專利名稱：沸騰床粉煤氣化裝置及其工藝流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤氣生產(chǎn)技術(shù)，尤其是煤氣的生產(chǎn)設(shè)備及其生產(chǎn)工藝。
隨著機(jī)械化采煤的推廣，粉煤和低質(zhì)煤產(chǎn)量在逐年增加，如何采用先進(jìn)的技術(shù)，合理、高效無污染地利用這些煤就是一個大課題。目前較好的辦法是將煤生產(chǎn)成煤氣，供工業(yè)和民用，但當(dāng)前所使用的煤氣生產(chǎn)裝置的部分設(shè)備，其結(jié)構(gòu)不合理、不完善，設(shè)備的布局也不緊湊，不合理，這就無法實現(xiàn)最佳的工藝流程，導(dǎo)致了原料煤必須用中塊燃料(煙煤、無煙煤、焦炭)，不能用粉煤，氣化效率低，煤氣品種單一，生產(chǎn)規(guī)模小，余熱不能充分利用，浪費原料，污染環(huán)境。如設(shè)有爐篦子的《生產(chǎn)合成氨用原料氣的粉煤氣化裝置》和《流化床水煤氣裝置》沸騰條件受限制，氣化強(qiáng)度低，產(chǎn)量難以擴(kuò)大；不管是耙式還是鏈?zhǔn)匠叶急容^困難，還會造成煤炭的損失，而且除灰機(jī)構(gòu)復(fù)雜，易磨損，投資大、維護(hù)麻煩；生產(chǎn)合成氨用原料氣的粉煤氣化裝置，其廢熱鍋爐中的蒸汽發(fā)生器是多層蛇管式的，又在發(fā)生爐上部，易受微粒磨損，又易附著灰塵，影響使用壽命和換熱效果，分離器和除塵器灰塵無法返回爐膛，向外排放污染環(huán)境；流化床水煤氣裝置的旋風(fēng)分離器雖然靠近發(fā)生爐，但其結(jié)構(gòu)和放置位置不當(dāng)，灰塵不能靠自重回到爐膛，由于除塵效率低，所以廢熱鍋爐之后還要專設(shè)除塵設(shè)備，設(shè)備多而分散，投資大，效果不佳。
本發(fā)明的目的是提供一種所用設(shè)備先進(jìn)，布局完善合理，生產(chǎn)規(guī)模大、效率高、污染小、占地少的沸騰床粉煤氣化裝置及其工藝流程。
為實現(xiàn)上述目的，采用了如下技術(shù)方案本發(fā)明沸騰床粉煤氣化裝置，包括粉煤漏斗、貯煤槽和從漏斗向貯煤槽送煤的輸送機(jī)，發(fā)生爐和從貯煤槽向發(fā)生爐送煤的供煤機(jī)，以及圓筒形旋風(fēng)分離器、廢熱鍋爐、發(fā)生爐下部的排灰機(jī)和貯灰槽，其特征是采用了有上、下兩層氣化劑噴咀、無爐篦子的沸騰床粉煤氣發(fā)生爐(ZL97202018、7)和在殼體內(nèi)具有垂直管束的蒸汽發(fā)生器、多層蛇管蒸汽過熱器和軟水預(yù)熱器于一體的廢熱鍋爐(ZL97202017、9)；下部為圓錐形的旋風(fēng)分離器置于發(fā)生爐附近，其頂端高于發(fā)生爐頂端，上有煤氣管與發(fā)生爐相通，下有回流管通向發(fā)生爐膛廢熱鍋爐置于裝置的尾部，有煤氣管將其與旋風(fēng)分離器相連，在廢熱鍋爐入口下部、殼體和煤氣出口的下部均有排灰管分別插入水封槽內(nèi)。
本發(fā)明沸騰床粉煤氣化裝置的生產(chǎn)工藝流程包括將粉煤從入口A先送入粉煤漏斗，然后經(jīng)螺旋輸送機(jī)送入貯煤槽，再經(jīng)螺旋供煤機(jī)定量送入發(fā)生爐進(jìn)煤口，其特征是此時由混合器送來的含有空氣、蒸汽或不同比例氧氣組成的氣化劑，經(jīng)發(fā)生爐上的上、下兩層噴咀吹入爐膛，下層噴咀吹入的氣化劑，使煤粉迅速飛散，在沸騰層中大部份煤粉實現(xiàn)氣化，對少量未被氣化的煤粉，向上浮動，由上層噴咀吹入的氣化劑繼續(xù)氣化，此時爐膛內(nèi)溫度可達(dá)900-1000℃，壓力10-15Kpa，所生成的煤氣由發(fā)生爐上出口送入旋風(fēng)分離器，分離出的灰塵經(jīng)底部回流管送回爐膛，煤氣經(jīng)管線送入廢熱鍋爐殼體內(nèi)，經(jīng)蒸汽發(fā)生器、蒸汽過熱器和軟水預(yù)熱器的多次換熱，煤氣溫度由930-950℃降至150-240℃，換熱管內(nèi)的水變成蒸汽，均可送出使用由廢熱鍋爐入口、蒸汽發(fā)生器、蒸汽過熱器和軟水預(yù)熱器所沉降的灰塵，由排灰管和水封槽排出；本裝置可生產(chǎn)多種熱值的煤氣。
本發(fā)明由于采用了有上、下兩層氣化劑噴咀和無爐篦子的沸騰床粉煤氣化發(fā)生爐，改進(jìn)了氣化劑的吹入方式，使得煤粉在爐膛內(nèi)經(jīng)過上、下兩層噴咀吹入的氣化劑，加大了氣化強(qiáng)度，提高了氣化率，同時由于爐內(nèi)不設(shè)爐篦子，改善了煤粉在爐內(nèi)的沸騰氣化條件，產(chǎn)量較同規(guī)模有爐篦裝置提高2-3倍，有利于制氣系列裝置大型化，由于爐灰可沿圓錐爐底自行滑落，所以不需排渣設(shè)備，節(jié)省投資，避免了維修和熔渣帶來的麻煩；旋風(fēng)分離器緊靠發(fā)生爐，并高于發(fā)生爐，底部又有回流管通向爐膛，可使煤氣中50％以上的含碳飛塵回到爐膛中，參與二次氣化反應(yīng)，提高了碳的利用率，降低了成本，減少了污染；廢熱鍋爐的幾個組成部分合理，不僅可充分利用煤氣余熱生產(chǎn)蒸汽，而且還多次清除煤氣中的灰塵，經(jīng)排灰管和水封槽排出，減少排灰設(shè)備投資；本裝置可利用多種氣化劑生產(chǎn)多種熱值煤氣，如空氣煤氣、水煤氣和半水煤氣等。
下面結(jié)合附圖及實施例作進(jìn)一步說明。
圖1是本發(fā)明的實施例－4萬、2萬Nm3/h沸騰床粉煤氣化裝置工藝流程圖；圖2是圖1的設(shè)備布置圖；圖3是1萬、5000Nm3/h沸騰床粉煤氣化裝置工藝流程圖；圖4是圖3的設(shè)備布置圖。
圖中有粉煤漏斗1，由漏斗1向貯煤槽3送煤的螺旋輸送機(jī)2，由貯煤槽3向發(fā)生爐5進(jìn)煤口送煤的螺旋供煤機(jī)4，在進(jìn)煤口的上、下沿爐體圓周有多個噴咀10、11，并且噴咀10、11的中心線方向與爐體半徑成一定角度，所以噴入氣化劑時，煤粉在爐膛內(nèi)就形成渦流，利于氣化，粉煤在下部大部份被氣化，少量未氣化的向上浮動，被上部噴咀10吹入的氣化劑再次完全氣化，氣化強(qiáng)度大，效率高；旋風(fēng)分離器6靠近發(fā)生爐5，其上端高于發(fā)生爐5的上端，其下部回流管20由爐體的圓錐筒體部份通入爐膛，并與爐體成一定角度。上述各點均有利于分離器6內(nèi)的粉塵靠自重滑落進(jìn)入爐膛，參與二次氣化反應(yīng)；溫度為930-950℃的煤氣，在廢熱鍋爐7的殼體16內(nèi)，經(jīng)過裝水的管束式換熱蒸汽發(fā)生器17，再經(jīng)多層蛇管式的蒸汽過熱器13和軟水預(yù)熱器12，使得煤氣溫度降至150-240℃，經(jīng)出口F送出，軟水變?yōu)檫^熱蒸汽經(jīng)出口E送出；由于在廢熱鍋爐的入口23下部，殼體16的下部和煤氣出口F的下部均有排灰管15，所以可將蒸汽發(fā)生器17、蒸汽過熱器13和軟水預(yù)熱12所沉降的灰塵直接送入水封槽14，水封器14有緩沖生產(chǎn)過程中壓力波動的作用，G為循環(huán)水入口，J為循環(huán)水出口；爐渣經(jīng)排灰機(jī)8和貯灰槽9由出灰口H送出。
如圖3是生產(chǎn)規(guī)模較小的沸騰床粉煤氣化裝置，其廢熱鍋爐7可由殼體16、殼體16內(nèi)的蒸汽過熱器13、軟水預(yù)熱器12和下部的粉塵分離器22及與蒸汽過熱器13、軟水預(yù)熱器12相連的蒸汽分離器18組成；圖中還有空氣(氧氣)加熱器19、入口C，蒸汽入口B，軟水入口D，冷凝水出口水K。
圖2、圖4是本發(fā)明的各設(shè)備布置示意圖。圖中的貯煤槽3、發(fā)生爐5、旋風(fēng)分離器6和廢熱鍋爐7，為依次“一”字形排列，兩相鄰設(shè)備中心間的最小距離為4-8m以節(jié)省投資，減少占地和能量損失。
舉一實例，并加以說明。
發(fā)明人應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案，先將原有1萬Nm3/h發(fā)生爐帶爐篦的沸騰床粉煤氣化裝置，改為2萬Nm3/h發(fā)生爐不帶爐篦的沸騰床粉煤氣化裝置，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)改進(jìn)設(shè)備與工藝流程，現(xiàn)己改成生產(chǎn)水煤氣及半水煤的4萬Nm3/h裝置，以供制造合成氨原料氣需要，改建后的發(fā)生爐5高30m，直徑6m，分離器6高14m，直徑6m，其上端高出發(fā)生爐5上端8m，各設(shè)備“一”字形排列，總長40m，各相鄰兩設(shè)備中心間的最小距離為4m，建筑占地284m2，經(jīng)測試每產(chǎn)氣1Km3，需粉煤914Kg(煤中灰份38-40％，熱值3100-3900KCaL)，98％的氧氣265Nm3，蒸汽4500-500Kg，煤氣熱值2000-2200KCaL/Nm3，氣化率76-80％，自產(chǎn)蒸汽量500-505Kg。
權(quán)利要求
1.一種沸騰床粉煤氣化裝置，包括粉煤漏斗(1)、貯煤槽(3)和從漏斗(1)向貯槽(3)送煤的輸送機(jī)(2)，發(fā)生爐(5)和從貯煤槽(3)向發(fā)生爐(5)送煤的供煤機(jī)(4)，以及圓筒形旋風(fēng)分離器(6)、廢熱鍋爐(7)、發(fā)生爐(5)下部的排灰機(jī)(8)和貯灰槽(9)，其特征是采用了有上、下兩層氣化劑噴咀(10)(11)、無爐篦的沸騰床粉煤氣發(fā)生爐(5)和在殼體(16)內(nèi)具有垂直管束的蒸汽發(fā)生器(17)、多層蛇管蒸汽過熱器(13)和軟水預(yù)熱器(12)于一體的廢熱鍋爐(7)；下部為圓錐形的旋風(fēng)分離器(6)置于發(fā)生爐(5)附近，其頂端高于發(fā)生爐(5)頂端，上有煤氣管與發(fā)生爐(5)相通，下有回流管(20)通向發(fā)生爐膛，廢熱鍋爐(7)置于裝置尾部，有煤氣管將其與旋風(fēng)分離器(6)相連；在廢熱鍋爐(7)入口(23)下部、殼體(16)和煤氣出口F的下部均有排灰管(15)分別插入水封槽(14)內(nèi)。
2.按照權(quán)利要求1所述的氣化裝置，其特征是對生產(chǎn)規(guī)模較小的裝置，其廢熱鍋爐(7)可由殼體(16)、殼體(16)內(nèi)的蒸汽過熱器(13)，軟水預(yù)熱器(12)和下部的粉塵分離器(22)及與蒸氣過熱器(13)、軟水預(yù)熱器(12)相連的蒸汽分離器(18)組成。
3.按照權(quán)利要求1所述的氣化裝置，其特征是貯煤槽(3)、發(fā)生爐(5)、旋風(fēng)分離器(6)和廢熱過爐(7)，為依次“一”字形排列，兩相鄰設(shè)備中心間的最小距離為4-8m。
4.一種在權(quán)利要求1所述的氣化裝置上應(yīng)用的生產(chǎn)工藝流程包括將粉煤從入口A先送入粉煤漏斗(1)，然后經(jīng)螺旋輸送機(jī)(2)送入貯煤槽(3)，再經(jīng)螺旋供煤機(jī)(4)定量送入發(fā)生爐(5)進(jìn)煤口，其特征是此時由混合器(21)送來的含有空氣、蒸汽或不同比例氧氣組成的氣化劑，經(jīng)發(fā)生爐(5)上的上、下兩層噴咀(10)、(11)吹入爐膛，下層噴咀(11)吹入的氣化劑，使煤粉迅速飛散，在沸騰層中大部份煤粉實現(xiàn)氣化，對少量未被氣化的煤粉，向上浮動，由上層噴咀(10)吹入的氣化劑繼續(xù)氣化，此時，爐膛內(nèi)溫度可達(dá)900-1000℃，壓力10-15Kpa，所生成的煤氣由發(fā)生爐(5)上出口送入旋風(fēng)分離器(6)，分離出的灰塵經(jīng)底部回流管(20)送回爐膛，煤氣經(jīng)管線送入廢熱鍋爐(7)殼體(16)內(nèi)，經(jīng)蒸汽發(fā)生器(17)、蒸汽過熱器(13)和軟水預(yù)熱器(12)的多次換熱，煤氣溫度由930--950℃降至150-240℃，換熱管內(nèi)的水變成蒸汽，均可送出使用；由廢熱鍋爐(7)入口(23)、蒸汽發(fā)生器(17)、蒸汽過熱器(13)和軟水預(yù)熱器(12)所沉降的灰塵，由排灰管(15)和水封槽(14)排出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種沸騰床粉煤氣化裝置及其生產(chǎn)工藝流程,特點是采用了具有上、下兩層氣化劑噴嘴和無爐箅的沸騰床粉煤氣發(fā)生爐,使?fàn)t膛內(nèi)的煤粉形成渦流,氣化效果好,無爐箅可改善沸騰氣化條件,產(chǎn)氣量大,排灰方便;同時由于合理布置了分離器和廢熱鍋爐等設(shè)備,使用了多個換熱部件,煤氣余熱得到充分利用,分離器中的含碳灰塵回爐重新利用,本裝置改變氣化劑可生產(chǎn)多種熱值煤氣。具有氣化效率、熱效率高、產(chǎn)量大、無污染等優(yōu)點。
文檔編號C10J3/46GK1299859SQ0012298
公開日2001年6月20日 申請日期2000年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月11日
發(fā)明者洪敦?zé)?申請人:撫順恩德機(jī)械有限公司