适用无烟块煤带有高压蒸汽发生器的气化系统的制作方法-j9九游会真人

1.本实用新型涉及现代煤化工技术领域，特别涉及一种适用无烟块煤带有高压蒸汽发生器的气化系统。


背景技术：

2.无烟块煤是优质的化工原料，在我国有丰富的资源，创新一种适合无烟块煤的炉型及气化系统，反应器要高压6.5mpa、高温1600～1800℃、大型化、高效且环保型是客观需要。
3.无烟块煤的特性是灰熔点高，一般大于1500℃，哈氏可磨指数低，hgi≤35，属于难磨类，煤的反应活性低；如果磨制成粉状，优质的块煤既增加能耗，又增添了大量设备，浪费了投资；即是粉状，由于反应活性低，比一般烟煤氧耗增加15～20%，有效气体成分低5～7%，即煤耗增加5～7%，都使得生产成本增高。
4.无烟煤的成浆性极差，也正因为无烟煤的灰熔点高、活性低，更不适用于水煤浆气化。
5.由此可见，能否基于现有技术中的不足，提供一种改进的适用无烟块煤带有高压蒸汽发生器的气化系统成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中的缺陷，提供一种适用无烟块煤带有高压蒸汽发生器的气化系统。
7.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
8.一种适用无烟块煤带有高压蒸汽发生器的气化系统，包括给煤装置、气化炉、气体喷射器、熔渣液位测量器、熔渣排放阀、汽包、循环供水系统和激冷室；
9.所述给煤装置包括：
10.块煤仓，用于储存块煤；
11.第一煤锁斗，设于所述块煤仓的下游；
12.第一管道，连通所述块煤仓和所述第一煤锁斗；
13.第二煤锁斗，设于所述块煤仓的下游；
14.第二管道，连通所述块煤仓和所述第二煤锁斗；
15.第三管道，连通所述第一煤锁斗和所述气化炉；
16.第四管道，连通所述第二煤锁斗和所述气化炉；
17.所述气化炉包括：
18.承压外壳，上端开设有煤气出口，下端开设有熔渣排放通道，上部开设有通孔，所述第三管道和所述第四管道通过所述通孔进入所述承压外壳的内部；
19.顶部环形盘管水冷壁，安装于所述承压外壳内壁的顶部；
20.底部环形盘管水冷壁，安装于所述承压外壳内壁的底部；
21.内筒体立管水冷壁，所述内筒体立管水冷壁安装于所述承压外壳内壁中，并与所述顶部环形盘管水冷壁、所述底部环形盘管水冷壁相连接；
22.竖管换热屏，安装于所述承压外壳内壁的中上部，并与所述内筒体立管水冷壁相连接；
23.所述气体喷射器环绕所述承压外壳的中下部安装，且位于熔渣最高液位的上部，所述气体喷射器自外部深入所述承压外壳的内部，所述气体喷射器用于将氧气和过热蒸汽混合气喷入所述气化炉内部；
24.所述熔渣液位测量器安装于所述承压外壳的底部，用于显示物料液位；
25.所述熔渣排放阀安装于所述熔渣排放通道；
26.所述循环供水系统包括循环水泵和水循环管道，所述水循环管道连通所述汽包及与所述气化炉；
27.所述激冷室安装在所述气化炉的下端，并与所述熔渣排放通道相连通，所述激冷室用于将液体的熔渣冷却形成固体的熔渣。
28.优选地，所述给煤装置还包括：
29.第一球形阀组，安装于所述第一管道；
30.第二球形阀组，安装于所述第二管道；
31.第三球形阀组，安装于所述第三管道；
32.第四球形阀组，安装于所述第三管道；
33.第一插板阀，安装于所述第一管道上靠近所述块煤仓的位置；
34.第二插板阀，安装于所述第二管道上靠近所述块煤仓的位置；
35.第三插板阀，安装于所述第三管道上靠近所述第一煤锁斗的位置；
36.第四插板阀，安装于所述第四管道上靠近所述第二煤锁斗的位置。
37.优选地，所述气化炉的所述承压外壳顶部为半球状，中上部和中下部为圆柱状，底部为圆锥状。
38.优选地，所述气体喷射器包括：
39.环腔通道，用于送入氧、蒸汽混合气；
40.中央通道，用于送入可燃气体；
41.点火器，安装于所述气体喷射器的最中心；
42.水夹套，装于所述气体喷射器的外层；
43.所述气体喷射器深入所述气化炉内部，所述气体喷射器在炉内部分的表面涂有耐火材料碳化硅，并喷涂氧化锆。
44.优选地，所述气体喷射器的数量为6~8个。
45.优选地，所述熔渣液位测量器包括安装在所述承压外壳底部上同位素放射点、中同位素放射点、下同位素放射点三个同位素放射点及相应测量接收装置，所述三个同位素放射点和所述测量接收装置两侧相向布置。
46.优选地，所述熔渣排放阀的阀体与阀芯材质是耐高温以氧化锆为主体的陶瓷制成，阀芯及阀体与熔渣相接的表面喷涂氧化锆，阀门口径dn50～dn70。
47.优选地，所述熔渣排放阀为设置有气动执行机构的球阀。
48.优选地，所述汽包的内件是迷宫式结构，所述汽包内上部有汽液分离器，材质为不
锈钢。
49.优选地，所述汽包还安装有三冲量液位监控。
50.优选地，所述循环供水系统的所述水循环管道包括给水管系和汽水两相管系，用于向所述气化炉内的所述顶部环形盘管水冷壁、所述底部环形盘管水冷壁、所述内筒体立管水冷壁及多组所述竖管换热屏供给脱氧水，吸收气化反应热产生蒸汽，强制循环进入所述汽包，经所述汽包内迷宫式结构的所述汽液分离器后，送出10mpa蒸汽，分离出的水并加入补充水，再进入所述循环水泵，周而复始。
51.优选地，供水经管系送入炉内，各支管安装有限流孔板以控制水量。
52.优选地，所述激冷室内设置有水冷器管。
53.优选地，所述底部环形盘管水冷壁和所述内筒体立管水冷壁的中下部外侧涂有碳化硅，并在所述碳化硅表面喷涂有耐高温、耐磨的氧化锆涂层。
54.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。
55.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型的适用无烟块煤带有高压蒸汽发生器的气化系统，包括给煤装置、气化炉、气体喷射器、熔渣液位测量器、熔渣排放阀、汽包、循环供水系统和激冷室，本实施例的气化系统能够一体化地进行气化反应和生产蒸汽，能够高效且环保地对无烟块煤进行气化。
附图说明
56.图1为本实用新型优选实施例的适用无烟块煤带有高压蒸汽发生器的气化系统的结构示意图。
57.附图标记说明：
58.块煤仓1
59.第一煤锁斗2a
60.第二煤锁斗2b
61.第一插板阀11
62.第二插板阀12
63.第三插板阀21
64.第四插板阀22
65.第一球形阀组13
66.第二球形阀组14
67.第三球形阀组23
68.第四球形阀组24
69.第三管道25
70.第四管道26
71.气化炉3
72.内筒体立管水冷壁31
73.竖管换热屏32
74.底部环形盘管水冷壁33
75.顶部环形盘管水冷壁34
76.煤气出口35
77.气体喷射器4
78.上同位素放射点51
79.中同位素放射点52
80.下同位素放射点53
81.熔渣排放阀6
82.汽包7
83.循环水泵8
84.给水管系71
85.汽水两相管系72
86.激冷室9
具体实施方式
87.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
88.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
89.如图1所示，本实施例公开了一种适用无烟块煤带有高压蒸汽发生器的气化系统，其包括给煤装置、气化炉3、气体喷射器4、熔渣液位测量器、熔渣排放阀6、汽包7、循环供水系统和激冷室9。
90.给煤装置用于将块煤常压状态，通过煤锁斗增压至6.5mpa，与气化炉3内压力相同，间断向气化炉3供煤。本实施例的给煤装置包括块煤仓1、第一煤锁斗2a、第一管道、第二煤锁斗2b、第二管道、第三管道25、第四管道26、第一球形阀组13、第二球形阀组14、第三球形阀组23、第四球形阀组24、第一插板阀11、第二插板阀12、第三插板阀21、第四插板阀22。
91.块煤仓1用于储存块煤。第一煤锁斗2a设于所述块煤仓1的下游。第一管道连通块煤仓1和第一煤锁斗2a。第二煤锁斗2b设于块煤仓1的下游。第二管道连通块煤仓1和第二煤锁斗2b。第三管道25连通第一煤锁斗2a和气化炉3。第四管道26连通第二煤锁斗2b和气化炉3。
92.在本实施例中，采用包括第一锁斗和第二锁斗的双锁斗系统，能够间隔错开向炉
内供煤，每个锁斗1小时开启两次，则向炉内供煤四次，两个下料管均匀布置四个下料点，实现供煤时间短，煤层较平整。
93.第一球形阀组13安装于第一管道。第二球形阀组14安装于第二管道。第三球形阀组23安装于第三管道25。第四球形阀组24安装于第三管道25。
94.在本实施例中，采用球阀组成的球阀组，能够保持在高压下具有良好的密封性。
95.第一插板阀11安装于第一管道上靠近块煤仓1的位置。第二插板阀12安装于第二管道上靠近块煤仓1的位置。第三插板阀21安装于第三管道25上靠近第一煤锁斗的位置。第四插板阀22安装于第四管道26上靠近第二煤锁斗的位置。
96.在本实施例中，设置四个插板阀的作用是为了块煤进出第一锁斗和第二锁斗时不与球阀阀芯接触，免除磨损，保证长周期运行。具体是通过各插板阀和各个球形阀组的密切配合，能够使得块煤不接触球阀阀芯，通过顺序延时控制，实现锁斗增压、泄压，周而复始，将常压块煤在操作状态下间隔送入气化炉3内。
97.气化炉3是一台兼有气化反应与产生高压蒸汽一体化的多功能装备。本实施例中气化炉3包括承压外壳、顶部环形盘管水冷壁34、底部环形盘管水冷壁33、内筒体立管水冷壁31和竖管换热屏32。
98.承压外壳起承压作用，内件与外壳间的环隙气体保持与腔内压力平衡，温度≤250℃。承压外壳上端开设有煤气出口35，下端开设有熔渣排放通道，上部开设有通孔，第三管道25和第四管道26通过通孔进入承压外壳的内部，在本实施例中承压外壳顶部为半球状，中上部和中下部为圆柱状，底部为圆锥状，但不限于此。块煤在承压外壳中下部和底部，与来自喷射器的氧及蒸汽发生反应产生粗煤气，反应温度≥1650℃，
99.顶部环形盘管水冷壁34安装于承压外壳内壁的顶部。底部环形盘管水冷壁33安装于承压外壳内壁的底部。内筒体立管水冷壁31为圆柱形立管水冷壁，内筒体立管水冷壁31安装于承压外壳内壁的中下部。多组竖管换热屏32安装于承压外壳内壁的中上部，并与内筒体立管水冷壁31的中上部相连接。
100.反应段及熔融液渣段膛内壁是涂层13mm厚的碳化硅并喷涂氧化锆的水冷壁，即底部环形盘管水冷壁33和圆柱形立管水冷壁的中下部外侧涂有13毫米厚度的碳化硅，碳化硅具有耐高温、导热系数小、耐磨的特性，并在碳化硅表面喷涂有氧化锆涂层，可耐温2000℃。
101.气化炉3内下部块煤与氧气进行不完全燃烧及蒸汽分解反应，在1650～1800℃下进行，即：
[0102][0103]
熔融液渣温度保持在～1650℃，要远高于熔渣流动温度至少100℃，以确保熔渣顺畅排出。
[0104]
竖管换热屏32的屏数量依据热负荷确定，竖管换热屏及筒体中上部壁内无涂层，其作用是将下部反应的高温气体，通过辐射传热产生10.0mpa高压蒸汽，粗煤气在～500℃下通过煤气出口35出气化炉3。即上行的高温粗煤气，辐射传热给水冷壁及竖管换热屏32，产生10.0mpa高压蒸汽，气体温度降至～500℃由煤气出口35送出。
[0105]
气体喷射器4是特种喷枪，环绕承压外壳的中下部安装，且位于熔渣最高液位的上部，气体喷射器4的数量为6~8个，依据气化系统的能力确定，均匀布置。气体喷射器4自外部深入承压外壳的内部，气体喷射器4用于将氧气和过热蒸汽混合气在压力高于炉内压力0.5mpa下喷入所述气化炉3内部，出口处带有旋流片；氧和蒸汽与块煤进行气化反应，中心腔输送燃料气；仅在开车和停车时喷入燃料气，环腔仅喷入氧气，开车为了升温，停车时要保持熔渣温度不低于1600℃，直至液渣排净。
[0106]
具体地，气体喷射器4组合式的，包括环腔通道、中央通道、点火器、水夹套。环腔通道用于送入氧、蒸汽混合气。中央通道用于送入可燃气体。点火器安装于气体喷射器4的最中心。水夹套安装于气体喷射器4的的外层。气体喷射器4深入气化炉3内部，气体喷射器4在炉内部分的表面涂有耐火材料碳化硅，并喷涂氧化锆。
[0107]
熔渣液位测量器安装于承压外壳的底部，用于显示物料液位。具体地，熔渣液位测量器包括安装在所述承压外壳底部的上同位素放射点51、中同位素放射点52、下同位素放射点53三个同位素放射点及相应测量接收装置，同位素放射点和测量接收装置两侧相向布置。
[0108]
本实施例的熔渣液位测量器，是由放射性同位素放射点及测量接收装置组成，依据液态渣的密度与块煤密度有较大差别的原理，由接收器显示液位，使操作直观，直观显示出熔渣液位，从而能够保障气化系统的稳定、安全运行。
[0109]
本实施例的熔渣排放阀6为设置有气动执行机构的球阀，与熔渣液位测量器共同形成自动调节系统，熔渣排放阀6安装于气化炉3底部的熔渣排放通道，熔渣排放阀6的阀体与阀芯材质是耐高温以氧化锆为主体的陶瓷制成，阀芯及阀体与熔渣相接的表面喷涂氧化锆，阀门口径dn50～dn70。熔渣排放阀6能够用来控制炉内熔融液渣在正常液位，从而使得气化系统操作平稳。
[0110]
本实施例的汽包7的内件是迷宫式结构，汽包7内上部有汽液分离器，材质为不锈钢，汽包7还安装有三冲量液位监控。
[0111]
汽包7及循环供水系统，是将来自气化炉3上升管含有气液两相的汽水介质进行分离。
[0112]
循环供水系统包括循环水泵8和水循环管道，水循环管道连通汽包7及与所述气化炉3，水循环管道包括给水管系71和汽水两相管系72，用于向气化炉3内的顶部环形盘管水冷壁34、底部环形盘管水冷壁33、圆柱形立管水冷壁及竖管换热屏32供给脱氧水，吸收气化反应热产生蒸汽，强制循环进入汽包7，经汽包7内迷宫式结构的汽液分离器后，送出10mpa的蒸汽，分离出的水并加入补充水，再进入循环水泵8，周而复始。供水经管系送入炉内，各支管安装有限流孔板以控制水量。
[0113]
激冷室9安装在所述气化炉3的下端，并与熔渣排放通道相连通，激冷室9内设置有水冷器管，用于将液体的熔渣冷却形成固体的熔渣。
[0114]
需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、
方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。