新型两段式多喷嘴加压气化炉及其气化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102492478A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102492478A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201110436956.2(22)申请日2011.12.23(71)申请人上海锅炉厂有限公司地址上海市闵行区华宁路250号(72)发明人倪建军乌晓江张建文葛学利张翔(74)专利代理机构上海大邦律师事务所31252代理人陈宏(51)Int.Cl.C10J3/50(2006.01)C10J3/48(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图11页(54)发明名称新型两段式多喷嘴加压气化炉及其气化方法(57)摘要本发明公开了一种新型两段式多喷嘴加压气化炉及其气化方法，该气化炉的气化室分为上下两段，上、下段气化室的直径比为0.2~0.8，高度比0.1~0.5。通过缩小上段气化室直径，可削弱顶部喷嘴射流造成的射流回流区的形成，控制下段气化室高温烟气向上流动量，降低了气化炉上段气化室的整体温度，延长了使用寿命。该气化方法是：从顶部喷嘴喷入的少量气化剂仅为顶部喷嘴喷入燃料所需气化剂的25%~75%，剩余气化剂由侧面喷嘴补充送入气化炉。如此上段气化室仅发生热解等吸热反应，下段气化室由于喷入气化剂过量，发生部分燃烧反应，与来自上段气化室的碳或煤焦颗粒进行二次气化反应，最终生成合成气，提高了碳转化率和冷煤气效率。CN1024978ACN102492478A权利要求书1/1页1.一种新型两段式多喷嘴加压气化炉，包括炉壳(8)，炉壳（8）内设置气化室（7）和合成气冷却室，其特征在于：气化室（7）分为上下两段，第一段为上段气化室(3)，第二段为下段气化室(4)，上段气化室（3）与下段气化室（4）的直径比为0.2~0.8，高度比0.1~0.5；上段气化室（3）顶部设有喷嘴室（2），喷嘴室（2）中设置1个顶置工艺喷嘴（1），下段气化室（4）侧面沿圆周方向设有至少一层工艺烧嘴室（5），烧嘴室（5）中布置侧面工艺喷嘴(6)，侧面工艺喷嘴(6)以机械方式安装在工艺喷嘴室(5)中，气化室锥形渣口(17)设置在下段气化室(4)底部。2.根据权利要求1所述的新型两段式多喷嘴加压气化炉，其特征在于：所述下段气化室（4）侧面的烧嘴室（5）设置1~3层，每层烧嘴室（5）对称布置4~6个侧面工艺喷嘴（6）。3.根据权利要求1所述的新型两段式多喷嘴加压气化炉，其特征在于：每个侧面工艺喷嘴（6）的轴线相切于同一假想圆，水平径向偏斜角度要求为1~8°，轴向下偏斜角度1~10°。4.根据权利要求1所述的新型两段式多喷嘴加压气化炉，其特征在于：所述气化室（7）为盘管式或悬壁式的水冷壁型，或者是采用耐火材料衬里的热壁型。5.一种用于权利要求1所述的新型两段式多喷嘴加压气化炉的气化方法，其特征在于：燃料和气化剂由顶置工艺喷嘴和侧面工艺喷嘴喷入气化室进行气化反应，顶部工艺喷嘴喷入的少量气化剂仅为顶部工艺喷嘴喷入燃料所需气化剂的25%~75%，不足的气化剂由侧面工艺喷嘴等分补充送入气化室。6.根据权利要求5所述的气化方法，其特征在于：所述燃料可为干煤粉或水煤浆。2CN102492478A说明书1/5页新型两段式多喷嘴加压气化炉及其气化方法技术领域[0001]本发明涉及一种两段式多喷嘴加压气化炉及其气化方法。背景技术[0002]煤等含碳燃料的气化技术在联合循环(IGCC)发电装置、合成氨和合成甲醇工业、海绵铁的生产、纯氢气的制备等领域得到了广泛的应用，而气化炉则是原燃料气化的关键设备。为此，众多的科技人员研究开发了各种类型的气化炉。现有的可将煤、焦等含碳燃料气化，在采用气流床进行气化的技术中，有代表性的主要有三种：采用水煤浆为原料的气化炉有德士古(Texaco，现为GE公司)和我国华东理工大学等单位开发的多喷嘴对置式水煤浆气化炉；采用干煤粉为原料的气化炉有谢尔(Shell)，GSP气化炉和国家电力公司热工研究院的两段式干煤粉气化炉。根据文献US4637823、US4527997和US5281243公开的德士古气化工艺，该气化炉为单喷嘴顶置式，单喷嘴顶置式气化炉的炉内流场结构基本相同，包括GSP气化炉，由于顶部射流的湍流强度较高，存在部分物料短路和形成较大射流回流区的现象，炉内流场和温度场不尽合理，而且单喷嘴气化炉在大规模化的过程中也会遇到很多的困难。谢尔气化炉和两段式干煤粉气化炉均采用煤气与熔融态渣呈逆向流动，其主要存在两个缺点，一方面，熔融态渣在气流的逆向托力作用下靠重力向下排出气化炉，极易凝固堵塞渣口；另一方面，悬浮在气流中的细渣被气流带入合成气冷却器和后续冷却净化设备，在后续设备和管道中容易形成积灰堵塞，对设备的磨损也较为严重。文献CN98110616.1和200510111484.