[实用新型]煤粉/水煤浆气化炉系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤粉/水煤浆气化炉系统。

背景技术

煤炭是一种重要的能源，长期以来，煤炭在使用过程中伴随着严重的环境污染。近年来，以减少污染排放和提高利用效率为目的的洁净煤技术日益为人们所重视。煤气化技术作为其中的一种煤炭加工和转化技术，被认为是最为高效清洁的洁净煤技术之一。

现代煤气化技术，尤其是高压、大容量气流床气化技术在工业上获得广泛应用。在我国已经有多家厂家引进并利用现代气流床气化技术，现代气流床气化技术主要分为水煤浆气化和粉煤气化，现代气流床气化技术具有环境污染小、自动化程度高等优点，但该技术工艺带有一些普遍存在的问题，这些问题不同程度上影响着气化装置的正常运行。

煤浆或煤粉在气化炉燃烧室内不完全燃烧生成1350℃左右的高温合成气与熔渣进入气化炉下部的激冷室。现有技术中激冷室主要有激冷环、下降管、上升管和分离挡板；激冷环位于渣口下侧下降管上部，激冷环的作用是将激冷水均匀的分布在下降管内壁上，形成液膜，这层液膜将下降管和高温合成气与熔融渣有效隔离开来，从而保护下降管不被高温合成气与熔渣烧坏，同时高温合成气在一定程度上激冷降温。

在现有技术中，气化炉激冷环的结构包括外环、内环、激冷水进口、激冷水出口、外环与内环之间有隔环，隔环的两侧为外腔和内腔室，隔环上有进水孔，外环上有与隔环上进水孔相对应的疏通孔，清通孔中设置疏通丝堵。激冷水从激冷水进口进入外腔室，再经过隔环上的进水孔进入内腔室，在内腔室的内环下端与下降管之间的激冷水出口流出，激冷水沿下降管壁形成液膜流下。

高温合成气携带着大量的煤灰和熔渣穿过下降管，与下降管液膜进行换热传质，接着进入水浴，进一步水洗降温除去熔渣和部分煤灰后由合成气出口去洗涤塔进一步水洗除灰。现有技术中激冷环的位置和结构有其不足，内腔室内环的外侧直接与高温合成气、熔渣接触，致使激冷环工作温度过高，加上熔渣对激冷环直接冲刷造成的磨损，致使激冷环使用寿命大为缩短；长期高负荷运行，激冷环内环半年内就变形，一年左右就出现磨损穿孔，下降管液膜断流，使下降管直接暴露在高温合成气和熔渣之下，导致其变形、烧穿等损坏。

上升管与下降管为同心同轴套筒结构，下降管套在上升管内，高温合成气从下降管与激冷水并流而下，完成降温过程，而后通过上升管与下降管之间的环隙出气化炉激冷室；高温合成气与下降管液膜进行换热传质时，与液膜接触的那部分合成气的煤灰进入液相获得清除，而下降管中央的合成气中的大部分煤灰没有水洗便随合成气进入水浴，快速地穿过下降管下沿后，合成气以气团的形式立即向上鼓泡离开水浴。

在此过程中，也只有气团外表面的煤灰与水接触获得水洗，气团中央的大部分煤灰依然没有获得水洗机会就离开水浴；合成气中的大部分煤灰在洗涤塔被水洗清除，洗涤塔水浴上部的洗涤水作为激冷水反过来供给激冷环使用，虽然激冷水取自洗涤塔水浴上部，但是由于大量的煤灰被水洗到水浴中，水浴上部的洗涤水依然含有很多煤灰尤其是大量的微小固体颗粒，这样即使激冷水过滤器过滤掉堵塞激冷环出口的大颗粒，但是这些微小固体颗粒也会在激冷环内流动微弱的死区沉淀，逐渐积累，最终将影响到激冷环激冷水的出口流量以及整个出口环隙出水流量的均匀性，进而造成下降管液膜不均甚至断流，从而导致下降管变形、烧穿等损坏。

激冷水中微小固体颗粒的浓度越高，这种在激冷环内死区沉淀积累的速率也越快，这样下降管的使用寿命也越短，在每次德士古气化炉运行一段时间停车检修时都会发现激冷环环管中淤积着大量的淤泥，这就是这些微小固体颗粒沉积的结果。

另外，当生产负荷比较高时，由于上升管与下降管之间的环隙比较窄，导致合成气离开水浴后流速快，易造成合成气带液的现象，即使在激冷室的合成气离开通道中设置有分离挡板，当高速流动的气体还是把挡板上的小液滴扫走而再次带液，激冷室带液容易造成激冷室液位快速下降导致气化炉跳车，生产中不能不加大激冷水供应流量以保证液位，这样不但增加了能耗和水资源的浪费还一下子加大了后系统的负荷，影响了稳定操作。

在气化炉操作温度较高时，致使热负荷高，使得饱和蒸汽压增大，这也会造成合成气带水进入后系统；对于现有技术的气化炉，在超高负荷时，部分合成气会绕过上升管下沿形成大气泡鼓泡离开水浴，这样会造成激冷室液面波动以及波动导致的液位报警，甚至跳车。