專利名稱：水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水煤漿加壓氣化裝置，特別是涉及一種對(duì)現(xiàn)有水煤漿加壓氣化裝置改進(jìn)后的高效節(jié)能的水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外氣流床水煤漿加壓氣化技術(shù)比較多，在煤化工應(yīng)用較多的是德士古、多元料漿、多噴嘴等技術(shù)，這些技術(shù)共同特點(diǎn)是首先制取煤漿，水煤漿經(jīng)過(guò)加壓后和氣化劑氧氣一起輸送到氣化爐內(nèi)，在高溫下煤漿進(jìn)行不完全燃燒的氣化反應(yīng)，產(chǎn)生以一氧化碳和氫氣為主的工業(yè)煤氣；煤在氣化爐內(nèi)進(jìn)行缺氧燃燒并和水蒸氣進(jìn)行反應(yīng)，煤中的碳由固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)化合物，煤中的灰由于無(wú)法氣化燃燒就以熔融態(tài)形式從氣化爐燃燒室出口流出，進(jìn)入到氣化爐的激冷室進(jìn)行冷卻；現(xiàn)有技術(shù)中，幾種氣化技術(shù)的氣化爐都采用耐火磚結(jié)構(gòu)以抵抗高溫輻射來(lái)保護(hù)筒體。煤在氣化爐內(nèi)會(huì)發(fā)生很多反應(yīng)，其主要反應(yīng)方程式為:①C+02 = C02+39 5.2KJ/mol ；②C+0.502 = C0+110.5KJ/mol ；③C0+0.502 = C02+284.lKJ/mol ；④C0+H20 = C02+H2+41.2KJ/mol ；⑤C+2H2 = CH4+75.2KJ/mol ；⑥C02+C = 2C0-173.0KJ/mol ；⑦C+H20 = C0+H2-131.9KJ/mol ；⑧ C+2H20 = C02+2H2-90.3KJ/mol。氣化爐的熱量主要來(lái)自煤的燃燒，完全燃燒就會(huì)生成二氧化碳，不完全燃燒產(chǎn)生一氧化碳，每摩爾碳完全燃燒放出的熱量比不完全燃燒要多284.7KJ，在保證氣化爐需求熱量的前提下，為了得到更多的一氧化碳就必須節(jié)省熱量多產(chǎn)生一氧化碳，減少二氧化碳產(chǎn)生。但是，現(xiàn)有技術(shù)中頂置單個(gè)燒嘴氣化爐結(jié)構(gòu)由于單個(gè)頂置燒嘴原因造成氣化爐燃燒室存在回流區(qū)，氣化爐燃燒室空間沒(méi)有充分利用，加之有回流區(qū)存在致使反應(yīng)不完全，煤氣有效氣成分(CCHH2)偏低。還有，由于頂置單個(gè)燒嘴氣化爐結(jié)構(gòu)投煤量過(guò)大時(shí)霧化效果較差，反應(yīng)不完全不徹底，煤氣有效氣成分(CCHH2)偏低，所以投煤量受到一定限制。四噴嘴水煤漿加壓氣化技術(shù)雖然解決了回流區(qū)和投煤量小問(wèn)題，但是由于其是水平噴射，氣化爐爐頂經(jīng)常受到熔融飛灰和高溫侵蝕，頂部爐磚無(wú)法長(zhǎng)周期運(yùn)行。還有，氣化爐采用耐火磚結(jié)構(gòu)只適合低灰熔點(diǎn)煤種的氣化，適應(yīng)范圍較小。再者，現(xiàn)有水煤漿氣化工藝采用激冷流程，從氣化爐燃燒室出口進(jìn)入激冷室，熱煤氣大約1300度直接用水激冷降溫至250度左右，熱煤氣顯熱浪費(fèi)掉了，這部分熱量大約占冷煤氣效率15 20%。為了克服現(xiàn)有技術(shù)投煤量小、霧化效果差、煤種適應(yīng)范圍小和熱煤氣余熱未回收弊端需要開(kāi)發(fā)一種新型的高效節(jié)能的水煤漿加壓氣化技術(shù)，以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型主要是提供一種水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置，通過(guò)本技術(shù)方案，對(duì)現(xiàn)有幾種水煤漿加壓氣化裝置的改進(jìn)和提高，應(yīng)用本技術(shù)方案不僅解決了單爐投煤量小問(wèn)題，同時(shí)幾股進(jìn)料發(fā)生碰撞，進(jìn)一步提高了霧化效果，加之采用了廢熱回收鍋爐系統(tǒng)致使冷煤氣效率更高。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置，包括有煤漿制備輸送機(jī)構(gòu)和加壓氣化機(jī)構(gòu)組成，所述煤漿制備輸送機(jī)構(gòu)由磨煤水槽、磨煤機(jī)、煤漿緩沖槽、煤漿泵和煤漿輸送管線構(gòu)成，所述加壓氣化機(jī)構(gòu)由氣化爐燃燒室、氣化爐燒嘴、輻射廢熱回收鍋爐和對(duì)流廢熱回收鍋爐構(gòu)成，所述氣化爐燒嘴分別設(shè)置在氣化爐燃燒室頂部，氣化爐燒嘴與氣化爐燃燒室內(nèi)部相通，所述煤漿輸送管線與氣化爐燒嘴相連，所述氣化爐燃燒室下方直接與輻射廢熱回收鍋爐相連，所述輻射廢熱回收鍋爐上部設(shè)置有氣體出口，所述對(duì)流廢熱回收鍋爐與氣體出口相連通。所述氣化爐燒嘴與高壓氧氣管線相連。一個(gè)氣化爐燒嘴設(shè)置在所述氣化爐燃燒室的頂部頂端，另外兩個(gè)或四個(gè)氣化爐燒嘴成對(duì)相對(duì)設(shè)置在氣化爐燃燒室頂部側(cè)壁，位于頂部側(cè)壁的氣化爐燒嘴，采用相對(duì)設(shè)置使幾股進(jìn)料在垂直面發(fā)生互相碰撞，不傷及氣化爐燃燒室內(nèi)壁，氣化爐燃燒室內(nèi)煤漿霧化更好。所述加壓氣化機(jī)構(gòu)中 氣化爐燃燒室的內(nèi)壁采用水冷壁結(jié)構(gòu)。所述對(duì)流廢熱回收鍋爐內(nèi)設(shè)置有換熱管，所述換熱管呈S型盤放設(shè)置。所述輻射廢熱回收鍋爐的底部設(shè)置有渣池，在渣池的下方設(shè)置有鎖斗，撈渣機(jī)設(shè)置在鎖斗下部。本實(shí)用新型在工作時(shí)，①原煤和水共同進(jìn)入水煤漿磨機(jī)經(jīng)研磨制取水煤漿，水煤漿進(jìn)入水煤漿儲(chǔ)槽存儲(chǔ)，之后經(jīng)過(guò)水煤漿泵加壓后由高壓水煤漿管道送入氣化爐燒嘴，最后通過(guò)氣化爐燒嘴進(jìn)入氣化爐燃燒室發(fā)生缺氧燃燒反應(yīng)；②所述氣化爐燒嘴相連接的高壓氧氣管線向氣化爐輸入氧氣，同時(shí)將水煤漿霧化；③所述水煤漿和高壓氧氣在高溫下發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，生成一氧化碳及氫氣為主的工業(yè)煤氣；④所述工業(yè)熱煤氣通過(guò)氣化爐燃燒室出口先后進(jìn)入輻射廢熱回收鍋爐和對(duì)流廢熱回收鍋爐進(jìn)行熱煤氣顯熱回收，回收余熱后的煤氣從對(duì)流廢熱回收鍋爐出口離開(kāi)進(jìn)入下一工段。采用上述技術(shù)方案后的有益效果是:一種水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置，通過(guò)本技術(shù)方案，①由于采用了多個(gè)燒嘴進(jìn)料，在保證單個(gè)燒嘴的霧化效果同時(shí)較大幅度提高了單臺(tái)爐子的投煤量；另外，由于燒嘴采用垂直面進(jìn)料方式，不僅保證了爐子拱頂絕熱層的周期，同時(shí)因?yàn)閹坠蛇M(jìn)料在垂直面發(fā)生互相碰撞，煤漿霧化更好，反應(yīng)更加完全，僅此一項(xiàng)有效氣就可以增加I 2% ;②氣化爐燃燒室絕熱方式采用水冷壁結(jié)構(gòu)，相對(duì)耐火磚結(jié)構(gòu)的熱壁爐可以更好適應(yīng)不同灰熔點(diǎn)的煤種，另外由于水冷壁結(jié)構(gòu)相對(duì)于耐火磚結(jié)構(gòu)氣化爐燃燒室空間更大，反應(yīng)停留時(shí)間更長(zhǎng)，有利于提高有效氣含量水煤漿在缺氧環(huán)境下燃燒反應(yīng)后形成的工業(yè)熱煤氣通過(guò)氣化爐燃燒室出口先后進(jìn)入輻射廢熱回收鍋爐和對(duì)流廢熱回收鍋爐進(jìn)行熱煤氣顯熱回收，回收的熱量相當(dāng)于冷煤氣效率提高了 15-20%。

圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，I磨煤水槽、2原料煤、3磨煤機(jī)、4煤漿緩沖槽、5煤漿泵、6煤漿輸送管線、7高壓氧氣管線、8氣化爐燒嘴、9氣化爐燃燒室、10輻射廢熱回收鍋爐、11上行通道、12水冷壁結(jié)構(gòu)、13渣池、14對(duì)流廢熱回收鍋爐、15鎖斗、16撈渣機(jī)、17換熱管、18氣體出口、19下行通道。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型中具體實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，實(shí)用新型涉及的水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置，包括有煤漿制備輸送機(jī)構(gòu)和加壓氣化機(jī)構(gòu)組成，所述煤漿制備輸送機(jī)構(gòu)由磨煤水槽1、磨煤機(jī)3、煤漿緩沖槽4、煤漿泵5和煤漿輸送管線6構(gòu)成，所述加壓氣化機(jī)構(gòu)由氣化爐燃燒室9、氣化爐燒嘴8、輻射廢熱回收鍋爐10和對(duì)流廢熱回收鍋爐14構(gòu)成，所述氣化爐燒嘴8分別設(shè)置在氣化爐燃燒室9頂部，氣化爐燒嘴8與氣化爐燃燒室9內(nèi)部相通，所述煤漿輸送管線6與氣化爐燒嘴8相連，所述氣化爐燃燒室9下方直接與輻射廢熱回收鍋爐10相連，所述輻射廢熱回收鍋爐10上部設(shè)置有氣體出口 18，所述對(duì)流廢熱回收鍋爐14與氣體出口 18相連通。所述氣化爐燒嘴8與高壓氧氣管線7相連。一個(gè)氣化爐燒嘴8設(shè)置在氣化爐燃燒室9的頂部頂端，另外兩個(gè)氣化爐燒嘴8成對(duì)相對(duì)設(shè)置在氣化爐燃燒室9頂部側(cè)壁，位于頂部側(cè)壁的氣化爐燒嘴8，采用相對(duì)設(shè)置使幾股進(jìn)料在垂直面發(fā)生互相碰撞，不傷及氣化爐燃燒室9內(nèi)壁，氣化爐燃燒室9內(nèi)煤漿霧化更好。所述加壓氣化機(jī)構(gòu)中氣化爐燃燒室9的內(nèi)壁采用水冷壁結(jié)構(gòu)12。所述對(duì)流廢熱回收鍋爐14內(nèi)設(shè)置有換熱管17，所述換熱管17呈S型盤放設(shè)置。所述輻射廢熱回收鍋爐10的底部設(shè)置有渣池13，在渣池13的下方設(shè)置有鎖斗15，撈渣機(jī)16設(shè)置在鎖斗15下部。本實(shí)用新型的實(shí)施例按以下步驟進(jìn)行工作。1.破碎后的原料煤2和磨煤水槽I的水送往磨煤機(jī)3，共同研磨制成一定濃度水煤漿，然后經(jīng)煤漿緩沖槽4、煤漿泵5沿煤漿輸送管線6通過(guò)氣化爐燒嘴8進(jìn)入水冷壁結(jié)構(gòu)12的氣化爐燃燒室9 ；2.與氣化爐燒嘴8相連接的高壓氧氣管線7輸入氧氣進(jìn)入氣化爐燃燒室9 ；3.水煤漿和高壓氧氣通過(guò)氣化爐燒嘴8進(jìn)入水冷壁結(jié)構(gòu)12的氣化爐燃燒室9，在高溫高壓的環(huán)境下，水煤漿和氧氣發(fā)生劇烈的氣化反應(yīng)，生成以一氧化碳和氫氣為主的工業(yè)煤氣，熱煤氣再通過(guò)氣化爐燃燒室9的下方進(jìn)入輻射廢熱回收鍋爐10，經(jīng)下行通道19回收部分熱量；輻射廢熱回收鍋爐10通過(guò)熱輻射形式回收部分熱煤氣顯熱，熔融的灰份由于溫度降低凝固成固體在重力作用下落入輻射廢熱回收鍋爐10的渣池13中，最后經(jīng)過(guò)鎖斗15和撈渣機(jī)16排出；回收了部分熱量的煤氣到達(dá)渣池13表面時(shí)掉頭沿輻射廢熱回收鍋爐10的上行通 道11，通過(guò)第二次輻射回收熱量后，經(jīng)氣體出口 18進(jìn)入對(duì)流廢熱回收鍋爐14頂部；然后沿對(duì)流廢熱回收鍋爐14的換熱管17繞成“S”型換熱通道下行，經(jīng)過(guò)熱對(duì)流形式熱量再次得到回收，回收完的煤氣從對(duì)流廢熱回收鍋爐14下部而出，進(jìn)入下一段工序。綜上所述，本實(shí)用新型的技術(shù)方案，經(jīng)過(guò)立體進(jìn)料立體碰撞，水煤漿霧化效果更好，反應(yīng)更加充分，回避了常規(guī)煤氣化爐回流區(qū)的問(wèn)題；在保證霧化效果情況下，由于多股進(jìn)料可以實(shí)現(xiàn)單臺(tái)氣化爐投煤量增加，生產(chǎn)強(qiáng)度更大.[0041]本實(shí)用新型由于采用了氣化爐燃燒室水冷壁結(jié)構(gòu)，相對(duì)于耐火磚結(jié)構(gòu)反應(yīng)空間更大，反應(yīng)停留時(shí)間加長(zhǎng)，碳轉(zhuǎn)化率更高，并且由于采用了水冷壁結(jié)構(gòu)12，氣化爐更加適應(yīng)高灰熔點(diǎn)煤種；由于熱煤氣大部分顯熱通過(guò)輻射廢熱回收鍋爐10和對(duì)流廢熱回收鍋爐14的回收，冷煤氣效率提高15 20%。以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 。
權(quán)利要求1.一種水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置，其特征在于，包括有煤漿制備輸送機(jī)構(gòu)和加壓氣化機(jī)構(gòu)組成，所述煤漿制備輸送機(jī)構(gòu)由磨煤水槽、磨煤機(jī)、煤漿緩沖槽、煤漿泵和煤漿輸送管線構(gòu)成，所述加壓氣化機(jī)構(gòu)由氣化爐燃燒室、氣化爐燒嘴、輻射廢熱回收鍋爐和對(duì)流廢熱回收鍋爐構(gòu)成，所述氣化爐燒嘴分別設(shè)置在氣化爐燃燒室頂部，氣化爐燒嘴與氣化爐燃燒室內(nèi)部相通，所述煤漿輸送管線與氣化爐燒嘴相連，所述氣化爐燃燒室下方直接與輻射廢熱回收鍋爐相連，所述輻射廢熱回收鍋爐上部設(shè)置有氣體出口，所述對(duì)流廢熱回收鍋爐與氣體出口相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置，其特征在于，所述氣化爐燒嘴與高壓氧氣管線相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置，其特征在于，一個(gè)氣化爐燒嘴設(shè)置在所述氣化爐燃燒室的頂部頂端，另外兩個(gè)或四個(gè)氣化爐燒嘴成對(duì)相對(duì)設(shè)置在氣化爐燃燒室頂部側(cè)壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置，其特征在于，所述加壓氣化機(jī)構(gòu)中氣化爐燃燒室的內(nèi)壁采用水冷壁結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置，其特征在于，所述對(duì)流廢熱回收鍋爐內(nèi)設(shè)置有換熱管，所述換熱管呈S型盤放設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置，其特征在于，所述輻射廢熱回收鍋爐的底部 設(shè)置有渣池，在渣池的下方設(shè)置有鎖斗，撈渣機(jī)設(shè)置在鎖斗下部。
專利摘要本實(shí)用新型涉及的水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置，包括有煤漿制備輸送機(jī)構(gòu)和加壓氣化機(jī)構(gòu)組成，煤漿制備輸送機(jī)構(gòu)由磨煤水槽、磨煤機(jī)、煤漿緩沖槽、煤漿泵和煤漿輸送管線構(gòu)成，加壓氣化機(jī)構(gòu)由氣化爐燃燒室、氣化爐燒嘴、輻射廢熱回收鍋爐和對(duì)流廢熱回收鍋爐構(gòu)成，氣化爐燒嘴分別設(shè)置在氣化爐燃燒室頂部，氣化爐燒嘴與氣化爐燃燒室內(nèi)部相通，煤漿輸送管線與氣化爐燒嘴相連，氣化爐燃燒室下方直接與輻射廢熱回收鍋爐相連，輻射廢熱回收鍋爐上部設(shè)置有氣體出口，對(duì)流廢熱回收鍋爐與氣體出口相連通；通過(guò)本技術(shù)方案，水煤漿立體對(duì)撞方式進(jìn)料以及煤氣余熱回收，使氣化系統(tǒng)更節(jié)能，冷煤氣效率更高，更好適應(yīng)于各種煤種的氣化工藝。
文檔編號(hào)C10J3/50GK203079923SQ201320042710
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者李發(fā)林, 陳峰華 申請(qǐng)人:李發(fā)林