一种二次分离除渣的U形煤气化反应装置及利用该装置进行二次分离除渣的煤气化工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106987279A(43)申请公布日2017.07.28(21)申请号201710317087.9(22)申请日2017.05.08(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人陈智超王浩鹏高禄山李争起曾令艳何涛(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人李红媛(51)Int.Cl.C10J3/52(2006.01)C10J3/72(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称一种二次分离除渣的U形煤气化反应装置及利用该装置进行二次分离除渣的煤气化工艺(57)摘要一种二次分离除渣的U形煤气化反应装置及利用该装置进行二次分离除渣的煤气化工艺，它涉及一种二次分离除渣的U形煤气化反应装置及利用该装置进行二次分离除渣的煤气化工艺。本发明是要解决现有气流床气化炉飞灰生成量大、飞灰含碳量高、碳转化率低以及能源利用率低的问题。二次分离除渣的U形煤气化反应装置由气化炉体、水平烟道和废锅组成；所述气化炉体由气化炉烧嘴、气化炉膛、水冷壁管、冷却水管和渣池组成；所述废锅由中间炉墙分隔为辐射换热室和对流换热室；所述气化炉体、水平烟道和二次气化室组成U形的煤气化反应区。本发明用于煤气化。CN106987279ACN106987279A权利要求书1/2页1.一种二次分离除渣的U形煤气化反应装置，其特征在于二次分离除渣的U形煤气化反应装置由气化炉体(4)、水平烟道(8)和废锅(1)组成；所述气化炉体(4)由气化炉烧嘴(3)、气化炉膛(5)、水冷壁管(6)、冷却水管(14)和渣池(9)组成；所述废锅(1)由辐射换热室、对流换热室、中间炉墙和合成气出口(11)组成；所述气化炉体(4)内设置有气化炉膛(5)，所述气化炉膛(5)由水冷壁管(6)围成，所述气化炉体(4)的上部设置有气化炉烧嘴(3)，所述气化炉烧嘴(3)与气化炉膛(5)相连通，所述气化炉体(4)的底部设置有渣池(9)，所述渣池(9)与气化炉膛(5)相连通；所述废锅(1)由中间炉墙分隔为辐射换热室和对流换热室，所述废锅(1)的上部设置有烟气通道用以连通辐射换热室和对流换热室，所述辐射换热室的下部为二次气化室(2)，所述二次气化室(2)的底部设置有废锅入口，所述二次气化室(2)内设置有反C形气流转向装置(13)，所述反C形气流转向装置(13)设置在废锅入口相对的中间炉墙上，所述对流换热室内设置有若干组对流受热面(12)，所述对流换热室的底部设置有合成气出口(11)；所述气化炉体(4)与废锅(1)通过水平烟道(8)相连通，所述水平烟道(8)的两端分别与气化炉膛(5)和二次气化室(2)相连通，所述气化炉体(3)、水平烟道(8)和二次气化室(2)组成U形的煤气化反应区；所述水平烟道(8)内错列或顺列布置有竖向的除渣器(10)，所述除渣器(10)由若干根冷却水管(14)交错排列而成；所述U形的煤气化反应区的内壁均敷设有一层耐火保温材料层(7)。2.根据权利要求1所述的一种二次分离除渣的U形煤气化反应装置，其特征在于所述除渣器(10)内相邻冷却水管(14)之间的横向间隙L不小于100mm，纵向节距d不小于冷却水管(14)直径的2.5倍。3.根据权利要求1所述的一种二次分离除渣的U形煤气化反应装置，其特征在于所述冷却水管(14)材质与水冷壁管(6)相同。4.根据权利要求1所述的一种二次分离除渣的U形煤气化反应装置，其特征在于所述气化炉烧嘴(3)为单个烧嘴，所述气化炉烧嘴(3)竖直设置在气化炉体(4)的上部，所述气化炉烧嘴(3)的轴线与气化炉膛(5)的轴线相重合。5.根据权利要求1所述的一种二次分离除渣的U形煤气化反应装置，其特征在于所述气化炉烧嘴(3)为设置在气化炉体(4)上部侧面的4个烧嘴，且4个烧嘴的中心线在气化炉膛(5)中央形成切圆。6.利用权利要求1所述的装置进行二次分离除渣的煤气化工艺，其特征在于进行二次分离除渣的煤气化工艺是按以下步骤进行：一、设定气化炉膛(5)内部压力为0.1～4MPa，气化炉膛(5)的运行温度为1250℃～1600℃；二、将煤粉与气化剂由气化炉烧嘴(3)送入气化炉膛(5)内，在气化炉膛(5)内发生气化反应；当煤粉颗粒内的灰分在高温状态下迅速熔融，形成液态熔渣；所述液态熔渣一部分液态熔渣沉积在气化炉膛(5)的内壁面上，并沿气化炉膛(5)的内壁面流入渣池(9)，在渣池(9)中冷却后排出；剩余液态熔渣、反应生成的合成气和未反应气化剂组成混合气流；混合气流经过水平烟道(8)进入二次气化室(2)，混合气流经过水平烟道(8)时，剩余液态熔渣被水平烟道(8)内的除渣器(10)进一步捕集，未被捕集的液态熔渣随反应生成的合成气和未反应气化