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
技術領域：
本實用新型涉及一種水煤漿加壓氣化裝置，特別是涉及一種對現有水煤漿加壓氣化裝置改進后的高效節能的水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化裝置。
背景技術：
目前，國內外氣流床水煤漿加壓氣化技術比較多，在煤化工應用較多的是德士古、多元料漿、多噴嘴等技術，這些技術共同特點是首先制取煤漿，水煤漿經過加壓后和氣化劑氧氣一起輸送到氣化爐內，在高溫下煤漿進行不完全燃燒的氣化反應，產生以一氧化碳和氫氣為主的工業煤氣；煤在氣化爐內進行缺氧燃燒并和水蒸氣進行反應，煤中的碳由固態轉化為氣態化合物，煤中的灰由于無法氣化燃燒就以熔融態形式從氣化爐燃燒室出口流出，進入到氣化爐的激冷室進行冷卻；現有技術中，幾種氣化技術的氣化爐都采用耐火磚結構以抵抗高溫輻射來保護筒體。煤在氣化爐內會發生很多反應，其主要反應方程式為: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自煤的燃燒，完全燃燒就會生成二氧化碳，不完全燃燒產生一氧化碳，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省熱量多產生一氧化碳，減少二氧化碳產生。但是，現有技術中頂置單個燒嘴氣化爐結構由于單個頂置燒嘴原因造成氣化爐燃燒室存在回流區，氣化爐燃燒室空間沒有充分利用，加之有回流區存在致使反應不完全，煤氣有效氣成分(CCHH2)偏低。還有，由于頂置單個燒嘴氣化爐結構投煤量過大時霧化效果較差，反應不完全不徹底，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雖然解決了回流區和投煤量小問題，但是由于其是水平噴射，氣化爐爐頂經常受到熔融飛灰和高溫侵蝕，頂部爐磚無法長周期運行。還有，氣化爐采用耐火磚結構只適合低灰熔點煤種的氣化，適應范圍較小。再者，現有水煤漿氣化工藝采用激冷流程，從氣化爐燃燒室出口進入激冷室，熱煤氣大約1300度直接用水激冷降溫至250度左右，熱煤氣顯熱浪費掉了，這部分熱量大約占冷煤氣效率15 20%。為了克服現有技術投煤量小、霧化效果差、煤種適應范圍小和熱煤氣余熱未回收弊端需要開發一種新型的高效節能的水煤漿加壓氣化技術，以彌補現有技術中存在的不足。
實用新型內容有鑒于此，本實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，通過本技術方案，對現有幾種水煤漿加壓氣化裝置的改進和提高，應用本技術方案不僅解決了單爐投煤量小問題，同時幾股進料發生碰撞，進一步提高了霧化效果，加之采用了廢熱回收鍋爐系統致使冷煤氣效率更高。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的: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構和加壓氣化機構組成，所述煤漿制備輸送機構由磨煤水槽、磨煤機、煤漿緩沖槽、煤漿泵和煤漿輸送管線構成，所述加壓氣化機構由氣化爐燃燒室、氣化爐燒嘴、輻射廢熱回收鍋爐和對流廢熱回收鍋爐構成，所述氣化爐燒嘴分別設置在氣化爐燃燒室頂部，氣化爐燒嘴與氣化爐燃燒室內部相通，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置有氣體出口，所述對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。一個氣化爐燒嘴設置在所述氣化爐燃燒室的頂部頂端，另外兩個或四個氣化爐燒嘴成對相對設置在氣化爐燃燒室頂部側壁，位于頂部側壁的氣化爐燒嘴，采用相對設置使幾股進料在垂直面發生互相碰撞，不傷及氣化爐燃燒室內壁，氣化爐燃燒室內煤漿霧化更好。所述加壓氣化機構中 氣化爐燃燒室的內壁采用水冷壁結構。所述對流廢熱回收鍋爐內設置有換熱管，所述換熱管呈S型盤放設置。所述輻射廢熱回收鍋爐的底部設置有渣池，在渣池的下方設置有鎖斗，撈渣機設置在鎖斗下部。本實用新型在工作時，①原煤和水共同進入水煤漿磨機經研磨制取水煤漿，水煤漿進入水煤漿儲槽存儲，之后經過水煤漿泵加壓后由高壓水煤漿管道送入氣化爐燒嘴，最后通過氣化爐燒嘴進入氣化爐燃燒室發生缺氧燃燒反應；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，同時將水煤漿霧化；③所述水煤漿和高壓氧氣在高溫下發生劇烈的化學反應，生成一氧化碳及氫氣為主的工業煤氣；④所述工業熱煤氣通過氣化爐燃燒室出口先后進入輻射廢熱回收鍋爐和對流廢熱回收鍋爐進行熱煤氣顯熱回收，回收余熱后的煤氣從對流廢熱回收鍋爐出口離開進入下一工段。采用上述技術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，通過本技術方案，①由于采用了多個燒嘴進料，在保證單個燒嘴的霧化效果同時較大幅度提高了單臺爐子的投煤量；另外，由于燒嘴采用垂直面進料方式，不僅保證了爐子拱頂絕熱層的周期，同時因為幾股進料在垂直面發生互相碰撞，煤漿霧化更好，反應更加完全，僅此一項有效氣就可以增加I 2% ;②氣化爐燃燒室絕熱方式采用水冷壁結構，相對耐火磚結構的熱壁爐可以更好適應不同灰熔點的煤種，另外由于水冷壁結構相對于耐火磚結構氣化爐燃燒室空間更大，反應停留時間更長，有利于提高有效氣含量水煤漿在缺氧環境下燃燒反應后形成的工業熱煤氣通過氣化爐燃燒室出口先后進入輻射廢熱回收鍋爐和對流廢熱回收鍋爐進行熱煤氣顯熱回收，回收的熱量相當于冷煤氣效率提高了 15-20%。
圖1為本實用新型的整體結構示意圖。圖中，I磨煤水槽、2原料煤、3磨煤機、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水冷壁結構、13渣池、14對流廢熱回收鍋爐、15鎖斗、16撈渣機、17換熱管、18氣體出口、19下行通道。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型中具體實施例作進一步詳細說明。如圖1所示，實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構和加壓氣化機構組成，所述煤漿制備輸送機構由磨煤水槽1、磨煤機3、煤漿緩沖槽4、煤漿泵5和煤漿輸送管線6構成，所述加壓氣化機構由氣化爐燃燒室9、氣化爐燒嘴8、輻射廢熱回收鍋爐10和對流廢熱回收鍋爐14構成，所述氣化爐燒嘴8分別設置在氣化爐燃燒室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上部設置有氣體出口 18，所述對流廢熱回收鍋爐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。一個氣化爐燒嘴8設置在氣化爐燃燒室9的頂部頂端，另外兩個氣化爐燒嘴8成對相對設置在氣化爐燃燒室9頂部側壁，位于頂部側壁的氣化爐燒嘴8，采用相對設置使幾股進料在垂直面發生互相碰撞，不傷及氣化爐燃燒室9內壁，氣化爐燃燒室9內煤漿霧化更好。所述加壓氣化機構中氣化爐燃燒室9的內壁采用水冷壁結構12。所述對流廢熱回收鍋爐14內設置有換熱管17，所述換熱管17呈S型盤放設置。所述輻射廢熱回收鍋爐10的底部設置有渣池13，在渣池13的下方設置有鎖斗15，撈渣機16設置在鎖斗15下部。本實用新型的實施例按以下步驟進行工作。1.破碎后的原料煤2和磨煤水槽I的水送往磨煤機3，共同研磨制成一定濃度水煤漿，然后經煤漿緩沖槽4、煤漿泵5沿煤漿輸送管線6通過氣化爐燒嘴8進入水冷壁結構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輸入氧氣進入氣化爐燃燒室9 ；3.水煤漿和高壓氧氣通過氣化爐燒嘴8進入水冷壁結構12的氣化爐燃燒室9，在高溫高壓的環境下，水煤漿和氧氣發生劇烈的氣化反應，生成以一氧化碳和氫氣為主的工業煤氣，熱煤氣再通過氣化爐燃燒室9的下方進入輻射廢熱回收鍋爐10，經下行通道19回收部分熱量；輻射廢熱回收鍋爐10通過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，最后經過鎖斗15和撈渣機16排出；回收了部分熱量的煤氣到達渣池13表面時掉頭沿輻射廢熱回收鍋爐10的上行通 道11，通過第二次輻射回收熱量后，經氣體出口 18進入對流廢熱回收鍋爐14頂部；然后沿對流廢熱回收鍋爐14的換熱管17繞成“S”型換熱通道下行，經過熱對流形式熱量再次得到回收，回收完的煤氣從對流廢熱回收鍋爐14下部而出，進入下一段工序。綜上所述，本實用新型的技術方案，經過立體進料立體碰撞，水煤漿霧化效果更好，反應更加充分，回避了常規煤氣化爐回流區的問題；在保證霧化效果情況下，由于多股進料可以實現單臺氣化爐投煤量增加，生產強度更大.[0041]本實用新型由于采用了氣化爐燃燒室水冷壁結構，相對于耐火磚結構反應空間更大，反應停留時間加長，碳轉化率更高，并且由于采用了水冷壁結構12，氣化爐更加適應高灰熔點煤種；由于熱煤氣大部分顯熱通過輻射廢熱回收鍋爐10和對流廢熱回收鍋爐14的回收，冷煤氣效率提高15 20%。以上所述，僅為本實用新型的較佳實例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍 。
權利要求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構和加壓氣化機構組成，所述煤漿制備輸送機構由磨煤水槽、磨煤機、煤漿緩沖槽、煤漿泵和煤漿輸送管線構成，所述加壓氣化機構由氣化爐燃燒室、氣化爐燒嘴、輻射廢熱回收鍋爐和對流廢熱回收鍋爐構成，所述氣化爐燒嘴分別設置在氣化爐燃燒室頂部，氣化爐燒嘴與氣化爐燃燒室內部相通，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置有氣體出口，所述對流廢熱回收鍋爐與氣體出口相連通。
2.根據權利要求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.根據權利要求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，一個氣化爐燒嘴設置在所述氣化爐燃燒室的頂部頂端，另外兩個或四個氣化爐燒嘴成對相對設置在氣化爐燃燒室頂部側壁。
4.根據權利要求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，所述加壓氣化機構中氣化爐燃燒室的內壁采用水冷壁結構。
5.根據權利要求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，所述對流廢熱回收鍋爐內設置有換熱管，所述換熱管呈S型盤放設置。
6.根據權利要求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 設置有渣池，在渣池的下方設置有鎖斗，撈渣機設置在鎖斗下部。
專利摘要本實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構和加壓氣化機構組成，煤漿制備輸送機構由磨煤水槽、磨煤機、煤漿緩沖槽、煤漿泵和煤漿輸送管線構成，加壓氣化機構由氣化爐燃燒室、氣化爐燒嘴、輻射廢熱回收鍋爐和對流廢熱回收鍋爐構成，氣化爐燒嘴分別設置在氣化爐燃燒室頂部，氣化爐燒嘴與氣化爐燃燒室內部相通，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置有氣體出口，對流廢熱回收鍋爐與氣體出口相連通；通過本技術方案，水煤漿立體對撞方式進料以及煤氣余熱回收，使氣化系統更節能，冷煤氣效率更高，更好適應于各種煤種的氣化工藝。
文檔編號C10J3/50GK203079923SQ201320042710
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月28日 優先權日2013年1月28日
發明者李發林, 陳峰華 申請人:李發林