一種防止掛渣的常壓固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐的制作方法

本實(shí)用新型涉及氣化反應(yīng)爐領(lǐng)域，特別涉及一種防止掛渣的常壓固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有固定床氣化爐多采用固態(tài)排渣方式，以固定床純氧氣化爐為例，其工藝流程為采用固定床煤氣爐，以小粒焦或塊煤為原料，經(jīng)煤倉(cāng)下的自動(dòng)加煤機(jī)，自動(dòng)定時(shí)、定量加入氣化爐中，以純氧（＞99.6％）和水蒸汽作氣化劑經(jīng)計(jì)量和比例調(diào)節(jié)進(jìn)入混合罐中混合，混合后通過(guò)煤氣發(fā)生爐內(nèi)與熾熱的炭反應(yīng)（吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)達(dá)到平衡），在爐內(nèi)約900℃高溫條件下，經(jīng)過(guò)床層內(nèi)各個(gè)層區(qū)（核心反應(yīng)區(qū)溫度1200~1300℃）與原料煤逆流接觸進(jìn)行連續(xù)氣化生產(chǎn)水煤氣。未反應(yīng)的固態(tài)渣經(jīng)過(guò)底部轉(zhuǎn)動(dòng)爐蓖排出氣化爐。

其主要化學(xué)反應(yīng)式如下：

C＋O₂=CO₂＋Q

2C＋O₂=2CO＋Q

C＋CO₂=2CO－Q

C＋2H₂O（汽）=CO₂+2H₂－Q

C＋H₂O（汽）=CO+H₂－Q

然而這種固定床固態(tài)排渣氣化爐存在氣化溫度低、燃料轉(zhuǎn)化率低和合成氣焦油含量大等缺點(diǎn)。液態(tài)排渣氣化爐是傳統(tǒng)固態(tài)排渣氣化爐的進(jìn)一步發(fā)展。其特點(diǎn)是氣化溫度高、氣化后灰渣呈熔融態(tài)流出、因而使氣化爐的熱效率與單爐的生產(chǎn)能力提高。目前國(guó)內(nèi)外成熟可行的固定床液態(tài)排渣氣化技術(shù)為BGL碎煤加壓氣化技術(shù)，該氣化工藝氣化壓力為2.0-4.0MPa，氣化爐上部設(shè)有布煤攪拌器，氣化劑（水蒸汽和氧氣）由氣化爐底部噴嘴噴入氣化室，灰渣在高于煤灰熔點(diǎn)溫度下成熔融態(tài)排出，熔渣快速通過(guò)氣化爐底部出渣口，流入激冷室，在此被水激冷而形成固態(tài)熔渣，然后通過(guò)灰鎖排出。它結(jié)合了熔渣氣化技術(shù)高氣化率、高氣化強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)與固定床加壓/常壓氣化技術(shù)氧耗低、爐體結(jié)構(gòu)廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)。BGL熔渣氣化爐爐膛氣化燃燒產(chǎn)生的液態(tài)熔渣儲(chǔ)存在氣化爐底部熔渣池內(nèi)，通過(guò)環(huán)形燃燒器里面燃燒產(chǎn)生的大量氣體托住下渣口里面的液態(tài)渣，隨著熔渣增多，當(dāng)液位到一定液位1.5米左右時(shí)，氣化爐壓力和短接壓差大概48KPa，激發(fā)程序自動(dòng)排渣，每次開始下渣時(shí)泄壓過(guò)程要快，2 s 內(nèi)完成泄壓，壓差從49 kPa 降到18 kPa。熔渣經(jīng)過(guò)激冷、冷卻后最終從壓力系統(tǒng)中排出。然而，BGL熔渣氣化爐最難控制的就是下渣口液態(tài)熔渣液位和排渣，如果控制不好，就會(huì)堵塞下渣口，液位升高，就會(huì)堵塞噴嘴出現(xiàn)黑管現(xiàn)象，導(dǎo)致停車。如果下渣泄壓和排渣時(shí)間太長(zhǎng)，則鐵的沉淀和冷卻極易堵住渣口。如果下渣頻率過(guò)高，會(huì)影響壓差，并且時(shí)間間隔過(guò)短渣池中可能有部分灰渣沒(méi)有完全熔化，在下渣過(guò)程中極易黏在下渣通道上。并且BGL熔渣氣化爐為直筒型爐膛、操作溫度高，在灰渣高溫軟化后極易形成爐壁掛渣而導(dǎo)致爐料架橋問(wèn)題出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種有效解決碎煤加壓液態(tài)排渣技術(shù)氣化爐熔渣液位控制及排渣困難的問(wèn)題、提高等氣化爐空間利用率、提高氣化爐空間利用率和能量利用效率、提高氣化爐使用壽命、大大降低了能量耗損且提高氣化反應(yīng)碳轉(zhuǎn)化效率的防止掛渣的常壓固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種防止掛渣的常壓固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐，包括爐體，其特征在于：爐體壁由內(nèi)至為耐火材料保護(hù)襯、保溫層和鋼板殼體，中間形成腔室；所述腔室由上至下分為干燥熱解室、氣化反應(yīng)室和灰渣熔融室；所述干燥熱解室頂部爐體壁開有含碳物質(zhì)入口，干燥熱解室腰部爐體壁上開有合成氣出口、溫度測(cè)口和壓力測(cè)口；所述氣化反應(yīng)室處爐體壁上開有氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口、溫度測(cè)口和壓力測(cè)口；所述灰渣熔融室處爐體壁上開有氧氣噴嘴安裝口和溢流排渣口，灰渣熔融室底部設(shè)置有殘?jiān)欧趴?；且所述干燥熱解室和氣化反?yīng)室的直徑由上至下保持逐漸變寬、至氣化反應(yīng)室和灰渣熔融室連接處再逐漸變窄；氣化反應(yīng)室的直徑大于干燥熱解室和灰渣熔融室的直徑；所述氣化反應(yīng)室和灰渣熔融室的側(cè)邊和底部耐火材料保護(hù)襯外還設(shè)置有一層耐火材料。

所述干燥熱解室上半部為圓柱形、下半部分為直徑逐漸變寬的圓錐形柱；所述灰渣熔融室為圓柱形；所述氣化反應(yīng)室上半部分為連接干燥熱解室且直徑逐漸變寬的圓錐形柱，下半部分為連接灰渣熔融室且直徑逐漸變窄的圓錐形柱，即干燥熱解室的下半部分與氣化反應(yīng)室上半部分構(gòu)成一個(gè)腔室內(nèi)大圓錐形柱，氣化反應(yīng)室的上、下半部的分界處為腔室直徑最大處。

所述干燥熱解室下半部分圓錐形柱的錐角為α，α為10-20°；所述干燥熱解室下半部分高度H₂與干燥熱解室上半部分高度H₁比為2.5-3.5：1；所述氣化反應(yīng)室下半圓錐形柱的錐角為γ，γ為60-80°；所述氣化反應(yīng)室上半部的高度H₃與干燥熱解室上半部分高度H₁比為1-1.5：1；所述氣化反應(yīng)室下半部分高度H₄與干燥熱解室上半部分高度H₁的高度比為0.8.2：1。 10-20°的錐角、H₂：H₁ = 2.5-3.5：1、60-80°的錐角、H₃：H₁ = 1-1.5：1以及H₄：H₁ = 0.8.2：1的數(shù)據(jù)為經(jīng)過(guò)數(shù)次實(shí)驗(yàn)所得到的最有利于反應(yīng)發(fā)生且不會(huì)積累殘?jiān)臄?shù)據(jù)。

所述氣化反應(yīng)室處爐體的同一高度上均勻布置有6-8個(gè)氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口，所述氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上呈β夾角，β為80-85°，氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口中心線在爐體水平截面上的正投影經(jīng)過(guò)爐體腔室的水平截面的圓心。氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上存在夾角、均勻布置，便于使內(nèi)部物料向下運(yùn)動(dòng)且氧氣和水蒸汽均勻，保持向上一定角度可以有效避免含碳物質(zhì)堵塞管口。

所述灰渣熔融室處爐體的同一平面上均勻布置有6-8個(gè)氧氣噴嘴安裝口，所述氧氣噴嘴安裝口的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上呈δ夾角，δ為70-80°，所述氧氣噴嘴安裝口的中心線在水平方向上的正投影與所述灰渣熔融室水平截面圓接觸點(diǎn)處的中心線之間呈ε夾角，ε為40-60°

所述合成氣出口、溢流排渣口和殘?jiān)欧趴诰鶠橹型ü艿?，管道?nèi)壁為耐火材料；所述溢流排渣口的中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈ζ角，ζ為75-85°；所述所述殘?jiān)欧趴诘闹行木€與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈η角，η為92-100°。溢流排渣口的中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上的夾角以及殘?jiān)欧趴诘闹行木€與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上的夾角均是為了更好的排除氣體的殘?jiān)?/p>

所述灰渣熔融室底部朝殘?jiān)欧趴谟幸欢ń嵌刃倍龋以廴谑业母叨菻₅與干燥熱解室上半部分高度H₁比為2.0-3.0：1；所述腔室內(nèi)部有效高度H與干燥熱解室上半部分的直徑D的高徑比為3.5-5.0：1。

所述氣化反應(yīng)室內(nèi)壁山半部分的耐火材料厚度小于下半部分的耐火材料厚度。

所述溫度測(cè)口、壓力測(cè)口的中心線與爐體腔室的中心線垂直。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

一、本實(shí)用新型提供的一種防止掛渣的常壓固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐裝置，含碳物質(zhì)自含碳物質(zhì)入口進(jìn)入到干燥熱解反應(yīng)室內(nèi)，與自灰渣熔融內(nèi)和氣化反應(yīng)室反應(yīng)來(lái)的高溫合成氣進(jìn)行換熱。含碳物質(zhì)在干燥熱解反應(yīng)室內(nèi)自上而下依次進(jìn)行干燥、熱解氣化反應(yīng)。含碳物質(zhì)干燥、熱解反應(yīng)所需要的熱源由灰渣熔融室內(nèi)灰渣及部分含碳物質(zhì)氣化、燃燒產(chǎn)生的高溫合成氣體提供。經(jīng)干燥熱解后的含碳物質(zhì)產(chǎn)生的固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)進(jìn)入到氣化反應(yīng)室，在氣化反應(yīng)室內(nèi)固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)與經(jīng)過(guò)氣化劑噴嘴噴入的純氧氣和水蒸氣進(jìn)行氣化反應(yīng)，產(chǎn)生有效合成氣。經(jīng)氣化反應(yīng)后剩余的固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)進(jìn)入到灰渣熔融室，在灰渣熔融室內(nèi)固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)與氧氣噴嘴噴入的氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，未反應(yīng)的殘?zhí)康娜急M所需要的氧氣通過(guò)灰渣熔融室氧氣噴口補(bǔ)充，噴入的氧氣過(guò)量保證熔渣區(qū)為氧化性氣氛，避免渣池內(nèi)鐵析現(xiàn)象發(fā)生。氧氣噴口切向斜向下噴入熔融室內(nèi)，可以有效攪動(dòng)液態(tài)熔渣，使得熔渣池內(nèi)的未反應(yīng)殘?zhí)纪耆紵?，提高碳轉(zhuǎn)化效率。燃盡后剩余的殘?jiān)?jīng)熔融室氧氣與殘?zhí)既紵峁┑母邷責(zé)崃窟M(jìn)行熔融，并將高溫爐渣中未反應(yīng)的有機(jī)物再次氣化，最后成為熔融狀態(tài)的液態(tài)渣通過(guò)排渣口排出反應(yīng)器。干燥熱解室爐膛漸擴(kuò)保持一定的錐角、熔融室漸縮，熱解氣化室直徑大于干燥熱解室和灰渣熔融室，此舉可解決現(xiàn)有氣化爐爐膛布置不合理導(dǎo)致的掛渣、爐料架橋問(wèn)題，提高等氣化爐空間利用率。灰渣熔融室二次氣化及燃盡產(chǎn)生的合成氣與熱解氣化反應(yīng)室產(chǎn)生的合成氣經(jīng)干燥熱解室降溫后通過(guò)合成氣出口排出反應(yīng)器進(jìn)入到后續(xù)的合成氣利用系統(tǒng)。在灰渣熔融室和氣化反應(yīng)室設(shè)置的鬧高溫和灰渣沖刷的耐火保護(hù)襯，有效解決整體爐膛受熱不均，易破裂，提高氣化爐使用壽命。

二、本實(shí)用新型提供的一種防止掛渣的常壓固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐裝置，干燥熱解室的下半部分與氣化反應(yīng)室上半部分構(gòu)成一個(gè)腔室內(nèi)大圓錐形柱，灰渣熔融室為圓柱形，整體內(nèi)壁光滑無(wú)明顯夾縫，不易堆積殘?jiān)?；氧氣噴嘴安裝口有6至8個(gè)，且每個(gè)氧氣噴嘴安裝口的中心線與氧氣噴嘴安裝口接入所述熔渣室的點(diǎn)的切線之間形成的夾角相同，用于提供經(jīng)氣化爐熱解氣化后殘?zhí)嘉镔|(zhì)完全燃燒化所需要的純氧及提供熱量使灰渣熔融，并提供熔渣室內(nèi)氧化性氣氛，避免鐵析，氧氣切向噴入攪動(dòng)渣池可進(jìn)一步提高氣化反應(yīng)碳轉(zhuǎn)化效率；氣化反應(yīng)室內(nèi)壁山半部分的耐火材料厚度小于下半部分的耐火材料厚度，一是下半部分溫度更高，二是便于形成一體化光滑內(nèi)壁，有助于反應(yīng)的進(jìn)行。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案的A-A截面剖視示意圖；

圖3是本實(shí)用新型一種優(yōu)選方案的B-B截面剖視示意圖；

圖中：1、上段干燥熱解室；2、中段氣化反應(yīng)室；3、下段灰渣熔融室；4、耐火材料保護(hù)層；5、保溫層；6、鋼板殼體；7、含碳物質(zhì)入口；8、溢流排渣口8；1-1、上部封頭；1-2、爐喉1-2；1-3、爐腰1-3；1-4、合成氣出口；1-5、溫度測(cè)口；1-6、壓力測(cè)口；2-1、筒體；2-2、下部錐口；2-3、耐火保護(hù)襯；2-4、氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口；2-5、溫度測(cè)口；2-6、壓力測(cè)口；3-1、耐火保護(hù)襯；3-2、氧氣噴嘴安裝；8-1、溢流排渣口通道；8-2殘?jiān)欧趴凇?/p>

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)幾個(gè)具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案，需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的技術(shù)方案包含但不限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖1至圖3所示，一種防止掛渣的常壓固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐，包括爐體，爐體壁由內(nèi)至為耐火材料保護(hù)襯4、保溫層5和鋼板殼體6，中間形成腔室；所述腔室由上至下分為干燥熱解室1、氣化反應(yīng)室2和灰渣熔融室3；所述干燥熱解室1頂部爐體壁開有含碳物質(zhì)入口7，干燥熱解室1腰部爐體壁上開有合成氣出口1-4、溫度測(cè)口1-5和壓力測(cè)口1-6；所述氣化反應(yīng)室2處爐體壁上開有氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4、溫度測(cè)口1-5和壓力測(cè)口1-6；所述灰渣熔融室3處爐體壁上開有氧氣噴嘴安裝口3-2和溢流排渣口8，灰渣熔融室3底部設(shè)置有殘?jiān)欧趴?-2；且所述干燥熱解室1和氣化反應(yīng)室2的直徑由上至下保持逐漸變寬、至氣化反應(yīng)室2和灰渣熔融室3連接處再逐漸變窄；氣化反應(yīng)室2的直徑大于干燥熱解室1和灰渣熔融室3的直徑；所述氣化反應(yīng)室2和灰渣熔融室3的側(cè)邊和底部耐火材料保護(hù)襯4外還設(shè)置有一層耐火材料2-3。

這是本實(shí)用新型的一種最基本實(shí)施方案。含碳物質(zhì)自含碳物質(zhì)入口進(jìn)入到干燥熱解反應(yīng)室內(nèi)，與自灰渣熔融內(nèi)和氣化反應(yīng)室反應(yīng)來(lái)的高溫合成氣進(jìn)行換熱。含碳物質(zhì)在干燥熱解反應(yīng)室內(nèi)自上而下依次進(jìn)行干燥、熱解氣化反應(yīng)。含碳物質(zhì)干燥、熱解反應(yīng)所需要的熱源由灰渣熔融室內(nèi)灰渣及部分含碳物質(zhì)氣化、燃燒產(chǎn)生的高溫合成氣體提供。經(jīng)干燥熱解后的含碳物質(zhì)產(chǎn)生的固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)進(jìn)入到氣化反應(yīng)室，在氣化反應(yīng)室內(nèi)固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)與經(jīng)過(guò)氣化劑噴嘴噴入的純氧氣和水蒸氣進(jìn)行氣化反應(yīng)，產(chǎn)生有效合成氣。經(jīng)氣化反應(yīng)后剩余的固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)進(jìn)入到灰渣熔融室，在灰渣熔融室內(nèi)固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)與氧氣噴嘴噴入的氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，未反應(yīng)的殘?zhí)康娜急M所需要的氧氣通過(guò)灰渣熔融室氧氣噴口補(bǔ)充，噴入的氧氣過(guò)量保證熔渣區(qū)為氧化性氣氛，避免渣池內(nèi)鐵析現(xiàn)象發(fā)生。氧氣噴口切向斜向下噴入熔融室內(nèi)，可以有效攪動(dòng)液態(tài)熔渣，使得熔渣池內(nèi)的未反應(yīng)殘?zhí)纪耆紵?，提高碳轉(zhuǎn)化效率。燃盡后剩余的殘?jiān)?jīng)熔融室氧氣與殘?zhí)既紵峁┑母邷責(zé)崃窟M(jìn)行熔融，并將高溫爐渣中未反應(yīng)的有機(jī)物再次氣化，最后成為熔融狀態(tài)的液態(tài)渣通過(guò)排渣口排出反應(yīng)器。干燥熱解室爐膛漸擴(kuò)保持一定的錐角、熔融室漸縮，熱解氣化室直徑大于干燥熱解室和灰渣熔融室，此舉可解決現(xiàn)有氣化爐爐膛布置不合理導(dǎo)致的掛渣、爐料架橋問(wèn)題，提高等氣化爐空間利用率?；以廴谑叶螝饣叭急M產(chǎn)生的合成氣與熱解氣化反應(yīng)室產(chǎn)生的合成氣經(jīng)干燥熱解室降溫后通過(guò)合成氣出口排出反應(yīng)器進(jìn)入到后續(xù)的合成氣利用系統(tǒng)。在灰渣熔融室和氣化反應(yīng)室設(shè)置的鬧高溫和灰渣沖刷的耐火保護(hù)襯，有效解決整體爐膛受熱不均，易破裂，提高氣化爐使用壽命。

實(shí)施例2

如圖1至圖3所示，一種防止掛渣的常壓固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐，包括爐體，爐體壁由內(nèi)至為耐火材料保護(hù)襯4、保溫層5和鋼板殼體6，中間形成腔室；所述腔室由上至下分為干燥熱解室1、氣化反應(yīng)室2和灰渣熔融室3；所述干燥熱解室1頂部爐體壁開有含碳物質(zhì)入口7，干燥熱解室1腰部爐體壁上開有合成氣出口1-4、溫度測(cè)口1-5和壓力測(cè)口1-6；所述氣化反應(yīng)室2處爐體壁上開有氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4、溫度測(cè)口1-5和壓力測(cè)口1-6；所述灰渣熔融室3處爐體壁上開有氧氣噴嘴安裝口3-2和溢流排渣口8，灰渣熔融室3底部設(shè)置有殘?jiān)欧趴?-2；且所述干燥熱解室1和氣化反應(yīng)室2的直徑由上至下保持逐漸變寬、至氣化反應(yīng)室2和灰渣熔融室3連接處再逐漸變窄；氣化反應(yīng)室2的直徑大于干燥熱解室1和灰渣熔融室3的直徑；所述氣化反應(yīng)室2和灰渣熔融室3的側(cè)邊和底部耐火材料保護(hù)襯4外還設(shè)置有一層耐火材料2-3。

所述干燥熱解室1上半部為圓柱形、下半部分為直徑逐漸變寬的圓錐形柱；所述灰渣熔融室3為圓柱形；所述氣化反應(yīng)室2上半部分為連接干燥熱解室1且直徑逐漸變寬的圓錐形柱，下半部分為連接灰渣熔融室3且直徑逐漸變窄的圓錐形柱，即干燥熱解室1的下半部分與氣化反應(yīng)室上半部分構(gòu)成一個(gè)腔室內(nèi)大圓錐形柱，氣化反應(yīng)室的上、下半部的分界處為腔室直徑最大處。

所述干燥熱解室1下半部分圓錐形柱的錐角為α，α為10-20°；所述干燥熱解室1下半部分高度H₂與干燥熱解室1上半部分高度H₁比為2.5-3.5：1；所述氣化反應(yīng)室2下半圓錐形柱的錐角為γ，γ為60-80°；所述氣化反應(yīng)室2上半部的高度H₃與干燥熱解室1上半部分高度H₁比為1-1.5：1；所述氣化反應(yīng)室2下半部分高度H₄與干燥熱解室1上半部分高度H₁的高度比為0.8.2：1。

所述氣化反應(yīng)室2處爐體的同一高度上均勻布置有6～8個(gè)氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4，所述氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上呈β夾角，β為80-85°，氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4中心線在爐體水平截面上的正投影經(jīng)過(guò)爐體腔室的水平截面的圓心。

所述灰渣熔融室3處爐體的同一平面上均勻布置有6～8個(gè)氧氣噴嘴安裝口3-2，所述氧氣噴嘴安裝口3-2的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上呈δ夾角，δ為70-80°，所述氧氣噴嘴安裝口3-2的中心線在水平方向上的正投影與所述灰渣熔融室水平截面圓接觸點(diǎn)處的中心線之間呈ε夾角，ε為40-60°。

所述合成氣出口、溢流排渣口和殘?jiān)欧趴诰鶠橹型ü艿?，管道?nèi)壁為耐火材料；所述溢流排渣口的中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈ζ角，ζ為75-85°；所述所述殘?jiān)欧趴诘闹行木€與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈η角，η為92-100°。

所述灰渣熔融室3底部朝殘?jiān)欧趴谟幸欢ń嵌刃倍?，灰渣熔融?的高度H₅與干燥熱解室1上半部分高度H₁比為2.0-3.0：1；所述腔室內(nèi)部有效高度H與干燥熱解室1上半部分的直徑D的高徑比為3.5-5.0：1。

所述氣化反應(yīng)室2內(nèi)壁上半部分的耐火材料2-3厚度小于下半部分的耐火材料2-3厚度。

所述溫度測(cè)口1-5、壓力測(cè)口1-6的中心線與爐體腔室的中心線垂直。

這是本實(shí)用新型的一種優(yōu)選的實(shí)施方案。含碳物質(zhì)自含碳物質(zhì)入口進(jìn)入到干燥熱解反應(yīng)室內(nèi)，與自灰渣熔融內(nèi)和氣化反應(yīng)室反應(yīng)來(lái)的高溫合成氣進(jìn)行換熱。含碳物質(zhì)在干燥熱解反應(yīng)室內(nèi)自上而下依次進(jìn)行干燥、熱解氣化反應(yīng)。含碳物質(zhì)干燥、熱解反應(yīng)所需要的熱源由灰渣熔融室內(nèi)灰渣及部分含碳物質(zhì)氣化、燃燒產(chǎn)生的高溫合成氣體提供。經(jīng)干燥熱解后的含碳物質(zhì)產(chǎn)生的固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)進(jìn)入到氣化反應(yīng)室，在氣化反應(yīng)室內(nèi)固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)與經(jīng)過(guò)氣化劑噴嘴噴入的純氧氣和水蒸氣進(jìn)行氣化反應(yīng)，產(chǎn)生有效合成氣。經(jīng)氣化反應(yīng)后剩余的固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)進(jìn)入到灰渣熔融室，在灰渣熔融室內(nèi)固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)與氧氣噴嘴噴入的氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，未反應(yīng)的殘?zhí)康娜急M所需要的氧氣通過(guò)灰渣熔融室氧氣噴口補(bǔ)充，噴入的氧氣過(guò)量保證熔渣區(qū)為氧化性氣氛，避免渣池內(nèi)鐵析現(xiàn)象發(fā)生。氧氣噴口切向斜向下噴入熔融室內(nèi)，可以有效攪動(dòng)液態(tài)熔渣，使得熔渣池內(nèi)的未反應(yīng)殘?zhí)纪耆紵?，提高碳轉(zhuǎn)化效率。燃盡后剩余的殘?jiān)?jīng)熔融室氧氣與殘?zhí)既紵峁┑母邷責(zé)崃窟M(jìn)行熔融，并將高溫爐渣中未反應(yīng)的有機(jī)物再次氣化，最后成為熔融狀態(tài)的液態(tài)渣通過(guò)排渣口排出反應(yīng)器。干燥熱解室爐膛漸擴(kuò)保持一定的錐角、熔融室漸縮，熱解氣化室直徑大于干燥熱解室和灰渣熔融室，此舉可解決現(xiàn)有氣化爐爐膛布置不合理導(dǎo)致的掛渣、爐料架橋問(wèn)題，提高等氣化爐空間利用率。灰渣熔融室二次氣化及燃盡產(chǎn)生的合成氣與熱解氣化反應(yīng)室產(chǎn)生的合成氣經(jīng)干燥熱解室降溫后通過(guò)合成氣出口排出反應(yīng)器進(jìn)入到后續(xù)的合成氣利用系統(tǒng)。在灰渣熔融室和氣化反應(yīng)室設(shè)置的鬧高溫和灰渣沖刷的耐火保護(hù)襯，有效解決整體爐膛受熱不均，易破裂，提高氣化爐使用壽命；干燥熱解室的下半部分與氣化反應(yīng)室上半部分構(gòu)成一個(gè)腔室內(nèi)大圓錐形柱，灰渣熔融室為圓柱形，整體內(nèi)壁光滑無(wú)明顯夾縫，不易堆積殘?jiān)谎鯕鈬娮彀惭b口有6至8個(gè)，且每個(gè)氧氣噴嘴安裝口的中心線與氧氣噴嘴安裝口接入所述熔渣室的點(diǎn)的切線之間形成的夾角相同，用于提供經(jīng)氣化爐熱解氣化后殘?zhí)嘉镔|(zhì)完全燃燒化所需要的純氧及提供熱量使灰渣熔融，并提供熔渣室內(nèi)氧化性氣氛，避免鐵析，氧氣切向噴入攪動(dòng)渣池可進(jìn)一步提高氣化反應(yīng)碳轉(zhuǎn)化效率；氣化反應(yīng)室內(nèi)壁山半部分的耐火材料厚度小于下半部分的耐火材料厚度，一是下半部分溫度更高，二是便于形成一體化光滑內(nèi)壁，有助于反應(yīng)的進(jìn)行。

實(shí)施例3

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型所述的用于將含碳物質(zhì)轉(zhuǎn)化為合成氣和惰性熔渣產(chǎn)物的防止掛渣的固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐，其特征在于反應(yīng)器腔室分為上段干燥熱解室1、中段氣化反應(yīng)室2、下段灰渣熔融室3三段，三段分段成型，爐體內(nèi)側(cè)設(shè)有耐火材料保護(hù)層4和保溫層5，外側(cè)為鋼板殼體6。

其特征在于，所述的防止掛渣的固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐，包括含碳物質(zhì)入口7、干燥熱解室1、氣化反應(yīng)室2、灰渣熔融室3、排渣口8、殼體6。

所述的防止掛渣的固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐的含碳物質(zhì)入口7為一窄長(zhǎng)的喉部通道，內(nèi)壁為耐火襯里。

所述干燥熱解室包括上部封頭1-1、爐喉1-2和爐腰1-3。反應(yīng)室內(nèi)壁為耐火材料層4，外壁為殼體6部分，內(nèi)壁與外壁間為保溫層5。所述含碳物質(zhì)入口7開設(shè)在干燥熱解室上部封頭1-1上。

所述爐喉1-2為一圓形筒體，上部封頭殼體1-1與中部爐喉殼體1-2通過(guò)焊接連接。

所述爐腰1-3為漸擴(kuò)型圓錐形筒體，圓錐形筒體錐角為α，α為10-20°，所述爐腰殼體1-3與爐喉殼體1-2通過(guò)焊接連接。

所述干燥熱解室爐喉1-2筒體上部開有合成氣出口1-4，所述干燥熱解室爐腰上開有一系列溫度測(cè)口1-5，壓力測(cè)口1-6，溫度、壓力測(cè)口中心線與中間筒體垂直中心線垂直。

所述干燥熱解室爐腰1-3高度H2與干燥熱解室爐喉1-2高度H1比為2.5-3.5。

所述氣化反應(yīng)室2包括筒體2-1和下部錐口2-2兩部分。

所述氣化反應(yīng)室筒體2-1內(nèi)壁為圓形筒體。

所述氣化反應(yīng)室內(nèi)壁為耐高溫的耐火保護(hù)襯2-3，耐火保護(hù)襯外側(cè)為耐火材料層4，外壁為殼體5部分，氣化反應(yīng)室耐火材料層4與外壁5間為保溫層6。所述氣化反應(yīng)室筒體殼體上部與干燥熱解室殼體爐喉下部通過(guò)焊接連接。

所述氣化反應(yīng)室筒體2-1內(nèi)壁耐火保護(hù)襯厚度小于下部錐口2-2內(nèi)壁耐火保護(hù)襯。

所述氣化反應(yīng)室處筒體2-上1的同一平面上均勻布置有6-8個(gè)氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4，所述氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-3的中心線在縱向截面上與爐體腔室的垂直中心線呈β夾角，β為80-85°，氧氣及水蒸汽噴嘴安裝口2-4中心線在爐體水平截面上的正投影經(jīng)過(guò)爐體腔室的水平截面的圓心。

所述氣化反應(yīng)室筒體上開有一系列溫度測(cè)口2-5、壓力測(cè)口2-6，溫度、壓力測(cè)口中心線與筒體垂直中心線垂直。

所述化反應(yīng)室下部錐口2-2錐角γ為60-80°。

所述氣化反應(yīng)室筒體2-1高度H3與干燥熱解室爐喉1-2高度H1比為1-1.5。

所述氣化反應(yīng)室下部錐口2-2高度H4與干燥熱解室爐喉1-2高度H1比為0.8.2。

所述灰渣熔融3為圓形筒體。所述灰渣熔融內(nèi)壁為耐高溫和灰渣沖刷的耐火保護(hù)襯3-1，耐火保護(hù)襯外側(cè)3-1為耐火材料層4，外壁為殼體5部分，耐火材料層4與外壁5間為保溫層6。所述灰渣熔融筒體殼體3上部與氣化反應(yīng)室下部錐口2-2通過(guò)焊接連接。

所述灰渣熔融室3處爐體的同一平面上均勻布置有6-8個(gè)氧氣噴嘴安裝3-2口，所述氧氣噴嘴安裝口3-2的中心線與爐體腔室的垂直中心線在縱向截面上呈δ夾角，δ為70-80°，氧氣安裝口的中心線3-2在爐體水平截面上的正投影與灰渣熔融室水平截面的中心線呈ε夾角，ε為40-60°。

所述灰渣熔融室3開有一溢流排渣口8，所述溢流排渣口8為一窄長(zhǎng)的喉部通道，內(nèi)壁為耐火襯里。所述溢流排渣口8中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈ζ角，ζ為75-85°。

所述灰渣熔融室3底部開有一殘?jiān)欧趴?-2，所述殘?jiān)欧趴?-2為一窄長(zhǎng)的喉部通道，內(nèi)壁為耐火襯里。所述殘?jiān)欧趴?-2中心線與灰渣熔融室的垂直中心線在縱向截面上呈η角，η為92-100°。

所述灰渣熔融室3底部朝殘?jiān)欧趴?-2有一定角度斜度。

所述灰渣熔融室3高度H5與干燥熱解室爐喉1-2高度H1比為2.0-3.0。

所述氣化反應(yīng)室內(nèi)部有效高度H與干燥熱解室爐喉1-2直徑D的高徑比為3.5-5.0。

本發(fā)明一種防止掛渣的固定床液態(tài)排渣氣化反應(yīng)爐的工作過(guò)程為：含碳物質(zhì)自含碳物質(zhì)入口進(jìn)入到干燥熱解反應(yīng)室內(nèi)，與自灰渣熔融內(nèi)和氣化反應(yīng)室反應(yīng)來(lái)的高溫合成氣進(jìn)行換熱。含碳物質(zhì)在干燥熱解反應(yīng)室內(nèi)自上而下依次進(jìn)行干燥、熱解氣化反應(yīng)。含碳物質(zhì)干燥、熱解反應(yīng)所需要的熱源由灰渣熔融室內(nèi)灰渣及部分含碳物質(zhì)氣化、燃燒產(chǎn)生的高溫合成氣體提供。經(jīng)干燥熱解后的含碳物質(zhì)產(chǎn)生的固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)進(jìn)入到氣化反應(yīng)室，在氣化反應(yīng)室內(nèi)固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)與經(jīng)過(guò)氣化劑噴嘴噴入的純氧氣和水蒸氣進(jìn)行氣化反應(yīng)，產(chǎn)生有效合成氣。經(jīng)氣化反應(yīng)后剩余的固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)進(jìn)入到灰渣熔融室，在灰渣熔融室內(nèi)固體殘?jiān)臀赐耆磻?yīng)的含碳物質(zhì)與氧氣噴嘴噴入的氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，未反應(yīng)的殘?zhí)康娜急M所需要的氧氣通過(guò)灰渣熔融室氧氣噴口補(bǔ)充，噴入的氧氣過(guò)量保證熔渣區(qū)為氧化性氣氛，避免渣池內(nèi)鐵析現(xiàn)象發(fā)生。氧氣噴口切向斜向下噴入熔融室內(nèi)，可以有效攪動(dòng)液態(tài)熔渣，使得熔渣池內(nèi)的未反應(yīng)殘?zhí)纪耆紵岣咛嫁D(zhuǎn)化效率。燃盡后剩余的殘?jiān)?jīng)熔融室氧氣與殘?zhí)既紵峁┑母邷責(zé)崃窟M(jìn)行熔融，并將高溫爐渣中未反應(yīng)的有機(jī)物再次氣化，最后成為熔融狀態(tài)的液態(tài)渣通過(guò)排渣口排出反應(yīng)器。干燥熱解室爐膛漸擴(kuò)保持一定的錐角、熔融室漸縮，熱解氣化室直徑大于干燥熱解室和灰渣熔融室，此舉可解決現(xiàn)有氣化爐爐膛布置不合理導(dǎo)致的掛渣、爐料架橋問(wèn)題，提高等氣化爐空間利用率。灰渣熔融室二次氣化及燃盡產(chǎn)生的合成氣與熱解氣化反應(yīng)室產(chǎn)生的合成氣經(jīng)干燥熱解室降溫后通過(guò)合成氣出口排出反應(yīng)器進(jìn)入到后續(xù)的合成氣利用系統(tǒng)。在灰渣熔融室和氣化反應(yīng)室設(shè)置的鬧高溫和灰渣沖刷的耐火保護(hù)襯，有效解決整體爐膛受熱不均，易破裂，提高氣化爐使用壽命。