多级串联气化炉炉膛结构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102226109A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102226109A(43)申请公布日2011.10.26(21)申请号201110133869.X(22)申请日2011.05.23(71)申请人中国东方电气集团有限公司地址610036四川省成都市金牛区蜀汉路333号(72)发明人曹立勇张庆王晓亮胡蕴成(74)专利代理机构成都天嘉专利事务所(普通合伙)51211代理人方强(51)Int.Cl.C10J3/48(2006.01)C10J3/60(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称多级串联气化炉炉膛结构(57)摘要本发明涉及气流床气化炉技术，具体公开了多级串联气化炉炉膛结构，包括在纵向上依次连接的第一级炉膛、第二级炉膛和第三级炉膛，第一级炉膛、第二级炉膛和第三级炉膛均为中空的圆柱体，第一级炉膛、第二级炉膛和第三级炉膛之间通过中空的圆锥台体连接；本发明采用多级串联结构组织气化炉膛，使炉膛内反应区分布更合理，增加反应区内煤粉颗粒停留时间，增大碳转化率，缩小上部混合区和热解区体积，强化传质并减少高温回流区，同时降低拱顶坍塌的可能性。CN10269ACCNN110222610902226116A权利要求书1/1页1.多级串联气化炉炉膛结构，其特征在于：包括在纵向上依次连接的第一级炉膛（1）、第二级炉膛（2）和第三级炉膛（3），第一级炉膛（1）、第二级炉膛（2）和第三级炉膛（3）均为中空的圆柱体，第一级炉膛（1）、第二级炉膛（2）和第三级炉膛（3）之间通过中空的圆锥台体连接。2.根据权利要求1所述的多级串联气化炉炉膛结构，其特征在于：所述第一级炉膛（1）位于上端，直径为D1，高度为H1；第二级炉膛（2）位于中间，直径为D2，高度为H2；第三级炉膛（3）位于下端，直径为D3，高度为H3；三级炉膛的总高为H，即H=H1+H2+H3；所述三级炉膛之间满足：D1<D2<D3，0<H1<H/3，0<H2<H/3，H/3<H3<H。3.根据权利要求2所述的多级串联气化炉炉膛结构，其特征在于：所述第一级炉膛（1）的直径D1等于与第二级炉膛（2）之间的圆锥台体的上台面的直径，第二级炉膛（2）的直径D1等于与第三级炉膛（3）之间的圆锥台体的上台面的直径，第一级炉膛（1）与第二级炉膛（2）之间的圆锥台体的下台面的直径等于第二级炉膛（2）与第三级炉膛（3）之间的圆锥台体的上台面的直径。4.根据权利要求1或3所述的多级串联气化炉炉膛结构，其特征在于：所述第一级炉膛（1）与第二级炉膛（2）之间的圆锥台体的锥度等于第二级炉膛（2）与第三级炉膛（3）之间的圆锥台体的锥度，所述两个圆锥台的锥面与水平面的夹角均为α，α满足：10°<α<120°。5.根据权利要求1所述的多级串联气化炉炉膛结构，其特征在于：气化炉炉膛内部用耐火砖、保温砖砌筑或采用水冷壁结构。6.根据权利要求1所述的多级串联气化炉炉膛结构，其特征在于：所述第一级炉膛（1）为预热混合区，第二级炉膛（2）为干馏热解区，第三级炉膛（3）为气化反应区。2CCNN110222610902226116A说明书1/3页多级串联气化炉炉膛结构技术领域[0001]本发明涉及气流床气化炉技术，特别是关于多级串联气化炉的炉膛结构。背景技术[0002]气流床气化炉具有煤种适应性强、自动化程度高、操作稳定可靠、气化强度大、气化效率高和三废处理简单等特点，是目前主流的气化炉炉型。[0003]目前气流床气化炉按照气化空间分段可以分为一段炉和两段炉，按照进料可分为水煤浆气化炉和干煤粉气化炉，按照排渣方式可分为液态排渣和固态排渣气化炉。[0004]现有气流床气化炉的结构，均为单一的圆柱体或圆锥体，即使两段炉结构的也只是简单的重复结构，段间采用缩口连接。对于气流床气化炉（包含水煤浆和干煤粉气化炉），在煤气化过程中，随着反应的进行，气体流量会逐渐增大，等炉径炉膛空间不适合气化反应各个步骤地要求，不利于反应过程的优化；同时，由于反应区前端体积较大，会造成反应区前段局部高温回流区，造成气化炉膛空间利用率低，并增加高温辐射引起拱顶坍塌的可能性。[0005]上述缺陷均是由于现有气流床气化炉炉膛的布置不合理造成的，而且还会出现碳转化率偏低、流场和温度场分布不当的问题。发明内容[0006]本发明为解决上述现有气流床气化炉存在的问题，提出了多级串联气化炉炉膛结构，可以依据煤气化反应各个步骤的特点，分别对其进行反应传质过程的优化，本发明结构通过逐级变径方式，可有效强化反应传质过程，提高气化反应速率和转化率。[0007]本发明的技术方案如下：多级串联气化炉炉膛结构，其特征在于：包括在纵向上依次连接的第一级炉膛、第二级炉膛和第三级炉膛，第一级炉膛、第二级炉膛和第三级炉膛均为中空的圆