯度。
[0022]在本技术第一方面的一些实施例中，壁部可包括相互套设并彼此间隔设置的内壁部和外壁部，内壁部围合形成腔室，内壁部和外壁部之间形成供换热介质流动的夹层。优选地，夹层靠近进料口的区域的宽度大于夹层其它区域的宽度。
[0023]在本技术第一方面的一些实施例中，内壁部可具有靠近所述进料口的蛇形弯折段。
[0024]在本技术第一方面的一些实施例中，壁部和炉衬之间还可设置有粘接层。在一些实施例中，在粘接层对应炉体的下半段的区域埋设有多个加强栓。优选地，粘接层可包括浇注料层。
[0025]在本技术第一方面的一些实施例中，炉衬可包括耐火砖砌层。
[0026]在本技术第一方面的一些实施例中，气化炉还可包括熔渣池，设置于腔室内且位于燃烧区与排渣口之间，熔渣池与排渣口连通。
[0027]在本技术第一方面的一些实施例中，气化炉还可包括原料分布装置，对应进料口设置于腔室内。
[0028]在本技术第一方面的一些实施例中，炉体还包括气化剂喷嘴安装口，设置于壁部的对应燃烧区的区域，气化剂喷嘴安装口在远离腔室的方向上沿靠近进料口的方向倾斜设置。
[0029]本技术第二方面提供一种煤气化系统，其包括根据本技术第一方面的气化炉。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两段出气式气化炉，其特征在于，包括：炉体，包括壁部和由所述壁部围合形成的腔室，所述壁部具有顶部的进料口和底部的排渣口，所述腔室由所述进料口至所述排渣口的方向上至少区分为干馏区、气化区和燃烧区，所述壁部设有第一排气口和第二排气口，所述第一排气口设置于所述干馏区和所述进料口之间、且与所述干馏区连通，通过所述第一排气口排出所述干馏区的煤气；炉衬，设置于所述炉体的壁部朝向所述腔室的表面，所述炉衬具有在所述炉体的高度方向上相继分布的第一衬段和第二衬段，且所述第二衬段相对靠近所述进料口设置，所述第二衬段内设有沿所述高度方向延伸的煤气通道，所述煤气通道的进气口位于所述气化区，所述煤气通道的出气口与所述第二排气口连通，以通过所述第二排气口排出所述气化区的部分或全部煤气。2.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第一排气口相对于所述第二排气口靠近所述进料口设置。3.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述腔室还包括位于所述进料口和所述干馏区之间的干燥区，所述第一排气口位于所述干燥区和所述进料口之间。4.根据权利要求3所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第二排气口设置于所述第一排气口和所述干燥区之间。5.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第二衬段具有沿其厚度方向凸出于所述第一衬段的凸出部，所述煤气通道位于所述第二衬段的所述凸出部。6.根据权利要求1所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第二衬段内设有沿其周向间隔分布的多个所述煤气通道，多个所述煤气通道分别与所述第二排气口连通。7.根据权利要求6所述的两段出气式气化炉，其特征在于，在所述第二衬段的与所述第二排气口对应的区域内设有沿其周向延伸的环形通道，所述环形通道与所述第二排气口连通，多个所述煤气通道各自与所述环形通道连通。8.根据权利要求1
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7任一项所述的两段出气式气化炉，其特征在于，所述第一衬段为等内径结构，所述第二衬段至...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁思达，姜楠，薛志刚，李晓鹏，靳磊，陈良奇，
申请(专利权)人：西安航天源动力工程有限公司，
类型：新型
国别省市：