煤制工业燃气的气化装置.pdf

本发明公开了一种煤制工业燃气的气化装置，包括气化机构和热量回收机构，气化机构包括气化炉、位于气化炉顶部的烧嘴、位于气化炉底部的渣口、和与渣口连接的下渣管，热量回收机构包括位于气化炉下方的换热筒、位于换热筒底部的渣池和排渣口、位于渣池液面上方的激冷环、以及位于激冷环下方的排气口，其中，下渣管伸入换热筒中。本发明的气化装置在生产过程中排水量非常小，生产强度大幅度提高，解决了大气量供应问题，同时对热煤气废热进行回收，进一步降低了燃气成本。

权利要求书
1.  一种煤制工业燃气的气化装置，包括气化机构和热量回收机构，其特征在于，
所述气化机构包括气化炉、位于气化炉顶部的烧嘴、位于气化炉底部的渣口、和与 所述渣口连接的下渣管，
所述热量回收机构包括位于所述气化炉下方的换热筒、位于所述换热筒底部的渣池 和排渣口、位于所述渣池液面上方的激冷环、以及位于所述激冷环下方的排气口，其中， 所述下渣管伸入所述换热筒中。

2.  根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述换热筒包括水冷壁。

3.  根据权利要求2所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述激冷环位于所述水 冷壁的下方。

4.  根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，还包括煤粉输送机构， 所述煤粉输送机构与所述烧嘴连接，以由所述烧嘴向所述气化炉中喷入物料。

5.  根据权利要求4所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述物料由煤粉、氧气 和水蒸气构成。

6.  根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述气化炉的内壁为绝 热材料层。

7.  根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述渣池设有加水口。

8.  根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述气化炉和所述换热 筒同轴设置。

9.  根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述下渣管与所述气化 炉同轴设置。

10.  根据权利要求1所述的煤制工业燃气的气化装置，其特征在于，所述渣口为锥形渣口。

说明书煤制工业燃气的气化装置
技术领域
本发明涉及一种煤制工业燃气的气化装置。
背景技术
目前，工业窑炉所用燃气通常由煤气发生炉提供，典型的有固定床煤气发生炉和流化床 煤气发生炉。
固定床煤气发生炉在工业燃气市场应用较多，流化床发生炉相对应用较少，气流床制工 业燃气目前还没有业绩。
煤气发生炉虽然投资较少，煤种适用性广，但是也存在很多弊端。其环保性较差，产生 的污水基本无法处理，粉尘污染也不可忽视，加之对原料要求是块煤价格相对较高，以及生 产强度较低，压力低，产气量不大。
气流床气化目前主要应用于煤化工领域，气流床主要特点是原料易得，采用烟煤末，原 料价格低廉，最重要的是其生产压力较大，生产强度高，一台炉子可以相当于常压炉几十台， 加之纯氧气化，气化效率较高。还有气流床反应温度高，环保性强，属于煤炭清洁利用技术。
目前，气流床气化应用于工业燃气目前还没有尝试，属于行业空白。气流床气化制气由 于具有环保型和高强度生产特点，适合大规模园区供气，有必要开发一种煤制工业燃气的气 化装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种煤制工业燃气的气化装置，以解决大气量供应问题。
为此，本发明提供了一种煤制工业燃气的气化装置，包括气化机构和热量回收机构，气 化机构包括气化炉、位于气化炉顶部的烧嘴、位于气化炉底部的渣口、和与渣口连接的下渣 管，热量回收机构包括位于气化炉下方的换热筒、位于换热筒底部的渣池和排渣口、位于渣 池液面上方的激冷环、以及位于激冷环下方的排气口，其中，下渣管伸入换热筒中。
进一步地，上述换热筒包括水冷壁。
进一步地，上述激冷环位于水冷壁的下方。
进一步地，上述气化装置还包括煤粉输送机构，煤粉输送机构与烧嘴连接，以由烧嘴向 气化炉中喷入物料。
进一步地，上述物料由煤粉、氧气和水蒸气构成。
进一步地，上述气化炉的内壁为绝热材料层。
进一步地，上述渣池设有加水口。
进一步地，上述气化炉和换热筒同轴设置。
进一步地，上述下渣管与气化炉同轴设置。
进一步地，上述渣口为锥形渣口。
本发明的气化装置采用了气流床气化制气方式，在生产过程中排水量非常小，实现了加 压操作，生产强度大幅度提高，解决了大气量供应问题，可以实现大型煤气供应的要求。同 时对热煤气废热进行回收，进一步降低了燃气成本。
除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点， 将结合附图作进一步详细的说明。
附图说明
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并 与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：
图1是根据本发明的煤制工业燃气的气化装置的结构示意图。
附图标记说明
1、烧嘴；       2、气化炉；
3、气化室；     4、绝热材料层；
5、锥形渣口；   6、下渣管；
7、换热筒；     8、水冷壁；
9、激冷环；     10、出气口；
11、渣池；      12、排渣口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖 的多种不同方式实施。
图1是根据本发明的煤制工业燃气的气化装置的结构示意图。如图1所示，本气化装置 包括：煤粉输送机构；气化机构，包括有气化炉2、气化室3、绝热材料层4、烧嘴1、锥形 渣口5、下渣管6；热量回收机构，包括换热筒7、水冷壁8、激冷环9、渣池11、出气口10、 排渣口12。
煤粉输送机构与烧嘴1相通，用于将煤粉、氧气和水蒸气按照设定比例送入气化室3内， 并起到雾化作用，保证原料的充分反应，该煤粉输送机构的优选结构在中国专利 ZL200510080334.5中披露，其全部内容结合于此供参考。采用纯氧气化取代煤制工业燃气用 的空气，减少了惰性气体进入，提高了煤气热值。
气化炉2内筒衬有绝热材料层4，用于隔绝气化炉2内外热量传递来保护外筒；锥形渣口 5在气化炉2的气化室3的底部，用于导流反应过程生成的熔渣和气体；下渣管6与锥形渣口 5相接，并进一步导流熔渣和气体。
水冷壁8安装在换热筒7的内壁上，换热筒7与下渣管6同轴布置，即二者的中心轴线 重合，水冷壁8是由数个换热管并排组成，换热管与换热管用专用钢板连接，形成一个封闭 的机构。
下渣管6与水冷壁8形成的环状结构内腔相通，激冷环9安装在渣池11液面与水冷壁8 之间，用于对炙热煤气和熔渣最后降温，保证热煤气的出气温度，渣池11位于整个换热筒7 的正下部，熔渣落入渣池11，被渣池中水激冷。
出气口10安装在水冷壁8下部与渣池11液面之间，出气口10主要是将降温后的煤气导 出热量回收机构进入下一道工序。
渣池11底部安装有专门的排渣口12。
本发明的气化装置的工作过程如下：
煤粉进入烧嘴1之中，由烧嘴1喷入的煤粉和氧气与水蒸气在气化室3内发生缺氧燃烧 反应并放出大量热量，生成炙热煤气，煤粉中的灰分由于受到加热融化由固态融化为液态， 部分沿绝热材料层4流向导流锥形渣口5得到收集，同时随煤气一起沿下渣管6流向热量回 收机构的换热筒7。
由下渣管6流下的熔渣和炙热煤气进入换热筒7的内腔中，在此通道中熔渣和炙热煤气 向水冷壁8通过热辐射形式传递热量，当熔渣和炙热煤气沿中轴线向下流至激冷环9处与激 冷环9的水进行直接换热，通过两次换热熔渣和煤气失去热量而温度降低，熔渣由液态凝固 为固态，由于重力作用掉入正下方渣池11的水中得到激冷，降温后的煤气最终由出气口10 离开热量回收机构进入下一道工序。
在此过程中，气化室绝热材料层提前加热烘炉达到800℃以上，为燃烧提供火源，同时阻 绝热量传递起到保护气化炉筒体作用。
渣池底部的排渣口12用于排出收集到得熔渣激冷后的固体，渣池设有加水口用于保证渣 池一定液面。
综上所述，本发明的气化装置采用了气流床气化制气方式，降低对了原料煤规格要求， 可采用廉价的末煤；在生产过程中排水量非常小；生产强度大幅度提高，单台炉子相当于常 压炉子的10～20倍以上，实现了加压操作，解决了大气量供应问题，可以实现大型煤气供应 的要求。同时对热煤气废热进行回收，进一步降低了燃气成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。