一種煤制工業(yè)燃氣的氣化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種煤氣化裝置，具體涉及一種采用氣流床與循環(huán)流化床相結(jié)合的方式，以拓寬煤種適用性，提高氣化效率和降低成本的煤制工業(yè)燃氣的氣化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣化技術(shù)作為一種潔凈煤技術(shù)，是解決我國面臨能源挑戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)。目前煤氣化技術(shù)主要包括固定床氣化、流化床氣化和氣流床氣化。固定床氣化采用塊煤為原料(15?50mm)，具有熱效率較高、氧耗低和技術(shù)成熟等特點，但是該類型氣化技術(shù)只能采用不粘塊煤為原料，價格昂貴，環(huán)保性較差，產(chǎn)生的污水基本無法處理。加之單爐容量較小，常壓操作難以走向大型化。流化床氣化以粒煤(粒徑小于1mm)為原料，以空氣或氧氣或富氧空氣和蒸汽為氣化劑，在適當?shù)臍馑傧率範t內(nèi)煤粉流化，并在部分燃燒的高溫條件下進行氣化反應(yīng)，氣化后的粗煤氣攜帶細顆粒從氣化爐頂部逸出，通過旋風分離器分離后的較粗顆粒再次返回氣化爐內(nèi)。流化床氣化工藝流程相對簡單，目前尚存在碳轉(zhuǎn)化率低、生產(chǎn)強度低等不足。氣流床采用煤粉(粒徑小于0.1mm)為原料，以粉狀(濕法為水煤漿)噴入爐內(nèi)，具有氣化工藝靈活，氣化效率高，碳轉(zhuǎn)化率高，生產(chǎn)強度大等特點，是目前煤氣化技術(shù)發(fā)展的主流方向。但氣流床的缺點是操作溫度高于煤灰熔點，液態(tài)排渣，要求煤種灰熔點低(小于1300°C)，含灰量低(低于10%?15%)。此外，受高溫、高壓的操作條件要求，運行成本和投資較高，技術(shù)難度大，并采用純氧氣化，需配備大規(guī)?？辗盅b置，危險系數(shù)較高。鑒于以上氣化技術(shù)尚存在一些不足，還有進一步優(yōu)化的空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種煤制工業(yè)燃氣的氣化裝置，通過氣流床與循環(huán)流化床相結(jié)合的方式，克服現(xiàn)有氣化技術(shù)的不足，解決氣流床氣化投資高、操作難度、危險系數(shù)大以煤種適用性單一等問題。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種煤制工業(yè)燃氣的氣化裝置，包括煤粉輸送系統(tǒng)、煤氣化與飛灰分離系統(tǒng)和顯熱回收與除塵系統(tǒng)，其特征在于，所述煤氣化與飛灰分離系統(tǒng)包括一氣化爐、若干級旋風分離器以及若干級灰斗；所述氣化爐底部布置有一個以上主燒嘴，在距離所述氣化爐底部一定距離的水平面上沿周向均勻地布置有若干個輔助燒嘴，且所述主燒嘴和輔助燒嘴均與所述煤粉輸送系統(tǒng)的出口相連；所述氣化爐的頂部具有倒錐形的煤氣出口，所述煤氣出口經(jīng)熱煤氣管與若干級所述旋風分離器依次串聯(lián)，最后一級所述旋風分離器與所述顯熱回收與除塵系統(tǒng)相連；每一級所述旋風分離器的底部均連接一所述灰斗，每一所述灰斗的出口分為兩路，一路均與所述氣化爐底部相連通，另一路用于排灰。
[0005]在一個優(yōu)選的實施例中，所述煤粉輸送系統(tǒng)包括一常壓煤粉貯倉、一鎖斗和一高壓煤粉給料罐，所述常壓煤粉貯倉內(nèi)儲存有磨制一定粒度的煤粉，所述常壓煤粉貯倉下端出口與所述鎖斗相連，所述鎖斗下端出口與所述高壓煤粉給料罐相連。
[0006]在一個優(yōu)選的實施例中，所述顯熱回收與除塵系統(tǒng)包括一廢熱鍋爐和一除塵裝置，所述廢熱鍋爐的頂部設(shè)置有進氣口，下部側(cè)面設(shè)置有排氣口，底部設(shè)置有排灰口，其進氣口經(jīng)管道與最后一級所述旋風分離器頂部的出氣口連接，其排氣口經(jīng)管道與所述除塵裝置連接；所述廢熱鍋爐內(nèi)還設(shè)置有一用來與熱煤氣進行換熱的蛇形水冷管路。
[0007]在一個優(yōu)選的實施例中，所述主燒嘴均勻分布于所述氣化爐底部，每一所述主燒嘴的噴射方向沿所述氣化爐的軸向向上。
[0008]在一個優(yōu)選的實施例中，所述輔助燒嘴沿所述氣化爐的周向呈偶數(shù)對稱分布，且每一所述輔助燒嘴指向與所述氣化爐直徑存在一個夾角α，該夾角α的度數(shù)為O?45°。
[0009]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明將氣流床與循環(huán)流化床相結(jié)合，綜合借鑒吸收兩者的優(yōu)點，使得本發(fā)明即使在氣化無煙煤等年老煤種的條件下，仍然能夠保持較高的氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率，提高了氣化的經(jīng)濟性。2、本發(fā)明將主燒嘴布置在氣化爐底部，同時在距離氣化爐底部一定距離的水平面上沿周向均勻地布置若干輔助燒嘴，且輔助燒嘴與氣化爐直徑均存在一定的夾角，當煤粉與氣化劑一同通過主、輔助燒嘴以較高的速度噴入氣化爐內(nèi)時，爐體內(nèi)高速射流因錯位剪切而形成一個強烈的旋流場，旋流的形成的同時會產(chǎn)生很大的卷吸作用，在氣化爐底部主燒嘴向上高速射流共同作用下，將氣化爐底部氣體及飛灰夾帶上升。在旋流流場與底部射流的共同作用，氣化爐燒嘴平面上的顆粒在容易在邊壁區(qū)域聚集，并伴隨有上升或下降現(xiàn)象，延長了氣固兩相流反應(yīng)時間，氣化反應(yīng)更加完全，從而提高氣化反應(yīng)效率和碳轉(zhuǎn)化率，與此同時還增大了氣化爐的單爐處理量。3、本發(fā)明采用飛灰的多級分離，并將分離出來的飛灰連同氣化劑再次送入氣化爐內(nèi)實現(xiàn)循環(huán)，繼續(xù)參與氣化反應(yīng)，提高了碳轉(zhuǎn)化率。4、本發(fā)明氣化后的灰渣以固態(tài)的形式存在于氣化爐內(nèi)，因此可以采用固態(tài)排渣，相對于氣流床液態(tài)排渣來來講，更進一步節(jié)能。5、本發(fā)明采用粉煤進料，其比表面積遠比流化床粒煤和固定床塊煤要大，加大了反應(yīng)面積，縮短了反應(yīng)時間和提高了停留時間，更進一步提高了碳轉(zhuǎn)化率。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的輔助燒嘴布置圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。然而應(yīng)當理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發(fā)明，它們不應(yīng)該理解成對本發(fā)明的限制。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明包括煤粉輸送系統(tǒng)100、煤氣化與飛灰分離系統(tǒng)200和顯熱回收與除塵系統(tǒng)300。
[0014]其中，煤粉輸送系統(tǒng)100包括一常壓煤粉貯倉1、一鎖斗2和一高壓煤粉給料罐3。常壓煤粉貯倉I內(nèi)儲存有磨制一定粒度的煤粉，常壓煤粉貯倉I下端出口與鎖斗2相連，鎖斗2下端出口與高壓煤粉給料罐3相連。
[0015]煤氣化與飛灰分離系統(tǒng)200包括一氣化爐5、兩級旋風分離器6和6’、以及兩級灰斗7和7’。氣化爐5底部布置有一主燒嘴4，在距離氣化爐5底部一定距離的水平面上沿周向均勻地布置有4個輔助燒嘴4’，且主燒嘴4和輔助燒嘴4’均與高壓煤粉給料罐3相連。氣化爐5的頂部具有倒錐形的煤氣出口，該煤氣出口經(jīng)熱煤氣管與一級旋風分離器6相連，一級旋風分離器6底部連接一級灰斗7，頂部經(jīng)管道與二級旋風分離器6’連接，二級旋風分離器6’底部連接二級灰斗7’。一級灰斗7與第二級灰斗7’出口分為兩路，一路均與氣化爐5底部相連通，另一路用于排灰。
[0016]在一個優(yōu)選的實施例中，主燒嘴4的數(shù)量也可以為多個，并均勻分布于氣化爐5底部，每一主燒嘴4噴射方向沿氣化爐5的軸向向上。
[0017]在一個優(yōu)選的實施例中，輔助燒嘴4