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內徑3米的煤氣發(fā)生爐螺旋錐型爐箅的制作方法

文檔序號:5114566閱讀:378來源:國知局
專利名稱:內徑3米的煤氣發(fā)生爐螺旋錐型爐箅的制作方法
技術領域
本發(fā)明屬于塊狀煤或焦炭固定床氣化技術領域,適用于內徑為3米的水煤氣或半水煤氣發(fā)生爐。
在以煤(或焦炭)為原料的化肥廠中,就是以半水煤氣做為合成氨的原料氣的。用煤氣爐制造煤氣的過程稱為造氣。造氣生產是整個合成氨生產的“龍頭”,是它的一個十分重要的環(huán)節(jié),也是最薄弱的環(huán)節(jié)。提高造氣的生產能力,已成了整個合成氨生產的關鍵。同時,造氣生產的能耗,要占合成氨總能耗的2/3,因而改進造氣生產也是降低合成氨生產能耗的關鍵。
造氣生產的關鍵設備就是煤氣發(fā)生爐,也叫造氣爐,而它的核心部分就是爐篦。我國中型氮肥廠大多使用內徑為3米的造氣爐,如附


圖1所示。其中,1為爐體,2為爐篦,3為帶動爐篦旋轉的灰盤,4為除灰裝置灰耙。
煤氣發(fā)生爐(造氣爐)性能的優(yōu)劣,主要取決于爐篦。一種優(yōu)良的爐篦,應具備的主要性能有阻力小、風量大、氣流分布均勻;排灰能力大;破碎渣塊的能力強;能使爐內炭層下降均勻;下吹帶出物少;氣化層穩(wěn)定,并能使氣化層容易形成和便于控制,對煤種的適應性強等等。具備這些性能,就會使造氣爐的產氣量大,氣體質量好,原料煤和燃料煤消耗低,而且能穩(wěn)定地生產。
目前,我國中型化肥廠普遍使用的是“寶塔形”爐篦。它裝在灰盤上的情形如附圖2所示,它的結構圖如附圖3所示。附圖3中(a)為正視圖,(b)為俯視圖。
附圖3(a)中,5為圓形爐條帽,又稱A層;6,7,8,9結構相同,均為環(huán)狀錐體,分別稱為B層、C層、D層、E層;10為環(huán)狀支座,稱為F層,用以和灰盤3連結。各層組合起來,其外形如寶塔狀,故稱“寶塔形”爐篦。
這種爐篦的缺點是氣流分布不均勻。寶塔形爐篦的通風口,集中于爐膛的中部,使得爐內中部通風強,而周邊通風弱,如附圖4所示。
破碎灰渣的能力差。寶塔形爐篦2與爐體1之間的間距過大,形成不了對灰渣的擠壓作用,如附圖5的箭頭所示,因而它的破渣能力較差。
排灰能力低。寶塔形爐篦2本身幾乎不具備排灰能力,而是靠固定在灰盤3上的灰耙4來排灰。但由于灰耙位置較低,較高部分又遠離出灰口,故其排灰能力也較低,見附圖5。
難于形成穩(wěn)定的氣化層。寶塔爐篦的形體細高,容易“塌炭”和“吹翻”,不易形成穩(wěn)定的氣化層。下吹帶出物多。寶塔爐篦的A層(5)和B層(6)之間以及E層(9)和F層(10)之間,兩層的重疊較小,從水平方向上看(見附圖3),縫隙直接暴露在外,使灰渣容易帶進爐篦內部,造成下吹帶出物較多。
由于上述種種缺點,使得煤氣產量低,煤耗高,而且生產不穩(wěn)定,造成原料氣供應不足,已成了影響合成氨生產的主要矛盾所在。
另外,還有一種用于小化肥廠的,內徑為2.26米的造氣爐上的螺旋錐型爐篦,其結構圖如附圖6。
它是由A層(11)、B層(12)、C層(13)、D層(14)、E層(15)、F層(16)等六個部分組成。
A層(11)為圓形爐條帽;B、C、D、E(12,13,14,15)四層,每一層均為環(huán)狀錐體,其表面上有四段螺旋筋(18),這四層用螺栓(19)連接,組合起來又構成一個對稱錐體;每層上的四段螺旋筋搭接起來,形成了四條反時針方向的連結螺旋筋(20)。這幾層結構類似,大小不同。以D層(14)為例,結構如附圖7。附圖7中18為一段螺旋筋,21為上出風口向上的折邊,22為下出風口向下的折邊,如附圖7(d)。螺旋筋(18)與上折邊(21)相接,其高度高于上折邊,如附圖7(c)。
E層(15)的下折邊的水平投影為方形結構,四角處有圓弧過渡,如附圖8(b)。
F層(16)為方形底座,其外緣輪廓與E層相同,如附圖9(b)。其測面開有“百葉窗”式的通風口(17)。
爐篦各層之間以螺栓聯結,如附圖6(a)。
這種爐篦比寶塔爐篦的性能有很大的改善氣流分布更均勻、破渣能力增強、排灰能力增大、對煤種適應更強等等,但它只適用于小化肥廠的直徑為2.26米的造氣爐。而且存在以下缺點
1.圓形爐條帽(11)容易燒壞。一但燒壞,煤炭從B層(12)中部漏下,使空氣短路,空氣中的氧未經燃燒就進入煤氣系統(tǒng),造成煤氣中氧含量過高,甚至引起爆炸;這個缺點主要是因爐篦太高造成的。
2.通風面積不夠大。這是由這種爐篦結構上的缺欠所致。一是由于它的螺旋筋(18)與上折邊(21)連通,使內通風口周邊(即21)被占去了相當大的一部分,因而減少了各層實際的通風截面(附圖7);二是E、F(15,16)兩層為重疊對接(附圖6),兩者之間無法開通風口,只得在F層上局部開幾個“百葉窗”式的通風口(17),從而限制了通風面積。
3.下吹帶出物多。這也是由爐篦結構造成的由于筋(18)與上口(21)連通,當爐篦旋轉時,灰渣受阻,被擠入上通風口,從而形成帶出物。如附圖7(b)之箭頭所示。此外,F層上的“百葉窗”(附圖9之17)容易漏灰,也是帶出物的重要根源。
4.由于這種爐篦的破渣和排灰功能集中由底座(16)來負擔,致使F層(附圖9)高度過高,而且由于它和E層聯結的方式,使它從結構上又難于降低。這不僅如前面所說的容易燒毀爐條帽(11),而且使爐篦自身過重,增加了爐條機的負荷,常常損壞傳動機構。
鑒于上述情況,本發(fā)明的目的是要對用于小化肥廠的直徑為2.26米造氣爐上的螺旋錐形爐篦,進行多方面的改進,并將其運用到技術要求更高的中型化肥廠內徑為3米的造氣爐上,以便獲得性能更為優(yōu)良的新型爐篦通風面積大、阻力小、風量大、氣流分布均勻;破渣能力強;排灰能力大;下吹帶出物少;對煤種適應性強;氣化層穩(wěn)定等等。
現在對本發(fā)明進行概述。本發(fā)明為內徑3米的煤氣發(fā)生爐螺旋錐形爐篦,它自上而下地由圓形爐條帽A層,直徑逐漸加大的四層環(huán)狀錐體B層、C層、D層、E層和底座F層組成,B層、C層、D層和E層上部組合成一個對稱的錐體,每層的錐面上均布著的順時針方向的四段螺旋筋分別組合,構成四條間隔相同的連續(xù)螺旋筋,每層環(huán)狀錐體的通風口有上折邊和下折邊,E層的下折邊的外緣輪廓為方形,四角處為圓弧過渡,其特征在于在A層和B層之間還設有防漏柵,A層上面有通風口,并有兩條對稱的順時針方向的螺旋筋,B、C、D和E各層環(huán)狀錐體的通風口的上折邊與其相應的螺旋筋等高,中間有空隙,E層的下折邊與錐體交界處有倒T形支腿,底座F層的橫斷面為圓形,四周帶有四個推灰器,F層套在E層內,聯在倒T形支腿上,E層的下折邊搭接在F層的推灰器上。
現在結合附圖對本發(fā)明進行詳細描述。附
圖10為內徑3米的煤氣發(fā)生爐螺旋錐形爐篦的結構圖,其中(a)為正視圖,(b)為俯視圖。圖中23為圓形爐條帽(A層),其上開有通風口(30),并有兩條對稱的順時針方向的螺旋筋(31)。圖中24,25,26以及27是直徑逐漸加大的環(huán)狀錐體,分別叫做B層、C層、D層和E層,它們組合成一個對稱的錐體(26′),圖中32為環(huán)狀錐體的錐面上的螺旋筋,B、C、D、E四層環(huán)狀錐體上的錐面上的四段螺旋筋(32)分別組成順時針方向的連續(xù)螺旋筋(32′)。

圖11為B,C,D三層的結構示意圖,其中(a)為正視圖,(b)為俯視圖,(c)為c-c面剖視圖,(d)為D--D面剖正圖。B,C,D三層結構相似,圖中32為錐面上的螺旋筋,33為上通風口折邊,螺旋筋(32)與折邊(33)等高〈見附
圖11中(C)〉,中間留有空隙〈見附
圖11中(C)〉,錐面下端有折邊(34)〈見附
圖11中(a),(d)〉。

圖12為E層結構示意圖,其中(a)為俯視圖,(b)為正視圖,(c)為E-E面剖視圖。35為E層的下折邊,其外緣輪廓為方形,四角處為圓弧過渡〈見附
圖12中(a)〉。圖中36為在下折邊(35)的內側的加強筋,37為倒T形支腿,它位于下折邊(35)與錐體交界處,是用來連接底座F層的。

圖13為F層(28)的結構示意圖,其中(a)為正視圖,(b)為俯視圖。F層是一個圓形底座,推灰器(38)處在其四周。F層套在E層內,與E層的支腿(37)相連接〈見附
圖10中(a)〉,E層的下折邊(35)落在F層的推灰器(38)上。
防漏柵29的結構如附
圖14,(a),(b),(c)分別為正視圖、俯視圖、剖視圖。
本發(fā)明達到了予期的目的,與直徑為2.26米的小化肥廠用造氣爐螺旋錐形爐篦相比,主要有以下長處1).本發(fā)明新設計了防漏柵(29),使造氣生產更加安全、可靠;2).本發(fā)明中,各層的螺旋筋(32)不與通風口上折邊(33)相連接(附
圖11),而是留有一定的間隙,這不僅增大了通風截面,而且當爐篦旋轉時,給渣塊運動留一通路,使渣塊不致于擠入爐篦內部,從而減少了帶出物,如附
圖11(b)之箭頭所示。
3).上口折邊(33)與筋(32)等高。這不僅便于加工,而且由于增加了折邊(33)的高度,可阻止灰渣進入爐篦內部,減少帶出物。
4).F層為帶有四個推灰器(38)的圓形結構,如附
圖13,這種結構不僅增強了排灰能力,而且可使F層套接在E層之內,從而使整個爐篦高度降低、重量減輕。
5).本發(fā)明中,E、F兩層(27,28)連結方式采用套接結構,E層在外,F層在內。這不僅降低了爐篦總高,而且使E、F兩層之間的整個環(huán)隙都能通風,從而擴大了通風截面。
6).本發(fā)明中,除A層因其尺寸較小做成整體之外,其余各層均可做成整塊或由兩塊或多塊組成,以便于安裝和維修。
以上為本發(fā)明的結構與特點。
本發(fā)明是用于中型化肥廠的3米造氣爐上的。與現在普遍使用的3米造氣爐“寶塔形”爐篦相比,本發(fā)明有顯著優(yōu)良的技術特性。
1).本發(fā)明的通風面積大,阻力小,風量大。寶塔爐篦通風面積為0.9平方米,而本發(fā)明為1.1平方米以上,通風面積增加20%多;空爐阻力僅50mm水柱,裝滿焦炭后也只有500~800mm水柱;風量可達40000立方米/小時。
2).氣流分布均勻。由于本發(fā)明的通風口分布在一個對稱的錐面上,而且從俯視圖上看,整個爐膛截面上都通風,因而它通風十分均勻,如附
圖15所示。而寶塔爐篦的通風口集中于爐膛中部,通風不均勻,如附圖4所示。
3).破渣能力強。因本發(fā)明的E層為方形結構,使其與爐體內壁的間距不等,可使較大渣塊從最寬處落下,而經最窄處被擠碎,如附
圖16(a);同時,E層的位置與爐體內壁上的破渣板配合適當,使兩者間形成很強的擠壓作用,從而使本發(fā)明具有很強的破渣能力,見附
圖16(b)。
4).排灰能力大。本發(fā)明中,爐篦表面有四條螺旋筋,有強制排灰作用,而寶塔爐篦則無此功能;同時,寶塔爐篦用于排灰的裝置是灰耙,但因其位置偏低且距出灰口較遠,因而減弱了排灰能力;而本發(fā)明附于F層上的四個推灰器,則離出灰口近,而且高度適中,因而具有很大的排灰能力。一般來說,爐條機轉數可比寶塔爐篦降低一半也能正常操作。
5).下吹帶出物少。由于本發(fā)明的通風口采用內外兩重折邊結構,并使筋與內口折邊斷開,使灰渣不受阻擋,同時取消了F層的“百葉窗”式結構,使本發(fā)明的帶出物少。
6).炭層下移均勻,氣化層穩(wěn)定。
由于本發(fā)明在爐篦表面上有四條連續(xù)的螺旋筋。可強制推動炭層向下平移,移動中能保持灰層、氧化還原層、干餾、干燥層等保持相對位置,因而操作中氣化層穩(wěn)定;同時,因本發(fā)明高度低總高1.54米,比寶塔爐篦(1.64米)低100mm,而且形體均勻,故氣化層很容易建立起來;又由于排灰能力大,爐條機轉數有余量,因而很便于調節(jié)。
由于上述優(yōu)良的技術性能,使用本發(fā)明,可加大造氣爐的風量,提高爐溫,強化操作,從而使合成氨原料氣(即煤氣)的產量增加、質量提高(CO和H2的含量高)、煤耗下降。予計可使產量增加5--10%;煤耗下降5%~10%;使用本發(fā)明的爐篦不會產生氧含量過高等情況,生產上更為安全;又由于本發(fā)明的破渣能力強,不用人工打疤,下灰量又少,因而大大減輕了工人的勞動強度,改善了勞動條件。因而,使用本發(fā)明有顯著的經濟效益和社會效益。
權利要求1.一種內徑3米的煤氣發(fā)生爐螺旋錐形爐篦,自上而下地由圓形爐條帽A層,直徑逐漸加大的四層環(huán)狀錐體B層、C層、D層、E層和底座F層組成,B層、C層、D層和E層的上部組合成為一個對稱的錐體,每層錐面上均布著的順時針方向的四段螺旋筋分別組合,構成四條間隔相同的連續(xù)螺旋筋,每層環(huán)狀錐體的通風口上有上折邊和下折邊,E層的下折邊的外緣輪廓為方形,四角處為圓形過渡,其特征在于在A層和B層之間還有防漏柵,A層上面開有通風口,并有兩條對稱的順時針方向的螺旋筋,B、C、D、E環(huán)狀錐體的通風口的上折邊與其相應的螺旋筋等高,中間有空隙,E層的下折邊與錐體交界處有倒T形支腿,底座F層的橫斷面為圓形,四周帶有四個推灰器,F層套在E層內,聯在倒T形支腿上,E層的下折邊則搭接在F層的推灰器上。
專利摘要本實用新型屬于塊狀煤或焦炭固定床氣化技術領域,該種爐箅自上而下由圓形記條帽(A層)、防漏柵、直徑逐漸加大的四層環(huán)狀錐體(B,C,D,E層)和底座(F層)組成,B、C、D、E層的通風口上折與其相應的螺旋筋等高,中間有空隙,A層上面開有通風口,并有兩條順時針方向的螺旋筋。E層下折邊的外緣輪廓為方形,四角處為圓形過渡,下折邊與錐體交界處有倒T形支腿,F層四周帶有四個推灰器,套在E層內與倒T形支腿相聯接,本裝置阻力小,風量大,氣流分布均勻,破渣能力強,排灰能力大,生產安全、穩(wěn)定,不用人工打疤和扒塊,可使煤耗下降5~10%,煤氣產量增加5~10%。
文檔編號C10J3/34GK2034582SQ8820958
公開日1989年3月22日 申請日期1988年8月18日 優(yōu)先權日1988年8月18日
發(fā)明者曾憲舜 申請人:清華大學
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