專利名稱：循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種煤氣發(fā)生爐，特別是一種循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐。
技術背景現(xiàn)有技術粉煤氣化煤氣發(fā)生爐的熱量一般用于生產(chǎn)蒸汽，再將蒸汽和空 氣作為氣化劑通入爐內生產(chǎn)半水煤氣或水煤氣。由于煤氣熱量很大，使生產(chǎn) 的蒸汽量大大超過生產(chǎn)煤氣反應的需要量。雖然剩余的蒸汽可以用于其他生產(chǎn)供汽，但使生產(chǎn)煤氣的煤耗增高，煤耗在0. 3Kg/Nm3~0. 4Kg/NW以上。另外，現(xiàn)有技術煤氣發(fā)生爐所用氣化劑的溫度一般在65。C--12(TC，在 爐內反應時，氣化劑溫度需要升到IOO(TC ~1100°C,期間消耗了大量的反應 熱量，進一步增加了生產(chǎn)煤氣的煤耗。實用新型內容本實用新型的目的是提供一種循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，有效解決現(xiàn)有 技術煤氣發(fā)生爐煤耗高等技術缺陷。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了 一種循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐， 包括爐體和爐體下部設置的一次風口和下原煤入口，所述爐體上部設置有至 少 一個使高溫氣化劑進入爐內的二次風口和至少 一個上原煤入口 。所述二次風口為1~4個。進一步地，在所述一次風口和二次風口處進入 爐內的高溫氣化劑溫度為750。C ~ 850匸。更進一步地，在所述一次風口處進 入爐內的一次氣化劑量為總氣化劑量的50%~60%，在所述二次風口處進入爐 內的二次氣化劑量為總氣化劑量的35%~45、所述上原煤入口和下原煤入口之間的距離為4000咖~ 5000咖。
所述爐體上還設置有使循環(huán)煤進入爐內的斜管。進一步地，所述斜管與爐體軸線的夾角為20° ~30° 。所述爐體上部設置有煤氣出口和防爆膜口 ，爐體下部設置有下渣管。在上述技術方案基礎上，所述爐體的底部連接進氣室，爐體和進氣室之 間設置風帽，所述爐體自下而上依次設置成濃相段、稀相段和沉降段。所述一次風口設置在進氣室，所述斜管和下原煤入口設置在濃相段，所 述二次風口和上原煤入口設置在稀相段。所述風帽上設置有6 - 8個噴孔，所述噴孔直徑為4mm - 6咖。進一步地， 所述噴孔的軸線與風帽的軸線間夾角為50° -70。。所述稀相段由上大下小的錐段和直段構成，所述直段的內徑為D2,所述 濃相段和稀相段的高度H2為5. 0D2 ~ 6. 0D2。所述沉降段由上大下小的錐段和直段構成，所述濃相段、稀相段和沉降 段的高度&為2. 0H2~3. 0H2，其中H2為濃相段和稀相段高度。在上述技術方案基礎上，所述沉降段的橫截面積是濃相段橫截面積的3 ~ 7倍。本實用新型提出了一種循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，通過在爐體上設置通 入高溫氣化劑的二次風口 、送入粉煤或粘煤的上原煤入口以及引入循環(huán)煤的 斜管，使入爐的氣化劑溫度可達到750°C S5(TC，且由于二次通入高溫氣化 劑、循環(huán)'煤再入爐和上原煤入口送入粉煤，使粉煤在爐中始終是循環(huán)流動的， 因此燃燒充分、熱效率高。本實用新型粉煤與氣化劑的反應熱量消耗比常溫 氣化劑低20% ~ 30%，煤氣的可燃成份較常溫氣化劑的混合煤氣高20% ~ 30%。由于本實用新型稀相段及沉降段均為上大下小的錐形結構，上部橫截面積是 下部^黃截面積的3~7倍，不僅可以分離下來大于0. 5mm的粉煤，同時使煤氣在上部的速度低至O. 2m/s~0. 25m/s,僅為下部速度的20%,因此煤氣在爐中 停留時間長，氣化時間長，煤氣的成份好。本實用新型由空氣加蒸汽的氣化 劑生產(chǎn)的混合煤氣熱值在5600 KJ/Nm3 - 6000KJ/Nm3 ( 1350 kcal/ Nm'~1450kcal/Nm3)，煤耗4又為0. 22Kg/Nm3 ~ 0. 25 Kg/Nm3,具有煤耗J氐、熱《直高、生產(chǎn)效率高和成本低等優(yōu)點。本實用新型循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐本煤氣爐可大型化，受熱部件采用 耐火材料制作，造價低，使用壽命長，飛灰損失小，煤利用率高達95%,熱 利用率也高達90%。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。附困說明


圖1為本實用新型結構示意圖； 圖2為本實用新型風帽的結構示意圖； 圖3為本實用新型爐體下部的結構示意圖； 圖4為本實用新型水封槽的結構示意圖。 附圖標記i兌明1 —爐體；4—二次風口；7 —斜管；IO—下原煤入口；13—稀相l(xiāng)殳；16 —混凝土層；23—圓錐；82 —埋刮板出淹機。2 —風帽； 5 —防爆膜口; 8 —下渣管； ll一進氣室； 14 —沉降段； 21 —噴孔； 24 —風帽箱；3--次風口；二6 —煤氣出口； 9 —上原煤入口 12 —濃相段； 15 —耐火磚層； 22—圓柱； 81 —水封槽；具體實施方式
圖1為本實用新型結構示意圖。如
圖1所示，本實用新型循環(huán)煤流化床 煤氣發(fā)生爐包括爐體l,爐體1下部設置有一次風口 3和下原煤入口 10，爐 體1自下而上依次設置成斜目段12、稀相段13和沉降段14,爐體1的底部
連接進氣室11，爐體1和進氣室11之間設置風帽2,爐體1上部設置有至少 一個二次風口 4和至少一個上原煤入口 9, 二次風口 4用于使高溫氣化劑進 入爐內，上原煤入口 9用于使粉煤或粘煤進入爐內。具體地，進氣室ll的側 壁上設置一次風口 3，可使75(TC 85(TC的高溫氣化劑進入進氣室11;濃相 段12的側壁上設置下原煤入口 10，用于開始時從下部將粉煤送入濃相段12; 稀相段13為上大下小的錐形結構，側壁上設置有至少1個二次風口 4,供750 °C ~ 85(TC的高溫氣化劑進入稀相段13，稀相段13側壁上設置有上原煤入口 9,用于從上部向爐體1內送入粉煤或粘煤；沉降段14為上大下小的錐形結 構，側壁上設置有防爆膜口 5,防爆膜口 5的端面上設置防爆膜；濃相段12 的側壁上還設置有斜管7,用于使經(jīng)分離的粒度大于lOjum的粉煤經(jīng)斜管7 進入濃相段12;爐體1的下部設置有下渣管8，用于將爐中的石渣及煤中的 粗粒煤排出；爐體1的頂部設置有煤氣出口 6。本實用新型循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐通過在爐體上設置通入高溫氣化劑 的一次風口和二次風口、送入粉煤或粘煤的下原煤入口和上原煤入口、以及 引入循環(huán)煤的斜管，使入爐的氣化劑溫度可達到750°C ~ 850°C,且由于二次 通入高溫氣化劑和循環(huán)煤再入爐，使煤在爐中始終是循環(huán)流動的，高溫氣化 劑使蒸汽含量增大，因此粉煤與氣化劑的反應熱量消耗比常溫氣化劑低20% ~ 30%,煤氣的可燃成〗分較常溫氣化劑的混合煤氣高20%~30%。高溫氣化劑從一次風口 3進入進氣室11，后進入風帽2內部，由風帽的 噴孔噴出。爐體l的下原煤入口 IO可以與螺旋輸送給煤機連接，在本實用新 型開車工作時，螺旋輸送給煤機將原煤經(jīng)下原煤入口 IO送入爐體1。在濃相 段12,高溫氣化劑與粉煤接觸，由于氣化劑的流速可達到使粉煤流化的狀態(tài)， 所以濃相,爻12是流化狀態(tài)。具體地，在風帽箱間氣速達2m/s~3m/s,噴孔 噴出的氣化劑風速達30 m/s ~ 50m/s,因此粒度達10mm的粉煤就沸騰起來， 不會出現(xiàn)吹不起或結焦等現(xiàn)象。圖2為本實用新型風帽的結構示意圖。如圖2所示，風帽2由圓柱22和
圓錐23構成，圓柱22的內腔開設成風帽箱24，風帽2開設有6 ~ 8個直徑 為4畫 6咖的噴孔21,用于噴出氣化劑，噴孔21的軸線與風帽2的軸線間 的夾角Y為50° ~70° ,形成理想的氣流方向。本實施例中，風帽采用 1Crl8Ni9Ti不銹鋼，外徑50咖，上部凹臺外徑45mm,內徑30mm;圓柱22長 132mm,上部凹臺長20mm,整體長170 imn,上部凹臺下緣與噴孔21間距離 100 mm;圓錐23的錐面與風帽軸線間的夾角5為30° ，前端有直徑3mm的 平臺；噴孔21為8個，其軸線與風帽軸線間的夾角Y為60° 。斜管7連接在濃相段12,用于將循環(huán)煤送入爐內，循環(huán)煤是經(jīng)過分離的 粒度大于10jum的粉煤。具體地，爐體1內的煤氣經(jīng)煤氣出口 6排出后，煤 氣經(jīng)高溫分離器、低溫分離器可以將粒度大于lOiam的粉煤分離下來，通過 斜管7送回爐中。斜管7與爐體1軸線的夾角a為20° -30° ,使斜管7中 粉煤的高度超過爐內濃相段12的高度，粉煤由斜管7中的氣化劑送入爐中， 并產(chǎn)生燃燒。本實施例中，斜管7直徑為200mm,里面是不銹鋼管，外面是 炭鋼管，中間襯隔熱層，入爐下部接氣化劑氣體，氣化剤進風口直徑約57mm, 使粉煤靠自重及氣體噴射入爐。由于本實用新型將粒度大于10nm的粉煤作 為循環(huán)煤再入爐，因此大幅度降低了煤耗。上述^支術方案中，濃相段12是內徑為D,、高度為H,的直段，在濃相段 12內距離風帽2約50咖~80咖處，可以保證氣化劑中的氧氣全部與粉煤完 全燃燒盡，并使斜目段12煤氣的流速在0. 8m/s ~ 1. 2m/s范圍內。本實施例 中，濃相段12內徑Di為760mm，直段高度H,為1000mm。在稀相段13,蒸汽、二氧化碳與粉煤產(chǎn)生化學反應，因為是高溫區(qū)，所 以二氧化碳絕大部分變?yōu)橐谎趸?，蒸汽則變?yōu)闅錃饧耙谎趸細怏w，粉煤 中的揮發(fā)物變成氣體，在高溫下裂解為甲烷等氣體。稀相段13的側壁上設置 有至少1個二次風口 4,優(yōu)選為1 ~ 4個二次風口 4,向稀相段13送入溫度達 750°C 850。C的氣化劑，高溫氣化劑使煤氣的溫度升高，供水蒸汽與煤氣化 時提供熱量并將部分細粉煤燃燒掉，提高了反應效率，并可進一步減少煤氣
攜帶的煤量。上述^t術方案中，稀相段13由上大下小的錐段和直段構成，錐段的錐角 |3為15° ，錐段下端的內徑為D,，上端的內徑為D2，直段的內徑為D"稀相 段13的高度為H2-H,，其中H產(chǎn)5. 0D廣6. 0D2，仏為濃相段高度。該結構使稀相 段13內煤氣的流速下降至0.4 m/s~0. 5m/s,使煤氣在爐中停留時間加長， 一方面使煤氣的成份及粉煤的化學反應均有保證，另一方面可使煤氣中的粗 粒粉煤分離出來。本實施例中，錐段下端內徑D,為760畫，錐段上端內徑" 為1050mm，取H產(chǎn)5. 7D2，則濃相段和稀相段的總高度約為6000 mm,使稀相 段13的高度為5000鵬，有效降低了煤氣的流速。稀相萃殳13的側壁上還設置有上原煤入口 9，上原煤入口 9和下原煤入口 IO之間的距離為4000咖-5000mm，優(yōu)選的距離是4700m。在本實用新型開車 工作時，粉煤由下原煤入口 10送入，當一段時間爐溫正常后，下原煤入口 10停止供煤，由上原煤入口 9從上部送入煤，濃相段12的煤主要來源于斜 管7送入的循環(huán)煤，由于下部溫度由循環(huán)煤控制，因此上原煤入口9附近區(qū) 域的溫度高，有效提高了反應效率。上原煤入口 9送入的煤可以是粉煤，也 可以是粘、煤，本實施例優(yōu)選采用粘煤。本實用新型采用上原煤入口 9送煤的 作用體現(xiàn)在(1)當用不粘煤作原料時，爐下部的循環(huán)煤來控制下部爐溫， 循環(huán)煤量可以大到原煤量的20~40倍，這樣將循環(huán)煤用掉可以節(jié)省系統(tǒng)用 煤；(2)如果用粘煤從下原煤入口 IO入爐，由于粘煤在調溫時析出粘結的 液體(煤焦油)在爐下會將煤結成塊造成結焦，而本實用新型由上原煤入口 9在稀相)殳送入粘煤，粘煤在稀相^:迅速地將粘結液分解成氣體而不會產(chǎn)生 粘結現(xiàn)象；(3)粘煤揮發(fā)份可達50%，因此煤氣的成份和熱值大幅度提高。 本實施例中，爐體1下部一次風口 3進入的氣化劑量約為總氣化劑量的50%~ 60%，其余35%~45%的氣化劑在二次風口 4處入爐，另外5%的氣化劑從斜管 7入爐，4吏循環(huán)煤在濃相段12中燃燒。由于本實用新型設置了二次風口 4、 上原煤入口 9和斜管7，在斜管7中通入5%的氣化劑使循環(huán)煤燃燒升溫并入 爐中，同時在爐中部通入二次氣化劑，使顆粒細于原料的循環(huán)煤可與氣化劑 反應生成'煤氣。沉降,殳14也為上大下小的錐形結構。沉降段14由上大下小的錐段和直 段構成，錐段的錐角p為15。，錐段下端的內徑為D2，上端的內徑為D3，直 段的內徑為D3、高度為H4,沉降段14的高度為H3-H2，且H產(chǎn)2. 0H廣3. 0H2, H4=D3，錐段上端的內徑"使上部沉降段14的橫截面積是下部斜目段12橫截 面積的3-7倍，優(yōu)選為5倍，本實施例中，錐段下端內徑02為1050mm,錐 段上端內徑仏為1500咖，取H產(chǎn)2.0H"濃相段和稀相段的總高度H尸6000 mm， 所以濃相段、稀相段和沉降段的總高度H;為12000咖，使沉降段14的高度 為7000 mm。該結構使上部沉降段14的橫截面積是下部濃相段12橫截面積 的3. 9左右，使沉降段14內煤氣流速進一步下降至0. 2 m/s ~ 0. 25m/s,僅 為下部濃相段12煤氣流速的20%,因此可以進一步分離下來大于0. 5mra的粉 煤，且使煤氣在爐中停留的時間達到IO秒左右，因此氣化時間長，煤氣的成 份好。由于本實用新型稀相段及沉降段均為上大下小的錐形結構，上部橫截面 積是下部橫截面積的5倍左右，不僅可以分離下來大于0. 5咖的粉煤，同時 使煤氣的流速由濃相段12的0. 8m/s ~ 1. 2m/s下降至稀相段13的0. 4 m/s ~ 0. 5m/s,并進一步下降至沉降段14的0. 2 tn/s ~ 0. 25m/s,上部速度低僅為下 部速度的20%，使煤在爐中停留時間加長了 5~6分鐘,粉煤在爐中的停留時 間達到30分鐘以上，煤氣在爐中停留的時間也加長，氣化時間長，因此使煤 氣的成份及粉煤的化學反應均有保證。圖3為本實用新型爐體下部的結構示意圖。如圖3所示，爐體l的底部 連接進氣室11,爐體1和進氣室11之間設置風帽2,風帽2與爐體底盤的聯(lián) 接是打入配合，風帽之間聯(lián)接用混凝土層16固定。由于爐體l內下部到上部 溫度都在900" ~1100°C,因此爐體l內設立耐火磚層15以防止爐體受熱而 被燒傷，在耐火磚與爐體之間設立了隔熱層進行隔熱，隔熱層可以是硅酸鋁 纖維板，因此爐外不用保溫層，爐體外表溫度在60。C以下。爐體l的下部還 設置有下渣管8，將爐中的石渣及煤中粗粒煤由下渣管8排出，下渣管8設 置在風帽2中部，為了防止風帽中的氣化劑由此竄出，還可以在出瀣管8下 部裝有水封槽。圖4為本實用新型水封槽的結構示意圖。如圖4所示，水封 槽81套在出漆管8的管口外，水封高度大于2000咖，埋刮板出渣機82從一 側伸入水封槽81內，渣由水封槽81經(jīng)埋刮板出渣機82卸出而不會有氣體竄 出，因此這部分不流化的煤渣不會結焦和結渣，不會出現(xiàn)將下渣管堵死現(xiàn)象。爐體1的上部設置有防爆膜口 5,防爆膜口 5的端面上設置有防爆膜， 防止操作中失誤使爐中煤氣與空氣產(chǎn)生爆炸。即使出現(xiàn)意外，爆炸的氣體可 從防爆膜口 5噴出而不會從爐中下部噴出，可以避免燒傷操作人員。爐頂是 圓拱形，用圓拱形耐火磚砌上，并有隔熱層，此耐火層支撐在爐體上，因此 盡管受熱膨脹，膨脹只在隔熱層中進行。本實用新型循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐以粉煤為原料、以水蒸汽和空氣、 富氣空氣或純氣為氣化劑實現(xiàn)低煤耗的煤氣生產(chǎn)，當用富氧空氣加水蒸汽作 為氣化劑時可以生產(chǎn)半水煤氣，當用純氧加水蒸汽作為氣化劑時則可以生產(chǎn) 水煤氣。由空氣加蒸汽的氣化劑生產(chǎn)的混合煤氣熱值在5600 lCJ/Nm' 6000KJ/Nm3, ( 1350 kcal/ Nm3 ~ 1450kcal/ Nm3),煤耗僅為0. 22Kg/Nm;~ 0.25 Kg/Nm3,具有煤耗低、熱值高、生產(chǎn)效率高和成本低等優(yōu)點。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限 制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術 人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不 脫離本實用新型技術方案的精神和范圍。
權利要求1.一種循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，包括爐體和爐體下部設置的一次風口和下原煤入口，其特征在于，所述爐體上部設置有至少一個使高溫氣化劑進入爐內的二次風口和至少一個上原煤入口。
2. 如權利要求1所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所述二 次風口為1~4個。
3. 如權利要求1所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，在所述 一次風口和二次風口處進入爐內的高溫氣化劑溫度為750C -85(TC。
4. 如權利要求1所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，在所述 一次風口處進入爐內的一次氣化劑量為總氣化劑量的50%~60°/。，在所述二次 風口處進入爐內的二次氣化劑量為總氣化劑量的35% ~ 45%。
5. 如權利要求1所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所述上 原煤入口和下原煤入口之間的距離為4000mm ~ 500Omm。
6. 如權利要求1所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所述爐 體上還i殳置有使循環(huán)煤進入爐內的斜管。
7. 如權利要求6所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所述斜 管與爐體軸線的夾角為20° ~30。。
8. 如權利要求l所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所述爐 體上部設置有煤氣出口和防爆膜口，爐體下部設置有下渣管。
9. 如權利要求1 ~8中任一權利要求所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其 特征在于，所述爐體的底部連接進氣室，爐體和進氣室之間設置風帽，所述 爐體自下而上依次設置成濃相段、稀相段和沉降段。
10. 如權利要求9所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所迷 一次風口設置在進氣室，所述斜管和下原煤入口設置在濃相段，所述二次風 口和上原煤入口設置在稀相段。
11. 如權利要求9所迷的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所述 風帽上i殳置有6 ~ 8個噴孔，所述噴孔直徑為4mm ~ 6mm。
12. 如權利要求11所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所 述噴孔的軸線與風帽的軸線間夾角為50° -70° 。
13. 如權利要求9所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所述 稀相段由上大下小的錐段和直段構成，所述直段的內徑為D2，所述濃相段和 稀相段的高度H2為5. 0D2~6. 0D2。
14. 如權利要求9所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，其特征在于，所述 沉降段由上大下小的錐段和直段構成，所述濃相段、稀相段和沉降段的高度 H,為2. OH廣3. 0H2，其中H2為濃相段和稀相段高度。
15. 如權利要求10 ~ 14中任一權利要求所述的循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生 爐，其特征在于，所述沉降段的橫截面積是濃相段橫截面積的3~7倍。
專利摘要本實用新型涉及一種循環(huán)煤流化床煤氣發(fā)生爐，包括爐體和爐體下部設置的一次風口和下原煤入口，所述爐體上部設置有至少一個使高溫氣化劑進入爐內的二次風口和至少一個上原煤入口。所述爐體上還設置有使循環(huán)煤進入爐內的斜管。本實用新型通過在爐體上設置通入750℃～850℃氣化劑的一次風口和二次風口、送入粉煤的上原煤入口和下原煤入口以及引入循環(huán)煤的斜管，使粉煤與氣化劑的反應熱量消耗比常溫氣化劑低20％～30％，煤氣的可燃成份較常溫氣化劑的混合煤氣高20％～30％，煤耗僅為0.22Kg/Nm³～0.25Kg/Nm³，具有煤耗低、熱值高、生產(chǎn)效率高和成本低等優(yōu)點。
文檔編號C10J3/56GK201046953SQ20072014911
公開日2008年4月16日 申請日期2007年5月14日 優(yōu)先權日2007年5月14日
發(fā)明者謝志平 申請人:佛山市科達能源機械有限公司