一種J型氣流床氣化爐的制作方法

背景技術：
：煤氣化技術是發展煤基化學品、煤基液態燃料、聯合循環發電、制氫等過程工業的基礎，是這些行業的關鍵技術和龍頭技術。現有的可將煤、焦等含碳燃料氣化，在采用氣流床進行氣化的技術中，有代表性的干煤粉氣化技術主要有：Shell氣化爐、GSP氣化爐、航天爐、東方爐和兩段式干煤粉氣化爐；水煤漿氣化爐有：多噴嘴氣化爐、GE氣化爐、E-Gas氣化爐、清華爐等。從目前已工業化的氣化爐來看，多個噴嘴的氣化爐易于大型化，但進料管路復雜，投資較高。單燒嘴氣流床氣化爐均是采用頂噴的方式，由于合成氣出口設置在噴嘴的正下方，因此存在部分物料短路的情況，大型的單噴嘴頂噴氣化爐物料短路情況更加嚴重，導致實際的碳轉化率較低。另外，采用水激冷合成氣導致合成氣的高位熱能嚴重浪費，降低了能源的利用效率。采用廢熱鍋爐回收高溫合成氣高位熱能有利于提高能源的利用效率，但對合成氣下行的氣化爐，熔渣及高溫合成氣均進入廢熱鍋爐，導致廢鍋結渣嚴重。技術實現要素：本實用新型的目的是提供一種既可以避免單噴嘴頂噴型氣化爐物料短路，又可以避免合成氣下行型氣化爐熔渣進入廢熱鍋爐的氣流床氣化爐。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了一種J型氣流床氣化爐，包括氣化室及集渣室，氣化室至少具有進料側垂直段、排渣口段及合成氣出口側垂直段，在進料側垂直段上設有進口，在合成氣出口側垂直段上設有合成氣出口，在排渣口段設有排渣口，其特征在于，進料側垂直段與排渣口段之間通過傾斜段一過渡，排渣口段與合成氣出口側垂直段間通過傾斜段二過渡；集渣室垂直安裝于排渣口段下面，集渣室與排渣口相通。優選地，所述排渣口位于所述氣化室的最低點。優選地，所述傾斜段一的中心線的曲率半徑大于等于所述進料側垂直段的內徑的0.5倍，所述傾斜段一的中心線與所述進料側垂直段中心線的夾角為5°～80°。優選地，所述傾斜段二的中心線的曲率半徑大于等于所述合成氣出口側垂直段的內徑的0.5倍，所述傾斜段二的中心線與所述合成氣出口側垂直段的中心線的夾角為5°～80°。優選地，在所述合成氣出口側垂直段上垂直安裝有縮口段，縮口段的縮角為15°～85°，縮口段的出口內徑為所述合成氣出口段的0.15～0.6倍。優選地，在所述集渣室的上部設置有噴淋裝置，噴淋裝置上設置至少1圈噴淋環，每圈噴淋環上設置至少12個噴頭，噴淋裝置與集渣室的壁面的夾角為10°～80°。優選地，所述進口包括進口一及進口二，進口一為設置在所述進料側垂直段頂部的工藝燒嘴，進口二為4個以上水平布置在所述進料側垂直段上部且軸線與所述進料側垂直段徑向成4°～15°的工藝燒嘴。優選地，所述排渣口為喇叭型，其擴角為5°～85°，其下部內徑為所述氣化室內徑的0.15～0.6倍。優選地，所述氣化室的內壁為水冷壁或耐火磚。相比現有技術，本實用新型提供的一種J型氣流床氣化爐具有如下有益效果：1、解決了氣渣下行型氣化爐物料短路的問題，可有效提高碳轉化率；2、排渣口離高溫區近，可確保液態排渣順暢；3、解決了下行型氣化爐采用廢熱鍋爐回收合成氣高位熱能時熔渣進入廢鍋的問題，當采用輻射廢鍋回收合成氣高位熱能時，可有效避免輻射廢鍋結渣；4、合成氣出口夾帶的飛灰量少，可有效緩解合成氣熱量回收設備的受熱面積灰問題及后續合成氣凈化工序的負荷。附圖說明圖1為J型氣流床氣化爐的結構示意圖；圖2為圖1的A-A截面俯視圖。附圖標記說明1-進口一；2-進料側垂直段；3-傾斜段一；4-排渣口段；5-傾斜段二；6-合成氣出口側垂直段；7-縮口段；8-排渣口；9-噴淋環；10-集渣室出口；11-合成氣出口；12-集渣室；13-進口二。具體實施方式為使本實用新型更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。如圖1所示本實用新型提供的一種J型氣化爐，包括氣化室和集渣室，其內壁為水冷壁或耐火磚。氣化室包括進料側垂直段2、合成氣出口側垂直段6、排渣口段4、排渣口8、連接合成氣出口側垂直段6與排渣口段4的傾斜段一5、連接進料側垂直段2和與排渣口段4的傾斜段二3、垂直安裝于排渣口段4下面的集渣室12、垂直安裝于合成氣出口側垂直段6上面的縮口段7、安裝于進料側垂直段2上部的進口一1和進口二13。進口一1為設置在進料側垂直段2頂部的工藝燒嘴，進口二13為4個以上水平布置在進料側垂直段2上部且其軸線與進料側垂直段2徑向成4°～15°的工藝燒嘴。傾斜段一3的中心線的曲率半徑r大于等于進料側垂直段2的內徑的0.5倍，其中心線與進料側垂直段2中心線的夾角α為5°～80°。傾斜段二5的中心線的曲率半徑R大于等于合成氣出口側垂直段6的內徑的0.5倍，其中心線與合成氣出口側垂直段6中心線的夾角θ為5°～80°。排渣口8為喇叭型，其擴角λ為5°～85°，其下部內徑為氣化室內徑的0.15～0.6倍。縮口段7的縮角β為15°～85°，其出口內徑為合成氣出口側垂直段6的0.15～0.6倍。集渣室12內的上部設置噴淋裝置9，噴淋裝置9上設置至少1圈噴淋環，每圈噴淋環上設置至少12個噴頭，噴淋裝置9與集渣室12的壁面的夾角δ為10°～80°。本實用新型所提供的J型氣化爐的氣化原料為水煤漿或者粉煤，氣化劑為含氧量體積分數為21％～100％的氣體。如圖1所示。氣化原料及氣化劑從進口一1噴入進料側垂直段2進行燃燒及氣化反應，隨后進入傾斜段一3。由于存在傾斜段一3，使下行的氣化產物的流動方向發生改變，氣流中的顆粒被傾斜段一3的壁面捕集，從而使顆粒延長了顆粒的停留時間，避免了物料的短路。當氣化產物及熔渣流過排渣口段4時，熔渣便從最低點處的排渣口8排出，合成氣及夾帶的顆粒進入傾斜段二5，氣流的流動方向再次發生改變，夾帶的顆粒進一步被彎曲處的壁面捕集，從而進一步延長顆粒的停留時間，同時也降低了合成氣出口11處合成氣的飛灰夾帶量，被傾斜段二5捕集的顆粒形成熔渣，在重力的作用下回流至排渣口段4，經排渣口8排出氣化爐。熔渣在集渣室12上部被噴淋環噴出的水激冷，避免高溫熔渣直接落入水浴導致沸騰。經過激冷后的熔渣落入集渣室底部，從集渣室底部的集渣室出口10排至鎖斗，集渣室底部可設置破渣機。實施例1一臺日處理2000噸煤的J型氣流床干煤粉氣化爐，氣化壓力4.0MPa，內壁面為水冷壁結構，氣化爐較高一側頂部設置氣化燒嘴。氣化爐主要尺寸參數見表1所示：表1氣化爐主要尺寸參數采用純氧(99.6)氣體和水蒸氣為氣化劑，以N2為載氣加壓密相輸送煤粉。氧煤比為0.88(kg/kg干基)，蒸汽氧氣比例為0.01(kg/kg)，煤粉輸送氣固比為9(KG/KG)，所用煤種的煤質分析數據如下表2～表5所示，氣化爐工藝指標如表6所示。表2工業分析表3元素分析表4熱值與灰熔點表5煤灰成分分析與煤粉哈氏可磨性指數表6氣化爐工藝指標表7氣化室出口合成氣組成成分COH2CO2H2OH2SN2CH4數值(V％)63.8925.072.013.460.255.230.09上述試驗結果表明，本實用新型提供的一種J型氣流床氣化爐由于采用了J型設計，碳轉化率高于現有單噴嘴頂噴技術，達到99.6％，冷煤氣效率達到81.05％，排渣順暢，合成氣出口夾帶的飛灰含量明顯降低。當前第1頁1 2 3