结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置的每个气化剂喷口 7上均设有流量调节阀8。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0028]【具体实施方式】四:结合图2说明本实施方式，本实施方式所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置的多个气化剂喷口 7是指两个气化剂喷口 7，两个气化剂喷口 7沿气化炉体2的圆周方向交错或均布设置。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二或三相同。
[0029]【具体实施方式】五:结合图1说明本实施方式，本实施方式所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置的多个气化剂喷口 7是指三个气化剂喷口 7，三个气化剂喷口 7沿气化炉体2的圆周方向交错或均布设置。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二或三相同。
[0030]【具体实施方式】六:结合图3说明本实施方式，本实施方式所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置的多个气化剂喷口 7是指四个气化剂喷口 7，四个气化剂喷口 7沿气化炉体2的圆周方向交错或均布设置。其它组成及连接关系与【具体实施方式】一、二或三相同。
[0031]【具体实施方式】七:结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化方法的具体步骤如下:
[0032]步骤一、设定气化炉膛3内部压力为0.1?4MPa，气化炉膛3的运行温度为1250?1600 0C ；
[0033]步骤二、温度为25?100°C的干煤粉由氮气或二氧化碳携带，以旋流方式经煤粉烧嘴I上的煤粉通道10送入炉膛3内部，煤粉所占的体积分数为1%?25%，在炉顶区域形成旋转向下的煤粉气流；
[0034]步骤三、煤粉气流接触到中心回流区卷吸回来的高温合成气后，被其点燃，在炉膛3顶部燃烧形成熔渣；
[0035]步骤四、温度为20?400°C的气化剂通过所述气化剂喷口 7以100?200m/s的速度沿炉高方向均匀分层，同时沿圆周方向错列或均匀分层切向喷入气化炉膛3，高速的气化剂气流冲入气化炉膛3后形成强烈旋转气流，在离心力的作用下，约80%的熔渣被甩在炉壁面形成较厚的渣层，渣层均匀，旋转气流不断冲刷气化炉膛3壁面上的渣层，并与其发生强烈气化反应；
[0036]步骤五、气化生成的粗煤气通过所述合成气通道5流出气化炉膛3，生成的液态渣沿壁面流入渣池6，冷却后通过底部排渣口排出气化炉。
[0037]实施例一:
[0038]—台应用本发明【具体实施方式】一的80000Nm3/h造气量的气化炉，预计运行4年水冷壁不发生烧损，可保证持续运营4年不停车，相比其它技术，减少经济损失1.6亿元。数值计算验证得知:本台气化炉壁面渣层厚度为6mm，渣层较厚且均匀；煤粉炉内停留时间为14s，停留时间较长；炉体上部最高温度为1510°C，下部最低温度为1420°C，同一水平面炉内温差小于30°C，温度沿炉高方向及圆周方向分布均匀；气化剂入口处煤粉与气化剂相对速度约为150m/s，合成气出口处煤粉与气化剂相对速度约为75m/s，煤粉与气化剂平均相对速度约为115m/s，煤粉与气化剂相对速度高，气体扩散到颗粒表面迅速，反应速率高。
[0039]某化工厂采用一般技术的一台80000Nm3/h造气量的气化炉，煤粉在炉内停留时间约为5s，气化剂与熔渣的相对速度约为0.lm/s ;水冷壁面渣膜厚度较薄，约2mm，渣膜厚度不均匀；上部炉膛温度为1650°C，下部炉膛温度为1300°C，炉温沿高度方向温差较大；部分内壁面裸露于高温烟气环境中，内壁面易烧损，平均每年因为内壁面烧损而停车一次，每停车一次造成总经济损失4000万元左右。
【主权项】
1.气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置，其特征在于:所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置包括煤粉烧嘴(1)、气化炉体(2)、水冷壁(4)、合成气通道(5)和多个气化剂喷口(7)，气化炉体(2)由半球体和圆柱体组合而成，水冷壁(4)安装在气化炉体(2)内，水冷壁(4)由多根竖直圆管组成，水冷壁(4)围成回转体气化炉膛(3)，气化炉体(2)的底部设有渣池￠)，合成气通道(5)插装在气化炉体(2)的下部，多个气化剂喷口(7)由上至下依次插装在气化炉体(2)的上部，且多个气化剂喷口(7)沿气化炉体(2)圆周方向错列或均匀分布，每个气化剂喷口(7)沿气化炉膛(3)的切线方向插入气化炉膛(3)内，煤粉烧嘴(1)安装在气化炉体(2)的顶部，且煤粉烧嘴(I)的轴线与气化炉膛(3)的轴线重合，煤粉烧嘴(1)内设有横截面为环形的煤粉通道(10)。2.根据权利要求1所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置，其特征在于:煤粉通道(10)的近火端设有旋流叶片(9)。3.根据权利要求1所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置，其特征在于:每个气化剂喷口(7)上均设有流量调节阀(8)。4.根据权利要求1、2或3所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置，其特征在于:多个气化剂喷口(7)是指两个气化剂喷口(7)，两个气化剂喷口(7)沿气化炉体(2)的圆周方向交错或均布设置。5.根据权利要求1、2或3所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置，其特征在于:多个气化剂喷口(7)是指三个气化剂喷口(7)，三个气化剂喷口(7)沿气化炉体(2)的圆周方向交错或均布设置。6.根据权利要求1、2或3所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置，其特征在于:多个气化剂喷口(7)是指四个气化剂喷口(7)，四个气化剂喷口(7)沿气化炉体(2)的圆周方向交错或均布设置。7.—种权利要求1所述强旋转煤粉气化装置的气化方法，其特征在于:所述气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化方法的具体步骤如下: 步骤一、设定气化炉膛(3)内部压力为0.1?4MPa，气化炉膛(3)的运行温度为1250?.1600 0C ； 步骤二、温度为25?100°C的干煤粉由氮气或二氧化碳携带，以旋流方式经煤粉烧嘴(1)上的煤粉通道(10)送入炉膛(3)内部，煤粉所占的体积分数为1%?25%，在炉顶区域形成旋转向下的煤粉气流； 步骤三、煤粉气流接触到中心回流区卷吸回来的高温合成气后，被其点燃，在炉膛(3)顶部燃烧形成熔渣； 步骤四、温度为20?400°C的气化剂通过所述气化剂喷口(7)以100?200m/s的速度沿炉高方向均匀分层，同时沿圆周方向错列或均匀分层切向喷入气化炉膛(3)，高速的气化剂气流冲入气化炉膛(3)后形成强烈旋转气流，在离心力的作用下，约80%的熔渣被甩在炉壁面形成较厚的渣层，渣层均匀，旋转气流不断冲刷气化炉膛(3)壁面上的渣层，并与其发生强烈气化反应； 步骤五、气化生成的粗煤气通过所述合成气通道(5)流出气化炉膛(3)，生成的液态渣沿壁面流入渣池￠)，冷却后通过底部排渣口排出气化炉。
【专利摘要】气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置及气化方法，它涉及一种强旋转煤粉气化装置及方法，具体涉及一种气化剂沿圆周方向错列布置强旋转煤粉气化装置及气化方法。本发明为了解决现有煤粉气化装置的炉壁挂渣不均匀，炉内温度分布不均匀的问题。本发明的水冷壁安装在气化炉体内，水冷壁由多根竖直圆管组成，水冷壁围成回转体气化炉膛，气化炉体的底部设有渣池，合成气通道插装在气化炉体的下部，多个气化剂喷口由上至下依次插装在气化炉体的上部，且多个气化剂喷口沿气化炉体圆周方向错列或均匀分布，每个气化剂喷口沿气化炉膛的切线方向插入气化炉膛内，煤粉烧嘴安装在气化炉体的顶部，且煤粉烧嘴的轴线与气化炉膛的轴线重合，煤粉烧嘴内设有横截面为环形的煤粉通道。本发明用于煤气化领域。
【IPC分类】C10J3/50, C10J3/48
【公开号】CN105176592
【申请号】
【发明人】陈智超, 曾令艳, 李争起, 王浩鹏, 蒋炳坤, 刘晓英, 朱群益
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月11日