兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化技術(shù)，尤其是涉及一種兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐具有高灰熔點(diǎn)煤氣化實(shí)用性、自動(dòng)化程度高、可調(diào)節(jié)性強(qiáng)、氣化效率高和整體排污小等特點(diǎn)，是目前氣流床氣化爐中最優(yōu)的燃用高灰熔點(diǎn)煤氣化的爐型，是中國(guó)高灰熔點(diǎn)煤氣化技術(shù)的主要發(fā)展方向。
[0003]在兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐中，由于反應(yīng)溫度被控制在灰熔點(diǎn)100°C以下，一般在1250°C?1350°C之間，排渣方式選擇固態(tài)排渣。現(xiàn)有的液態(tài)排渣爐爐膛尾部壁面與水平方向角度均為45°左右，對(duì)于液渣延爐膛尾部壁面流出爐膛沒(méi)有影響。然而，固體渣粒由爐膛上部向下掉落時(shí)，會(huì)有一部分落在爐膛尾部壁面上，產(chǎn)生堆積效應(yīng)，當(dāng)大量的灰粒堆積后，可能相互粘附形成大塊的灰塊，造成排渣口堵塞。
[0004]在運(yùn)行的氣化爐系統(tǒng)中，爐膛尾部排渣不順將造成燃燒室溫度升高而形成運(yùn)行事故，這就需要在氣化系統(tǒng)中對(duì)其進(jìn)行重要改進(jìn)。
[0005]中國(guó)專(zhuān)利CN101985568A公開(kāi)了煤氣煤炭技術(shù)領(lǐng)域的兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐，包括:圓柱形承壓外殼、設(shè)置在圓柱形承壓外殼內(nèi)的氣化室、合成氣冷卻室、機(jī)械式碎渣機(jī)和鎖渣罐，氣化室與合成氣冷卻室分別置于圓柱形承壓外殼內(nèi)的上部和下部，機(jī)械式碎渣機(jī)位于氣化爐底部下方，鎖渣罐位于機(jī)械式碎渣機(jī)的下方，但是上述專(zhuān)利只是籠統(tǒng)的提出了排渣口角度對(duì)固體渣堆積的影響，但是不能夠完全保證兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的順利排渣及安全穩(wěn)定長(zhǎng)期高效的運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，可以使得固態(tài)渣粒順利通過(guò)爐膛尾部，特別適用于應(yīng)用高灰熔點(diǎn)煤的氣化，適用于兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的固態(tài)排渣形式。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0008]兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，下方連接激冷室，該結(jié)構(gòu)為耐火材料堆砌而成的倒圓錐臺(tái)狀的中空形狀，爐膛尾部結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁與水平面之間呈60-68°的夾角，從而可以保證固態(tài)渣不在爐膛尾部壁面堆積的同時(shí)，保證爐膛內(nèi)部幾何體積足夠大。
[0009]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，爐膛尾部結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁與水平面之間呈65°的夾角。
[0010]爐膛尾部結(jié)構(gòu)上方進(jìn)口處的內(nèi)徑為下方排渣口處內(nèi)徑的2.4?2.8倍，其優(yōu)勢(shì)在于保證固態(tài)渣順利排出爐膛的條件下，同時(shí)保證爐膛向激冷室的散熱保持在較低水平。
[0011]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，爐膛尾部結(jié)構(gòu)上方進(jìn)口處的內(nèi)徑為下方排渣口處內(nèi)徑的
2.6 倍。
[0012]所述的爐膛尾部結(jié)構(gòu)的出口處設(shè)有擴(kuò)口，例如可以是喇叭狀擴(kuò)口，也可以是自上而下依次增大的階梯狀擴(kuò)口。
[0013]所述的耐火材料為含碳化硅的耐火材料，例如可以采用高鋁碳化硅磚、剛玉碳化硅磚，其優(yōu)勢(shì)在于具有很高的耐溫性、良好的抗腐蝕性，便于在高溫灰渣的沖擊下保持正常的工作狀態(tài)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不需要對(duì)現(xiàn)有的氣流床氣化爐進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)修改，只需要將氣化爐爐膛尾部的耐火材料進(jìn)行重新布置，固體渣粒從爐膛中上部落下后不會(huì)在爐膛尾部壁面發(fā)生堆積，有效保證了固體渣粒順利通過(guò)排渣口進(jìn)入到激冷室，提高了兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的工作壽命和效率，從而提升了氣化系統(tǒng)的安全性。
[0015]本發(fā)明專(zhuān)利通過(guò)對(duì)固體渣粉體特性的研究，在冷態(tài)實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了固體渣的堆積角度應(yīng)大于60°，考慮到固體渣在高溫條件下的軟化以及墜落到爐膛尾部壁面上后的粘附力，我們建議選擇爐膛尾部結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁與水平面之間夾角為65°以保證固體渣在爐膛尾部壁面上不堆積。當(dāng)角度小于60°時(shí)，由于個(gè)別固體渣的軟化和粘附作用，會(huì)使得少部分灰渣發(fā)生粘附，隨著時(shí)間的推移，更多的渣會(huì)堆積，熱量難以散出，使得灰渣之間發(fā)生強(qiáng)有力的粘結(jié)，形成大渣塊，過(guò)多的大渣塊會(huì)造成排渣口的堵塞，危害氣化爐的安全生產(chǎn)。同時(shí)，越小的角度將產(chǎn)生越嚴(yán)重的堆積問(wèn)題。當(dāng)角度大于68°時(shí)，灰渣會(huì)順利的從爐膛尾部壁面上滑落，但是，角度過(guò)大時(shí)，會(huì)使得爐膛內(nèi)部體積減小或者排渣口直徑變大，這將使得氣化爐處理能力下降或者氣化爐效率降低。
[0016]通過(guò)對(duì)現(xiàn)有氣化技術(shù)及兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化技術(shù)的研究，我們發(fā)現(xiàn)，選擇爐膛尾部結(jié)構(gòu)上方進(jìn)口處的內(nèi)徑為下方排渣口處內(nèi)徑的2.4?2.8倍的結(jié)構(gòu)能夠保證灰渣的順利落下，同時(shí)保持氣化爐爐膛的散熱在一個(gè)相對(duì)很小的范圍內(nèi)。
[0017]選擇含有碳化硅的耐火材料作為爐膛尾部壁面材料，能夠保證壁面在較高溫度下正常工作，不會(huì)被高溫灰渣融化。選擇高鋁碳化硅磚、剛玉碳化硅磚等抗磨損性能好的耐火材料，保證了在固體灰渣沖刷作用下，爐膛尾部壁面的長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中，1-爐膛尾部結(jié)構(gòu)、11-耐火材料、12-中空部分、13-排渣口、2-激冷室。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)1，下方連接激冷室2，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。本實(shí)施例中爐膛尾部結(jié)構(gòu)1為由耐火材料11堆砌而成的倒圓錐臺(tái)狀的中空形狀，中間為中空部分12，爐膛尾部結(jié)構(gòu)1的內(nèi)側(cè)壁與水平面之間呈65°的夾角。另外，爐膛尾部結(jié)構(gòu)上方進(jìn)口處的內(nèi)徑為下方排渣口處內(nèi)徑的2.6倍。為了方便排渣，爐膛尾部結(jié)構(gòu)的出口處設(shè)有擴(kuò)口狀的排渣口 13，在本實(shí)施例中，采用的排渣口 13是自上而下依次增大的階梯狀擴(kuò)口。
[0023]實(shí)施例2
[0024]兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1大致相同，不同之處在于，爐膛尾部結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁與水平面之間呈60°的夾角，爐膛尾部結(jié)構(gòu)上方進(jìn)口處的內(nèi)徑為下方排渣口處內(nèi)徑的2.4倍。
[0025]實(shí)施例3
[0026]兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1大致相同，不同之處在于，爐膛尾部結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁與水平面之間呈68°的夾角，爐膛尾部結(jié)構(gòu)上方進(jìn)口處的內(nèi)徑為下方排渣口處內(nèi)徑的2.8倍。爐膛尾部結(jié)構(gòu)下方的排渣口為喇叭狀擴(kuò)口。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，下方連接激冷室，其特征在于，該結(jié)構(gòu)為耐火材料堆砌而成的倒圓錐臺(tái)狀的中空形狀，爐膛尾部結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁與水平面之間呈60-68°的夾角。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的爐膛尾部結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁與水平面之間呈65°的夾角。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的爐膛尾部結(jié)構(gòu)上方進(jìn)口處的內(nèi)徑為下方排渣口處內(nèi)徑的2.4?2.8倍。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的爐膛尾部結(jié)構(gòu)上方進(jìn)口處的內(nèi)徑為下方排渣口處內(nèi)徑的2.6倍。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的爐膛尾部結(jié)構(gòu)的出口處設(shè)有喇叭狀擴(kuò)口。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的爐膛尾部結(jié)構(gòu)的出口處設(shè)有自上而下依次增大的階梯狀擴(kuò)口。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的耐火材料為含碳化硅的耐火材料。8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的耐火材料為高招碳化娃磚或剛玉碳化娃磚。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的爐膛尾部結(jié)構(gòu)，下方連接激冷室，該結(jié)構(gòu)為耐火材料堆砌而成的倒圓錐臺(tái)狀的中空形狀，爐膛尾部結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)壁與水平面之間呈60-68°的夾角。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不需要對(duì)現(xiàn)有的氣流床氣化爐進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)修改，只需要將氣化爐爐膛尾部的耐火材料進(jìn)行重新布置，固體渣粒從爐膛中上部落下后不會(huì)在爐膛尾部壁面發(fā)生堆積，有效保證了固體渣粒順利通過(guò)排渣口進(jìn)入到激冷室，提高了兩段供氧干排渣加壓氣流床氣化爐的工作壽命和效率，從而提升了氣化系統(tǒng)的安全性。
【IPC分類(lèi)】C10J3/48, C10J3/52
【公開(kāi)號(hào)】CN105385474
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510893877
【發(fā)明人】張忠孝, 安海泉, 江硯池
【申請(qǐng)人】上海交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月7日