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液态连续排渣固定床 气化炉

阅读：81发布：2021-08-28

专利汇可以提供液态连续排渣固定床气化炉专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及的一种液态连续排渣固定床气化炉，其特征在于：它由上至下依次包括一原料仓、一原料锁斗、一炉体、若干气化剂喷嘴、一排渣器、一熔渣激冷室和一渣锁；原料仓呈漏斗状，其下端与原料锁斗上端紧固连接；原料锁斗与炉体上端口紧固连接；炉体上部设置有一粗煤气出口，在位于粗煤气出口下方的炉体内壁上设置有一层炉衬；若干个气化剂喷嘴紧固连接在炉体的中下部并沿炉体周向均匀布置，且各气化剂喷嘴的出口贯穿炉体炉壁和炉衬后伸入炉体内部；排渣器安装于炉衬下方的炉体内，炉体下端与熔渣激冷室上端紧固连接，熔渣激冷室下端与渣锁上端紧固连接。本实用新型的气化剂喷嘴采用了仅输送气化剂的单通道结构，提高了气化剂喷嘴的使用寿命。溢流式排渣池有效保证顺利排渣，提高了固定床熔渣气化炉的运行效率。，下面是液态连续排渣固定床气化炉专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种液态连续排渣固定床气化炉，其特征在于：它由上至下依次包括一原料仓、一原料锁斗、一炉体、若干气化剂喷嘴、一排渣器、一熔渣激冷室和一渣锁；所述原料仓呈漏斗状，其下端与所述原料锁斗上端紧固连接；所述原料锁斗与所述炉体上端口紧固连接；所述炉体上部设置有一粗煤气出口，在位于所述粗煤气出口下方的所述炉体内壁上设置有一层炉衬；若干个所述气化剂喷嘴紧固连接在所述炉体的中下部并沿所述炉体周向均匀布置，且各所述气化剂喷嘴的出口贯穿所述炉体炉壁和所述炉衬后伸入所述炉体内部；所述排渣器安装于所述炉衬下方的所述炉体内，所述炉体下端与所述熔渣激冷室上端紧固连接，所述熔渣激冷室下端与所述渣锁上端紧固连接；
所述炉衬分为上下两部分，上部区域为二层结构，外层为夹套，内层为耐火砖层，且所述夹套采用内外两层结构，中间走循环冷却水；下部区域为四层结构，外层为与上部区域一体的所述夹套，向内依次为捣打料层、水冷壁和耐火材料层；所述水冷壁采用分块式组装结构，所述耐火材料层通过若干锚固件固定于所述水冷壁上；
所述气化剂喷嘴包括中心管、进水盘管、出水盘管、冷却水套和气化剂喷头；其中，所述中心管由粗管、变径接头和细管组成，所述粗管的一侧端部具有一体设置且垂直于粗管的气化剂进口，所述粗管的另一端通过所述变径接头与所述细管连接，所述细管的另一端与所述气化剂喷头的内管连接；所述冷却水套套设在所述中心管的细管外部，其一端与所述气化剂喷头的外管连接，另一端通过定位支架支撑，并与所述进水盘管、所述细及所述出水盘管焊接为一体，进行密封固定；所述进水盘管安装在所述中心管的粗管外部，其一端通过冷却水弯管连接一冷却水进口，另一端穿过所述定位支架后伸入所述冷却水套的内部深处；所述出水盘管亦安装在所述中心管的粗管外部，其一端通过所述冷却水弯管连接一冷却水出口，另一端贯穿所述定位支架后伸入所述冷却水套的内部浅处；
所述排渣器包括一环形倒圆锥台状渣池，所述渣池的中部为中空圆锥台状排渣口，且所述排渣口上端的溢流口在高度方向上略低于所述渣池外侧边缘。
2.如权利要求1所述的液态连续排渣固定床气化炉，其特征在于：所述锚固件采用金属材料制成，锚固件的一端埋于所述水冷壁中，另一端为一弯头并埋于所述耐火材料层中，所述锚固件通过弯头对所述耐火材料层起到固定作用；相邻两所述锚固件的间距为50～
90mm，所述锚固件的弯头距离所述耐火材料层内表面10～30mm；
所述水冷壁内冷却水管为蛇形结构，所述冷却水管采用激冷室下进、下出式，且各所述水冷壁之间的所述冷却水管采用并联方式；所述冷却水管内的水流速度控制在0.5～
3.5m/s；所述冷却水管材质为纯铜、钢或球墨铸铁；
所述耐火砖层的厚度为200～250mm，且满足耐压强度≥60MPa、荷重软化开始温度≥1430℃、显气孔率≤16％、加热永久线变化(1400℃×2h)/％：-0.2～+0.1，所述耐火砖层具体为粘土砖或高铝砖；
2
所述水冷壁材质满足电导率≥85％IACS、抗拉强度≥170N/mm、延伸率≥30％，具体为纯铜、钢或球墨铸铁；
所述耐火材料层厚度为70～200mm，并且其满足耐压强度≥55MPa、荷重软化开始温度≥1700℃、抗铁水溶蚀指数≤1％、抗炉渣侵蚀性≤10％、抗碱性≤10％、显气孔率≤16％、透气度≤1.0mDa、平均孔径≤1.0μm、小于1μm孔容积率≥70％；所述耐火材料层具体为刚玉、高铬、碳化硅或氮化硅结合碳化硅；
所述捣打料层所采用的材料为具有绝热性能的耐火材料，满足导热系数
(350±25)℃/[w/(m·k)]≤0.80，具体为粘土质、高铝质、硅藻土、硅酸钙或硅质。
3.如权利要求1所述的液态连续排渣固定床气化炉，其特征在于：所述气化剂喷嘴通过安装在熔渣气化炉炉体中下部的定位法兰对所述气化剂喷嘴进行定位，并沿其圆周方向设置至少一层所述气化剂喷嘴，每层为2-10个所述气化剂喷嘴，且每层所述气化剂喷嘴沿其所在周向均匀布置；所述气化剂喷嘴延长线的交点至所述排渣器上端排渣口的垂直距离为所述炉体内径的10-100％，所述气化剂喷嘴的径向偏角为0°-45°，所述气化剂喷嘴的线速度v满足以下要求：0≤v≤250m/s；
所述中心管靠近气化剂进口的一端通过法兰连接一球阀，所述球阀的另一端通过另一法兰连接一视镜，所述另一法兰上设置有一氮气接口，通过所述氮气接口通入吹扫氮气，可对所述视镜进行吹扫，并防止高温气体对所述视镜的损害，吹扫后吹扫氮气通过所述中心管和所述气化剂喷头进入气化炉内；
所述气化剂喷头的外管与所述冷却水套外管还设置有一保护套，所述保护套的外围安装有压紧带，用于将所述保护套固定在所述冷却水套上，所述保护套的外侧端部具有一环形卡槽，该环形卡槽上安装有一压紧帽，其紧贴在所述气化剂喷头上；
所述气化剂喷头的内管为具有内收缩半角α的锥管，内收缩半角α为0°-90°；所述气化剂喷头的外管为具有外扩张半角β的锥管，外扩张半角β为0°-90°；所述气化剂喷头的喷口口径d与内管内径h的比例d:h为1:1.5-1:50；
气化剂温度为150-500℃，气化剂压力为0-7.6MPa；
所述冷却水进口注入的冷却水为软化水。
4.如权利要求1所述的液态连续排渣固定床气化炉，其特征在于：所述排渣口上端的溢流口直径D1满足：20所述渣池的侧壁与所述炉体轴线之间的夹角为β，β满足以下角度要求：
0°<β<90°；所述渣池的深度H满足：0所述渣池的工作表面均浇注一层特殊耐火材料，所述特殊耐火材料厚度为20～30mm，特殊耐火材料5-3满足耐压强度≥55MPa、荷重软化开始温度≥1700℃、抗铁水溶蚀指数≤1％、抗炉渣侵蚀性≤10％、抗碱性≤10％、显气孔率≤16％、透气度≤1.0mDa、平均孔径≤1.0μm、小于1μm孔容积率≥70％，具体为微孔刚玉砖、碳复合砖、赛隆结合刚玉砖、刚玉砖、高铬砖、碳化硅或氮化硅结合碳化硅；
所述渣池采用金属铸造而成，其内部预埋有螺旋状的冷却水管；
2
所述渣池的材质满足电导率≥85％IACS、抗拉强度≥170N/mm、延伸率≥30％，具体为纯铜、钢或球墨铸铁；所述冷却水管的材质为纯铜、钢或球墨铸铁；
所述排渣器的排渣口中心安有喷嘴，所述喷嘴由内外两通道组成，外通道走循环冷却水，内通道进天然气。
5.如权利要求1或2或3或4所述的液态连续排渣固定床气化炉，其特征在于：在所述排渣器的下部安装有一环形烧嘴，所述环形烧嘴包括天然气接管、本体、环形上堵板、环形下堵板、空气接管、天然气环形通道、空气环形通道、天然气孔及空气孔；其中，所述本体为一环形金属构件，所述本体的上部靠内一侧具有一环形凹槽，该环形凹槽的开口通过所述环形上堵板封闭以形成所述天然气环形通道，所述天然气接管设置在所述本体的外侧并与所述天然气环形通道相连通；所述本体的下部靠外一侧具有另一环形凹槽，该环形凹槽的开口通过所述环形下堵板封闭以形成所述空气环形通道，所述空气接管设置在与所述天然气接管相对的另一侧并与所述空气环形通道相连通；若干个所述天然气孔沿周向均匀布置在所述天然气环形通道靠近所述本体中心一侧，若干个所述空气孔沿周向均匀布置在所述空气环形通道靠近所述本体中心一侧，且所述天然气孔位于所述空气孔的斜上方；
所述天然气环形通道的横截面呈L型，所述空气环形通道的横截面呈方形；各所述天然气孔的中心轴线倾斜向下相交于所述本体中心轴线的某个点上，各所述空气孔的中心轴线倾斜向下相交于所述本体中心轴线的另一个点上，且各所述天然气孔的交点位于各所述空气孔的交点上方，两交点距离L为0＜L≤200mm；所述天然气孔及所述空气孔的数目根据所述本体的大小来确定；
在所述本体的外侧沿周向均匀焊接有四个连接件，用于将所述本体固定在固定床熔渣气化炉排渣口底部；
在所述本体的外侧对称设置有两清扫口螺塞，两所述清扫口螺塞分别与所述天然气环形通道和所述空气环形通道相连通。

说明书全文

液态连续排渣固定床 气化炉

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种气化炉，特别是关于一种液态连续排渣固定床气化炉。

背景技术

[0002] 气化炉按灰渣排出形态主要分为固态排渣气化炉和液态排渣气化炉两种。液态排渣气化炉主要包括壳牌粉煤气化炉、GSP粉煤气化炉(西门子粉煤气化炉)、航天炉、水煤浆加压气化等气流床气化炉和碎煤熔渣气化炉(BGL气化炉)。传统的熔渣气化炉一般包括气化剂喷嘴、炉衬、熔渣池、燃烧器等关键部件。

[0003] 气化剂喷嘴是气化炉的关键部件之一，在气化炉使用过程中需要定期对喷嘴进行维护或更换，然而喷嘴的价格比较昂贵，经常更换喷嘴对气化炉的使用成本影响较大。目前，现有的气化炉用气化剂喷嘴分为两种，一种是同时输送含碳燃料和气化剂的喷嘴，另一种是单纯输送气化剂的喷嘴。同时输送含碳燃料和气化剂的喷嘴多用于气流床气化炉，其结构十分复杂，不便于加工和维护，而且由于含碳燃料和气化剂的输送是同时由同一个喷嘴喷入高温气化炉的，含碳燃料和气化剂在离开喷嘴相遇的瞬间即发生燃烧、气化等多种化学反应，放出大量的热量，造成喷嘴的喷头过热，严重影响喷嘴的寿命。此外，由于这些喷嘴将含碳燃料及气化剂同时输送，含碳燃料势必会对喷嘴产生一定的磨蚀作用，尤其是对喷嘴的喷头部位磨蚀严重，造成喷嘴寿命缩短。

[0004] 单纯输送气化剂的喷嘴有等离子体喷枪等，而等离子体喷枪一般在流化床气化炉的鼓泡气化段炉墙上呈多层布局，每层环状设置多只等离子体喷枪，各等离子体喷枪的喷口指向炉内轴心，同时在等离子体喷枪的间隔中还设置有水蒸汽喷枪，水蒸汽喷枪至少为一只。虽然等离子体喷枪只输送了水蒸气，但由于需要将水蒸汽用电加热到4000℃，电能消耗巨大，不节能，而且如此高温下水蒸气的分解物直接喷射到炉内，容易造成炉内局部温度过高，对气化炉的寿命有不利影响。此外，由于等离子体喷枪呈多层布局，且每层环状设置多只等离子体喷枪，在等离子体喷枪的间隔之间还设置有水蒸汽喷枪，可见在该设备的局部区域即喷嘴数目非常多，严重降低了该设备的强度，不利于该设备在高温高压下稳定运行。

[0005] 传统熔渣气化炉炉体内的炉衬主要采用高耐火度的耐火砖加捣打料或浇注料结构，即内表面砌筑耐火砖，耐火砖与夹套之间采用捣打料或浇注料。这种炉衬由于在高温区域没有强化冷却结构，耐火砖、夹套烧损严重，导致耐火砖的抗渣侵蚀能力变差，并且极易脱落。随着传统熔渣气化炉运行过程中问题的出现，目前也有对炉衬进行改进，采用复合结构的炉衬，并借鉴高炉运行经验，在高温区增加水冷壁结构。这种复合炉衬的具体结构分为上中下三部分区域：上部区域为二层结构，外层为夹套，内层为碳化硅浇注料；中部区域为三层结构，外层为夹套，中间层为捣打料层，内层为耐火砖层；下部区域为四层结构，外层为夹套，向内依次为捣打料层、水冷壁及耐火砖层。该复合炉衬虽然在高温区域增加了强化冷却的水冷壁，并在水冷壁表面砌筑了耐火砖，但由于水冷壁表面光滑，且水冷壁与耐火砖之间没有牢固连接，耐火砖一旦有裂纹容易传播并导致整体脱落。

[0006] 在高炉应用上也有采用镶砖结构的水冷壁，即水冷壁上有凹凸槽，耐火砖镶嵌于水冷壁的凹凸槽内。但由于耐火砖一般为脆性材料，凹凸槽处的巨大剪切力很容易造成镶砖的根部断裂，从而造成耐火材料保护层的脱落甚至整体垮塌，效果不理想。此外，目前所应用水冷壁的冷却水管多采用下进上出式，在安装于炉体后，会导致炉体上穿孔过多，影响炉体的密封及安全操作。

[0007] 传统的熔渣气化炉炉体下部的排渣器主要为倒锥形的熔渣池，熔渣池的内表面自熔渣池的上端朝向熔渣池的下端呈收敛构型，熔渣池的内表面水平坡度为25°～60°。同时，排渣器采取间歇排渣方式，即在炉体与激冷室之间安有压差检测，并与激冷室的放散阀进行联锁。当熔融状态的灰渣在熔渣池内积累到一定高度后，便会有一个确切的压差值，该压差值触动联锁，激冷室的放散阀自动打开，此时激冷室内的压力小于炉体内的压力，熔渣自动排入激冷室。随着熔渣池内液渣量的逐渐减少，炉体与激冷室之间的压差值变小。当压差小到一定值后，再次触发联锁，激冷室的放散阀自动关闭，排渣过程结束。整个排渣过程是通过控制排渣口上下压差来实现，这就要求排渣口不宜过大，由此容易出现排渣口堵塞现象。

[0008] 环形烧嘴，又称燃烧器，是固定床熔渣气化炉的重要构件，环形烧嘴的结构、布气方式、安装位置、以及环形烧嘴内燃料气的燃烧性能和燃烧方式等，都会对固定床熔渣气化炉的顺利排渣及托渣操作造成直接影响，进而影响到固定床熔渣气化炉的稳定运行。现有固定床熔渣气化炉中的环形烧嘴安装在排渣器的排渣口下端，环形烧嘴内通有天然气、空气和氧气，通过天然气的燃烧来维持渣池内的熔渣温度，并利用燃烧后产生的高温气体托住渣池内的液渣。但在实际运行过程中，由于环形烧嘴结构不合理、开孔形式不恰当，以及安装位置不当等原因，会产生布气不合理的现象，进而导致气体混合不充分、不均匀，产生在燃烧过程中由于局部温度过低而出现排渣口堵塞等问题，造成气化炉被迫停车检修。

[0009] 熔渣气化炉虽然蒸汽分解率较高，但在运行过程中还是会有废水产生。目前，对于气化过程中产生的废水，有将其制成水煤浆用于气流床气化炉。该措施虽然解决了环保问题，但水煤浆在运输过程中成本较高。发明内容

[0010] 针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种液态连续排渣固定床熔渣气化炉。

[0011] 为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种液态连续排渣固定床气化炉，其特征在于：它由上至下依次包括一原料仓、一原料锁斗、一炉体、若干气化剂喷嘴、一排渣器、一熔渣激冷室和一渣锁；所述原料仓呈漏斗状，其下端与所述原料锁斗上端紧固连接；所述原料锁斗与所述炉体上端口紧固连接；所述炉体上部设置有一粗煤气出口，在位于所述粗煤气出口下方的所述炉体内壁上设置有一层炉衬；若干个所述气化剂喷嘴紧固连接在所述炉体的中下部并沿所述炉体周向均匀布置，且各所述气化剂喷嘴的出口贯穿所述炉体炉壁和所述炉衬后伸入所述炉体内部；所述排渣器安装于所述炉衬下方的所述炉体内，所述炉体下端与所述熔渣激冷室上端紧固连接，所述熔渣激冷室下端与所述渣锁上端紧固连接；

[0012] 所述炉衬分为上下两部分，上部区域为二层结构，外层为夹套，内层为耐火砖层，且所述夹套采用内外两层结构，中间走循环冷却水；下部区域为四层结构，外层为与上部区域一体的所述夹套，向内依次为捣打料层、水冷壁和耐火材料层；所述水冷壁采用分块式组装结构，所述耐火材料层通过若干锚固件固定于所述水冷壁上；

[0013] 所述气化剂喷嘴包括中心管、进水盘管、出水盘管、冷却水套和气化剂喷头；其中，所述中心管由粗管、变径接头和细管组成，所述粗管的一侧端部具有一体设置且垂直于粗管的气化剂进口，所述粗管的另一端通过所述变径接头与所述细管连接，所述细管的另一端与所述气化剂喷头的内管连接；所述冷却水套套设在所述中心管的细管外部，其一端与所述气化剂喷头的外管连接，另一端通过定位支架支撑，并与所述进水盘管、所述细及所述出水盘管焊接为一体，进行密封固定；所述进水盘管安装在所述中心管的粗管外部，其一端通过冷却水弯管连接一冷却水进口，另一端穿过所述定位支架后伸入所述冷却水套的内部深处；所述出水盘管亦安装在所述中心管的粗管外部，其一端通过所述冷却水弯管连接一冷却水出口，另一端贯穿所述定位支架后伸入所述冷却水套的内部浅处；

[0014] 所述排渣器包括一环形倒圆锥台状渣池，所述渣池的中部为中空圆锥台状排渣口，且所述排渣口上端的溢流口在高度方向上略低于所述渣池外侧边缘。

[0015] 所述锚固件采用金属材料制成，锚固件的一端埋于所述水冷壁中，另一端为一弯头并埋于所述耐火材料层中，所述锚固件通过弯头对所述耐火材料层起到固定作用；相邻两所述锚固件的间距为50～90mm，所述锚固件的弯头距离所述耐火材料层内表面10～30mm；

[0016] 所述水冷壁内冷却水管为蛇形结构，所述冷却水管采用激冷室下进、下出式，且各所述水冷壁之间的所述冷却水管采用并联方式；所述冷却水管内的水流速度控制在0.5～3.5m/s；所述冷却水管材质为纯铜、钢或球墨铸铁；

[0017] 所述耐火砖层的厚度为200～250mm，且满足耐压强度≥60MPa、荷重软化开始温度≥1430℃、显气孔率≤16％、加热永久线变化(1400℃32h)/％：-0.2～+0.1，所述耐火砖层具体为粘土砖或高铝砖；

[0018] 所述水冷壁材质满足电导率≥85％IACS、抗拉强度≥170N/mm2、延伸率≥30％，具体为纯铜、钢或球墨铸铁；

[0019] 所述耐火材料层为含钢纤维耐火材料，厚度为70～200mm，并且其满足耐压强度≥55MPa、荷重软化开始温度≥1700℃、抗铁水溶蚀指数≤1％、抗炉渣侵蚀性≤10％、抗碱性≤10％、显气孔率≤16％、透气度≤1.0mDa、平均孔径≤1.0μm、小于1μm孔容积率≥70％；所述耐火材料层由耐火骨料、耐火粉料、结合剂及钢纤维组成，配料重量份数如下：

[0020] 耐火骨料80～95份数，耐火粉料5～20份数，结合剂2～10份数，钢纤维2～30份数；其中，耐火骨料为刚玉、高铝骨料或碳化硅中的一种或几种的组合；耐火粉料为耐火骨料加工的细粉料或氧化铝微粉中的一种或几种的组合；结合剂为铝酸盐水泥、低钙铝酸盐水泥、钙镁铝酸盐水泥、磷酸二氢铝或硫酸铝中的一种或几种的组合；耐热钢纤维为310、446、430或NAs430A中的一种或几种的组合；钢纤维采用长度为5～30mm，直径为
0.2～1mm；所述耐火材料层具体为刚玉、高铬、碳化硅或氮化硅结合碳化硅；

[0021] 所述捣打料层所采用的材料为具有绝热性能的耐火材料，满足导热系数(350±25)℃/[w/(m·k)]≤0.80，具体为粘土质、高铝质、硅藻土、硅酸钙或硅质。

[0022] 所述气化剂喷嘴通过安装在熔渣气化炉炉体中下部的定位法兰对所述气化剂喷嘴进行定位，并沿其圆周方向设置至少一层所述气化剂喷嘴，每层为2-10个所述气化剂喷嘴，且每层所述气化剂喷嘴沿其所在周向均匀布置；所述气化剂喷嘴延长线的交点至所述排渣器上端排渣口的垂直距离为所述炉体内径的10-100％，所述气化剂喷嘴的径向偏角为0°-45°，所述气化剂喷嘴的线速度v满足以下要求：0≤v≤250m/s；

[0023] 所述中心管靠近气化剂进口的一端通过法兰连接一球阀，所述球阀的另一端通过另一法兰连接一视镜，所述另一法兰上设置有一氮气接口，通过所述氮气接口通入吹扫氮气，可对所述视镜进行吹扫，并防止高温气体对所述视镜的损害，吹扫后吹扫氮气通过所述中心管和所述气化剂喷头进入气化炉内；

[0024] 所述气化剂喷头的外管与所述冷却水套外管还设置有一保护套，所述保护套的外围安装有压紧带，用于将所述保护套固定在所述冷却水套上，所述保护套的外侧端部具有一环形卡槽，该环形卡槽上安装有一压紧帽，其紧贴在所述气化剂喷头上；

[0025] 所述气化剂喷头的内管为具有内收缩半角α的锥管，内收缩半角α为0°-90°；所述气化剂喷头的外管为具有外扩张半角β的锥管，外扩张半角β为0°-90°；所述气化剂喷头的喷口口径d与内管内径h的比例d:h为1:1.5-1:50；

[0026] 所述气化剂进口中注入的气化剂为空气、氧气、二氧化碳、水蒸汽或其混合气体；

[0027] 气化剂温度为150-500℃，气化剂压力为0-7.6MPa；

[0028] 所述冷却水进口注入的冷却水为软化水，软化水水质符合软化水水质标准：悬浮物≤5mg/L、总硬度≤0.03mmol/L、pH(25℃)≥7、溶解氧≤0.1mg/L、含油量≤2mg/L。

[0029] 所述排渣口上端的溢流口直径D1满足：20

[0030] 所述渣池的侧壁与所述炉体轴线之间的夹角为β，β满足以下角度要求：0°<β<90°；所述渣池的深度H满足：0

[0031] 所述渣池的工作表面均浇注一层特殊耐火材料，所述特殊耐火材料厚度为20～30mm，特殊耐火材料5-3满足耐压强度≥55MPa、荷重软化开始温度≥1700℃、抗铁水溶蚀指数≤1％、抗炉渣侵蚀性≤10％、抗碱性≤10％、显气孔率≤16％、透气度≤1.0mDa、平均孔径≤1.0μm、小于1μm孔容积率≥70％，具体为微孔刚玉砖、碳复合砖、赛隆结合刚玉砖、刚玉砖、高铬砖、碳化硅或氮化硅结合碳化硅；

[0032] 所述渣池采用金属铸造而成，其内部预埋有螺旋状的冷却水管；

[0033] 所述渣池的材质满足电导率≥85％IACS、抗拉强度≥170N/mm2、延伸率≥30％，具体为纯铜、钢或球墨铸铁等；所述冷却水管的材质为纯铜、钢或球墨铸铁；

[0034] 所述排渣器的排渣口中心安有喷嘴，所述喷嘴由内外两通道组成，外通道走循环冷却水，内通道进天然气。

[0035] 在所述排渣器的下部安装有一环形烧嘴，所述环形烧嘴包括天然气接管、本体、环形上堵板、环形下堵板、空气接管、天然气环形通道、空气环形通道、天然气孔及空气孔；其中，所述本体为一环形金属构件，所述本体的上部靠内一侧具有一环形凹槽，该环形凹槽的开口通过所述环形上堵板封闭以形成所述天然气环形通道，所述天然气接管设置在所述本体的外侧并与所述天然气环形通道相连通；所述本体的下部靠外一侧具有另一环形凹槽，该环形凹槽的开口通过所述环形下堵板封闭以形成所述空气环形通道，所述空气接管设置在与所述天然气接管相对的另一侧并与所述空气环形通道相连通；若干个所述天然气孔沿周向均匀布置在所述天然气环形通道靠近所述本体中心一侧，若干个所述空气孔沿周向均匀布置在所述空气环形通道靠近所述本体中心一侧，且所述天然气孔位于所述空气孔的斜上方；

[0036] 所述天然气环形通道的横截面呈L型，所述空气环形通道的横截面呈方形；各所述天然气孔的中心轴线倾斜向下相交于所述本体中心轴线的某个点上，各所述空气孔的中心轴线倾斜向下相交于所述本体中心轴线的另一个点上，且各所述天然气孔的交点位于各所述空气孔的交点上方，两交点距离L为0＜L≤200mm；所述天然气孔及所述空气孔的数目根据所述本体的大小来确定；

[0037] 在所述本体的外侧沿周向均匀焊接有四个连接件，用于将所述本体固定在固定床熔渣气化炉排渣口底部；

[0038] 在所述本体的外侧对称设置有两清扫口螺塞，两所述清扫口螺塞分别与所述天然气环形通道和所述空气环形通道相连通。

[0039] 本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本实用新型的气化剂喷嘴由于采用了仅输送气化剂的单通道结构，因此当气化剂喷嘴喷出的气化剂与炉体内的含碳燃料接触后才会发生化学反应，有效防止了化学反应过程中放出的大量热量造成喷头过热的问题，提高了气化剂喷嘴的使用寿命。2、本实用新型的炉衬由于采用了浇注含钢纤维耐火材料层，通过金属锚固件及水冷壁内冷却水强制冷却散热，因此能够延长耐火材料层使用寿命，耐火材料层与水冷壁之间通过金属锚固件连接，结构紧密，不易脱落。水冷壁内冷却水管采用激冷室下进、下出式，避免在炉体上开孔，保证整个气化装置在高压下的稳定运行。3、本实用新型的排渣池相比于现有的排渣器省去了原有排渣所必需的复杂控制系统，节省了设备投资，并且解决了因渣口较小而导致的排渣不畅现象，有效保证顺利排渣，从而提高固定床熔渣气化炉的运行效率及运行安全性。4、本实用新型的环形烧嘴由于采用内外两层的环形通道结构，且在天然气通道和空气通道内侧分别设置有均匀分布的天然气孔和空气孔，因此天然气燃烧后产生的高温气体产物布气更为均匀，有效防止了排渣口堵塞的问题。附图说明

[0040] 图1为本实用新型的结构示意图；

[0041] 图2为本实用新型的气化剂喷嘴的结构示意图；

[0042] 图3为本实用新型的气化剂喷头的局部放大示意图；

[0043] 图4为气化剂喷嘴安装在炉体上的剖面示意图；

[0044] 图5为本实用新型的炉衬的剖面结构示意图；

[0045] 图6为本实用新型的水冷壁的结构示意图；

[0046] 图7为本实用新型的冷却水管的结构示意图；

[0047] 图8为本实用新型的冷却水管的俯视图；

[0048] 图9为本实用新型的排渣器的结构示意图；

[0049] 图10为本实用新型的喷嘴的结构示意图；

[0050] 图11为本实用新型的环形烧嘴的剖面结构示意图；

[0051] 图12为本实用新型的环形烧嘴的俯视图。

具体实施方式

[0052] 下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

[0053] 图1显示了根据本实用新型提供的液态连续排渣固定床熔渣气化炉，它由上至下依次包括一原料仓1、一原料锁斗2、一炉体3、若干气化剂喷嘴4、一排渣器5、一熔渣激冷室6和一渣锁7。原料仓1呈漏斗状，其下端与原料锁斗2上端紧固连接。原料锁斗2与炉体
3上端口紧固连接。炉体3上部设置有一粗煤气出口，在位于粗煤气出口下方的炉体3内壁上设置有一层炉衬8。若干个气化剂喷嘴4紧固连接在炉体3的中下部并沿炉体3周向均匀布置，且各气化剂喷嘴4的出口贯穿炉体3炉壁和炉衬8后伸入炉体3内部。排渣器
5安装于炉衬8下方的炉体3内，炉体3下端与熔渣激冷室6上端紧固连接，熔渣激冷室6下端与渣锁7上端紧固连接。

[0054] 在上述实施例中，如图2、图3、图4所示，本实用新型提供的气化剂喷嘴4包括中心管4-8、进水盘管4-9、出水盘管4-16、冷却水套4-11和气化剂喷头4-13。其中，中心管4-8由粗管4-8-1、变径接头4-8-2和细管4-8-3组成，粗管4-8-1的一侧端部具有一体设置且垂直于粗管4-8-1的气化剂进口4-14，粗管4-8-1的另一端通过变径接头4-8-2与细管4-8-3连接，细管4-8-3的另一端与气化剂喷头4-13的内管连接。冷却水套4-11套设在中心管4-8的细管4-8-3外部，其一端与气化剂喷头4-13的外管连接，另一端通过定位支架4-10支撑，并与进水盘管4-9、细管4-8-3及出水盘管4-16焊接为一体，进行密封固定，以使冷却水套4-11和气化剂喷头4-13及细管4-8-3之间形成一密封的环空。进水盘管4-9安装在中心管4-8的粗管4-8-1外部，其一端通过冷却水弯管4-6连接一冷却水进口4-5，另一端穿过定位支架4-10后伸入冷却水套4-11的内部深处。出水盘管4-16亦安装在中心管4-8的粗管4-8-1外部，其一端通过冷却水弯管4-6连接一冷却水出口4-15，另一端贯穿定位支架4-10后伸入冷却水套4-11的内部浅处；

[0055] 其中，气化剂喷嘴4通过安装在熔渣气化炉炉体中下部的定位法兰4-7对气化剂喷嘴4进行定位，并沿其圆周方向设置至少一层气化剂喷嘴4，每层可由2-10个气化剂喷嘴4组成，优选4-8个气化剂喷嘴组成，且每层气化剂喷嘴4沿其所在周向均匀布置。气化剂喷嘴4延长线的交点至排渣器5上端排渣口5-2的垂直距离为炉体3内径的10-100％，优选为炉体3内径的20-80％，气化剂喷嘴4的径向偏角为0°-45°，气化剂喷嘴4的线速度v满足以下要求：0≤v≤250m/s，通常能达到130m/s以上；

[0056] 中心管4-8靠近气化剂进口4-14的一端通过法兰4-4连接一球阀4-3，球阀4-3的另一端通过法兰4-2连接一视镜4-1，法兰4-2上设置有一氮气接口4-19，通过氮气接口4-19通入吹扫氮气，可对视镜4-1进行吹扫，并防止高温气体对视镜4-1的损害，吹扫后吹扫氮气通过中心管4-8和气化剂喷头4-13进入气化炉内。通过氮气接口4-19通入吹扫氮气并打开球阀4-3，视镜4-1连通炉内，可观察炉内火焰燃烧情况，关闭球阀4-3能有效切断吹扫氮气，同时起到保压作用；

[0057] 为防止炉体3内高温高压环境对气化剂喷嘴4的损害，在气化剂喷头4-13的外管与冷却水套4-11外管还设置有一保护套4-12，保护套4-12的外围安装有压紧带4-18，用于将保护套4-12固定在冷却水套4-11上，保护套4-12的外侧端部具有一环形卡槽，该环形卡槽上安装有一压紧帽4-17，用于压紧保护套4-12，使其紧贴在气化剂喷头4-13上，以防止炉体3内高温高压环境对气化剂喷头4-13的损害；

[0058] 气化剂喷头4-13的内管为具有内收缩半角α的锥管，内收缩半角α为0°-90°，优选为30°-60°；气化剂喷头4-13的外管为具有外扩张半角β的锥管，外扩张半角β为0°-90°，优选为0°-60°；气化剂喷头4-13的喷口口径d与内管内径h的比例d:h满足1:1.5-1:50，优选为1:2-1:30；

[0059] 气化剂进口4-14中注入的气化剂可以是空气、富氧空气、氧气、二氧化碳、水蒸汽或其混合气体；

[0060] 气化剂温度为150-500℃，优选200-400℃；气化剂压力为0-7.6MPa，优选为2.6-4.6MPa；

[0061] 冷却水进口4-5注入的冷却水为软化水，软化水水质符合软化水水质标准：悬浮物≤5mg/L、总硬度≤0.03mmol/L、pH(25℃)≥7、溶解氧≤0.1mg/L、含油量≤2mg/L。

[0062] 在上述实施例中，如图5、图6、图7、图8所示，本实用新型提供的炉衬8分为上下两部分，上部区域为二层结构，外层为夹套8-1，内层为耐火砖层8-2，且夹套8-1采用内外两层结构，中间走循环冷却水，传热方式为自然水循环传热。下部区域为四层结构，外层为与上部区域一体的夹套8-1，向内依次为捣打料层8-3、水冷壁8-4和耐火材料层8-5。水冷壁8-4采用分块式组装结构，耐火材料层8-5通过若干锚固件8-6固定于水冷壁8-4上；

[0063] 其中，锚固件8-6采用金属材料制成，锚固件8-6的一端埋于水冷壁8-4中，另一端为一弯头并埋于耐火材料层8-5中，锚固件8-6通过弯头对耐火材料层8-5起到固定作用。相邻两锚固件8-6的间距为50～90mm，锚固件的弯头距离耐火材料层8-5内表面10～30mm；

[0064] 水冷壁8-4内冷却水管8-7为蛇形结构，冷却水管8-7采用激冷室下进、下出式(即冷却水管8-7的进水口及出水口均在熔渣激冷室6与外界连接)，且各水冷壁8-4之间的冷却水管8-7采用并联方式。冷却水管8-7内的水流速度控制在0.5～3.5m/s，优选1～3m/s。冷却水管8-7材质可为纯铜、钢或球墨铸铁等，优选钢；

[0065] 耐火砖层8-2的厚度为200～250mm，且耐火砖层8-2满足耐压强度≥60MPa、荷重软化开始温度≥1430℃、显气孔率≤16％、加热永久线变化(1400℃32h)/％：-0.2～+0.1(即在1400℃条件下，保持2小时永久线变化)，耐火砖层8-2具体可为粘土砖或高铝砖，优选粘土砖；

[0066] 水冷壁8-4材质满足电导率≥85％IACS(International Annealed Copper2
Standard，国际退火铜标准)、抗拉强度≥170N/mm、延伸率≥30％，具体可为纯铜、钢或球墨铸铁等，优选纯铜；

[0067] 耐火材料层8-5为含钢纤维耐火材料，厚度为70～200mm，并且其满足耐压强度≥55MPa、荷重软化开始温度≥1700℃、抗铁水溶蚀指数≤1％、抗炉渣侵蚀性≤10％、抗碱性(强度下降率)≤10％、显气孔率≤16％、透气度≤1.0mDa、平均孔径≤1.0μm、小于1μm孔容积率≥70％。耐火材料层8-5由耐火骨料、耐火粉料、结合剂及钢纤维组成，配料重量份数如下：

[0068] 耐火骨料80～95份数，耐火粉料5～20份数，结合剂2～10份数，钢纤维2～30份数。其中，耐火骨料为刚玉、高铝骨料或碳化硅中的一种或几种的组合。耐火粉料为耐火骨料加工的细粉料或氧化铝微粉中的一种或几种的组合。结合剂为铝酸盐水泥、低钙铝酸盐水泥、钙镁铝酸盐水泥、磷酸二氢铝或硫酸铝中的一种或几种的组合。耐热钢纤维为310、446、430或NAs430A中的一种或几种的组合。钢纤维采用长度为5～30mm，直径为
0.2～1mm。耐火材料层8-5具体可为刚玉、高铬、碳化硅或氮化硅结合碳化硅，优选刚玉、碳化硅或氮化硅结合碳化硅；

[0069] 捣打料层8-3所采用的材料为具有绝热性能的耐火材料，满足导热系数(350±25)℃/[w/(m·k)]≤0.80(即(350±25)℃[瓦/(米·度)]≤0.80)，具体可为粘土质、高铝质、硅藻土、硅酸钙或硅质。

[0070] 在上述实施例中，如图9所示，本实用新型提供的排渣器5包括一环形倒圆锥台状渣池5-1，渣池5-1的中部为中空圆锥台状排渣口5-2，且排渣口5-2上端的溢流口在高度方向上略低于渣池5-1外侧边缘；

[0071] 其中，排渣口5-2上端的溢流口直径D1满足：20

[0072] 渣池5-1的侧壁与炉体3轴线之间的夹角为β，β满足以下角度要求：0°<β<90°。渣池5-1的深度H满足：0

[0073] 渣池5-1的工作表面均浇注一层特殊耐火材料5-3，特殊耐火材料5-3厚度为20～30mm，特殊耐火材料5-3满足耐压强度≥55MPa、荷重软化开始温度≥1700℃、抗铁水溶蚀指数≤1％、抗炉渣侵蚀性≤10％、抗碱性(强度下降率)≤10％、显气孔率≤16％、透气度≤1.0mDa、平均孔径≤1.0μm、小于1μm孔容积率≥70％，具体可为微孔刚玉砖、碳复合砖、赛隆结合刚玉砖、刚玉砖、高铬砖、碳化硅或氮化硅结合碳化硅等，优选微孔刚玉砖、碳复合砖、高铬砖、碳化硅或氮化硅结合碳化硅；

[0074] 渣池5-1采用金属铸造而成，其内部预埋有螺旋状的冷却水管5-4；

[0075] 渣池5-1的材质满足电导率≥85％IACS(International Annealed Copper2
Standard，国际退火铜标准)、抗拉强度≥170N/mm、延伸率≥30％，具体可为纯铜、钢或球墨铸铁等，优选纯铜。冷却水管5-4的材质可为纯铜、钢或球墨铸铁等，优选钢；

[0076] 在上述实施例中，如图10所示，排渣器5的排渣口5-2中心安有喷嘴10，该喷嘴10由内外两通道组成，外通道走循环冷却水，内通道进天然气。喷嘴10的安装能够防止炉内未反应的原料从排渣口5-2直接掉入熔渣激冷室6内，并且通过天然气的燃烧，能够为高灰熔点煤气化最终变为液态熔渣提供热量。

[0077] 在上述实施例中，如图11、图12所示，在排渣器5的下部安装有一环形烧嘴9，环形烧嘴包括天然气接管9-1、本体9-2、环形上堵板9-3、环形下堵板9-4、空气接管9-5、天然气环形通道9-8、空气环形通道9-9、天然气孔9-10及空气孔9-11。其中，本体9-2为一环形金属构件，本体9-2的上部靠内一侧具有一环形凹槽，该环形凹槽的开口通过环形上堵板9-3封闭以形成天然气环形通道9-8，天然气接管9-1设置在本体9-2的外侧并与天然气环形通道9-8相连通。本体9-2的下部靠外一侧具有另一环形凹槽，该环形凹槽的开口通过环形下堵板9-4封闭以形成空气环形通道9-9，空气接管9-5设置在与天然气接管9-1相对的另一侧并与空气环形通道9-9相连通。若干个天然气孔9-10沿周向均匀布置在天然气环形通道9-8靠近本体9-2中心一侧，若干个空气孔9-11沿周向均匀布置在空气环形通道9-9靠近本体9-2中心一侧，且天然气孔9-10位于空气孔9-11的斜上方；

[0078] 其中，天然气环形通道9-8的横截面呈L型，空气环形通道9-9的横截面呈方形；

[0079] 各天然气孔9-10的中心轴线倾斜向下相交于本体9-2中心轴线的某个点上，各空气孔9-11的中心轴线倾斜向下相交于本体9-2中心轴线的另一个点上，且各天然气孔9-10的交点位于各空气孔9-11的交点上方，两交点距离L为0＜L≤200mm，优选为3≤L≤100mm；

[0080] 天然气孔9-10及空气孔9-11的数目根据本体9-2的大小来确定；

[0081] 在本体9-2的外侧沿周向均匀焊接有四个连接件9-6(仅以此为例，并不限于此)，用于将本体9-2固定在固定床熔渣气化炉排渣口底部；

[0082] 在本体9-2的外侧对称设置有两清扫口螺塞9-7，两清扫口螺塞9-7分别与天然气环形通道9-8和空气环形通道9-9相连通，用于分别清洁天然气环形通道9-8和空气环形通道9-9。

[0083] 下面通过具体的实施例，用以说明本实用新型的技术效果。

[0084] 实施例1：

[0085] 试验所采用的气化炉内径为2.0m，设置四个喷嘴。气化室有效容积为30m3，高径比为6，喷嘴按一层周向均匀布置，轴向偏角α为19°，喷嘴延长线的交点至排渣器上端排渣口的垂直距离为0.2倍的炉体直径。炉体内上部区域炉衬为二层结构，外层为夹套，内层为粘土砖。下部区域炉衬为四层结构，外层为夹套，向内依次为捣打料层，水冷壁，耐火材料层。其中，水冷壁采用分块组装，共由8块水冷壁组成，水冷壁壁厚为150mm，高度为1850mm，水冷壁之间采用耐火泥浆密封。水冷壁的进出水管采用激冷室下进、下出式，冷却水管为蛇形结构，水冷壁之间的冷却水管采用并联方式连接，冷却水管内的水流速度控制为2m/s。耐火材料层为含金属纤维耐火材料，耐火材料中的金属纤维体积含量为7％，金属纤维选用不锈钢纤维430。耐火材料通过金属锚固件固定于水冷壁上，金属锚固件间距为70mm，金属锚固件伸入炉内长度为80mm，浇铸的耐火材料层厚度为100mm。炉体内炉衬下部为溢流式排渣器，该排渣器上端溢流口为150mm，下端呈敞口状部分直径为250mm，排渣器深度为
1000mm，排渣器上端溢流口低于排渣器边缘60mm，排渣器内圆锥台状排渣口的侧壁与炉体轴线之间的夹角为5°。排渣器内预埋冷却水管，冷却水管内的水流速度控制为3m/s。在排渣器工作表面上砌筑微孔刚玉砖，厚度为30mm。排渣器下端装有环形氧气分布器，环形氧气分布器由氧气管道和氧气环管组成，氧气环管管壁顶部开设有16个均匀分布的出气孔，
3
环形氧气分布器中出来的氧气量为20Nm/h，能防止熔渣中出现析铁现象。

[0086] 气化炉上部区域的粘土砖主要材质为w(Al2O3)约50％。下部区域的水冷壁材质选用纯铜，化学成分为：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。水冷壁内预埋冷却水管材质为20#无缝钢管。耐火材料层材质选用刚玉，满足w(Al2O3)约90％、w(Fe2O3)约1％。溢流式排渣器采用纯铜铸造，化学成分为：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。排渣器内冷却水管材质为20#无缝钢管。排渣器表面的微孔刚玉砖材质满足w(Al2O3)约90％、w(Fe2O3)约1％。

[0087] 该气化炉的处理煤量为272t/d。主要操作条件、气化流程及气化结果如下：

[0088] 原料：一种烟煤块煤，其主要性质如下：粒度6～13mm，软化温度ST为1160℃，抗碎强度为92.1％，热稳定性TS+6为65.3％、TS6-3为33.9％、TS3-1为0.8％。

[0089] (1)主要操作条件：

[0090] 气化压力：2.0MPa

[0091] 汽氧比：0.96～1kg/Nm3

[0092] 氧气量：4000Nm3/h

[0093] 氧气温度：室温

[0094] 蒸汽量：3840kg/h

[0095] 蒸汽温度：400～450℃

[0096] 加煤量：250～300t/d

[0097] (2)气化流程：

[0098] 块状烟煤预先加满原料仓，通过原料锁斗进入气化炉内，气化剂氧气和水蒸汽通3
过气化剂喷嘴进入炉膛内与烟煤反应，其中氧气量为4000Nm/h，蒸汽量为3840kg/h，入炉
3
烟煤量为272t/d，生成产品气量18985Nm/h，放出热量，同时产生液态熔渣。产品气向上通过粗煤气出口离开气化室，液态熔渣汇集到排渣器中，等排渣器满后，液态熔渣从排渣器上端的排渣口溢流出进入激冷室，高温液态熔渣通过激冷水迅速冷却后，再由渣锁排出气化炉系统。在这过程中，气化剂与含碳物质反应后放出的巨大热量使液态熔渣在渣池内一直处于流动状态，同时防止了液态熔渣在排渣器上部排渣口的冷凝，保证了排渣过程的顺利进行。

[0099] (3)主要气化试验结果：

[0100] 表1气化煤气组成(干基)：mol％

[0101]H2 CO CO2 CH4 N2+Ar H2S+COS CnHm
28.65 55.53 5.92 5.40 3.50 0.09 0.91

[0102] 灰渣含碳量：2.3％3

[0103] 吨煤粗煤气产量：1582Nm/t

[0104] 冷煤气效率：88.5％

[0105] CO+H2+CH4含量：89.58％。

[0106] 实施例2：3

[0107] 试验所采用的气化炉内径为3.6m，设置六个喷嘴。气化室有效容积180m，高径比为5，喷嘴按一层周向均匀布置，轴向偏角α为19°，喷嘴延长线的交点至排渣器上端排渣口的垂直距离为0.1倍的炉体直径。炉体内上部区域炉衬为二层结构，外层为夹套，内层为粘土砖。下部区域炉衬为四层结构，外层为夹套，向内依次为捣打料层、水冷壁及耐火材料层。其中，水冷壁采用分块式组装，总共12块，水冷壁厚度为150mm，高度为1850mm，水冷壁之间采用高铝质耐火泥浆密封。水冷壁的进出水管采用激冷室下进、下出式，冷却水管为蛇形结构，水冷壁之间的冷却水管采用并联方式连接，冷却水管内的水流速度控制为2m/s。耐火材料层为含金属纤维耐火材料，厚度100mm，该耐火材料选用刚玉，耐火材料中的金属纤维体积含量为8％，金属纤维选用不锈钢纤维430Al。耐火材料通过金属锚固件固定于水冷壁上，金属锚固件之间间距为70mm，金属锚固件弯头距离耐火材料层表面约20mm。炉体内炉衬下部为溢流式排渣器，该排渣器上端溢流口为300mm，下端呈敞口状部分直径为500mm，排渣器深度为1200mm，排渣器上端排渣口低于排渣器边缘80mm，排渣器内圆锥台状排渣口的侧壁与炉体轴线之间的夹角为5°。排渣器采用纯铜铸造，排渣器内预埋冷却水管，冷却水管内的水流速度控制为3m/s。在排渣器工作表面上砌筑微孔刚玉砖，厚度30mm。
排渣器下端装有环形氧气分布器，环形氧气分布器由氧气管道和氧气环管组成，氧气环管
3
管壁顶部开设有20个均匀分布的出气孔，环形氧气分布器中出来的氧气量为116Nm/h，能防止熔渣中析铁现象的产生。

[0108] 气化炉上部区域的粘土砖主要材质为w(Al2O3)约55％，炉体下部区域的水冷壁材质选用纯铜，化学成分满足：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。水冷壁间密封所用高铝质耐火泥浆为w(Al2O3)约90％。水冷壁内预埋冷却水管材质为20#无缝钢管。水冷壁内侧耐火材料层材质为w(Al2O3)约
90％、w(Fe2O3)约1％。溢流式排渣器材质为：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约
0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。排渣器内预埋冷却水管材质为20#无缝钢管。排渣器表面的微孔刚玉砖材质为w(Al2O3)约90％、w(Fe2O3)约1％。

[0109] 该气化炉的处理煤量为1400t/d。主要操作条件、气化流程及气化结果如下：

[0110] 原料：一种烟煤块煤，其主要性质如下：粒度6～50mm，软化温度ST为1240℃，抗碎强度为89.5％，热稳定性TS+6为66.2％、TS6-3为32.4％、TS3-1为1.4％。

[0111] (1)主要操作条件：

[0112] 气化压力：4.0MPa

[0113] 汽氧比：0.96～1kg/Nm3

[0114] 氧气量：14000Nm3/h

[0115] 氧气温度：室温

[0116] 蒸汽量：13000kg/h

[0117] 蒸汽温度：400～450℃

[0118] 加煤量：55～60t/h

[0119] (2)气化流程：

[0120] 块状烟煤预先加满原料仓，通过原料锁斗进入气化炉内，气化剂氧气和水蒸汽通3
过气化剂喷嘴进入炉膛内与烟煤反应，其中氧气量为14000Nm/h，蒸汽量为13000kg/h，入
3
炉烟煤量为60t/h，生成产品气量90000Nm/h，放出热量，同时产生液态熔渣。产品气向上通过粗煤气出口离开气化室，液态熔渣汇集到排渣器中，等排渣器满后，液态熔渣从排渣器上端的排渣口溢流出进入激冷室，高温液态熔渣通过激冷水迅速冷却后，再由渣锁排出气化炉系统。在这过程中，气化剂与含碳物质反应后放出的巨大热量使液态熔渣在渣池内一直处于流动状态，同时防止了液态熔渣在排渣器上部排渣口的冷凝，保证了排渣过程的顺利进行。

[0121] (3)主要气化试验结果：

[0122] 表2气化煤气组成(干基)：mol％

[0123]H2 CO CO2 CH4 N2+Ar H2S+COS CnHm
28.54 55.23 5.65 8.14 1.34 0.11 0.99

[0124] 灰渣含碳量：1.9％3

[0125] 吨煤粗煤气产量：1500Nm/t

[0126] 冷煤气效率：90％

[0127] CO+H2+CH4含量：91.91％。

[0128] 上述各实施例仅用于对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

[0129] 实施例3：3

[0130] 试验所采用的气化炉内径为5.0m，设置八个喷嘴。气化室有效容积450m，高径比为5，喷嘴按一层周向均匀布置，轴向偏角α为19°，喷嘴延长线的交点至排渣器上端排渣口的垂直距离为0.1倍的炉体直径。炉体内上部区域炉衬为二层结构，外层为夹套，内层为粘土砖。下部区域炉衬为四层结构，外层为夹套，向内依次为捣打料层、水冷壁及耐火材料层。其中，水冷壁采用分块式组装，总共18块，水冷壁厚度为150mm，高度为1850mm，水冷壁之间采用高铝质耐火泥浆密封。水冷壁的进出水管采用激冷室下进、下出式，冷却水管为蛇形结构，水冷壁之间的冷却水管采用并联方式连接，冷却水管内的水流速度控制为2m/s。耐火材料层为含金属纤维耐火材料，厚度100mm，该耐火材料选用刚玉，耐火材料中的金属纤维体积含量为8％，金属纤维选用不锈钢纤维430Al。耐火材料通过金属锚固件固定于水冷壁上，金属锚固件之间间距为70mm，金属锚固件弯头距离耐火材料层表面约20mm。炉体内炉衬下部为溢流式排渣器，该排渣器上端溢流口为300mm，下端呈敞口状部分直径为500mm，排渣器深度为1200mm，排渣器上端排渣口低于排渣器边缘80mm，排渣器内圆锥台状排渣口的侧壁与炉体轴线之间的夹角为5°。排渣器采用纯铜铸造，排渣器内预埋冷却水管，冷却水管内的水流速度控制为3m/s。在排渣器工作表面上砌筑微孔刚玉砖，厚度30mm。
排渣器下端装有环形氧气分布器，环形氧气分布器由氧气管道和氧气环管组成，氧气环管
3
管壁顶部开设有20个均匀分布的出气孔，环形氧气分布器中出来的氧气量为116Nm/h，能防止熔渣中析铁现象的产生。

[0131] 气化炉上部区域的粘土砖主要材质为w(Al2O3)约55％，炉体下部区域的水冷壁材质选用纯铜，化学成分满足：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。水冷壁间密封所用高铝质耐火泥浆为w(Al2O3)约90％。水冷壁内预埋冷却水管材质为20#无缝钢管。水冷壁内侧耐火材料层材质为w(Al2O3)约
90％、w(Fe2O3)约1％。溢流式排渣器材质为：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约
0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。排渣器内预埋冷却水管材质为20#无缝钢管。排渣器表面的微孔刚玉砖材质为w(Al2O3)约90％、w(Fe2O3)约1％。

[0132] 该气化炉的处理煤量为2500t/d。主要操作条件、气化流程及气化结果如下：

[0133] 原料：一种烟煤块煤，其主要性质如下：粒度6～50mm，软化温度ST为1160℃，抗碎强度为88.4％，热稳定性TS+6为65.1％、TS6-3为31.6％、TS3-1为3.3％。

[0134] (1)主要操作条件：

[0135] 气化压力：4.0MPa

[0136] 汽氧比：0.96～1kg/Nm3

[0137] 氧气量：24000Nm3/h

[0138] 氧气温度：室温

[0139] 蒸汽量：23000kg/h

[0140] 蒸汽温度：400～450℃

[0141] 加煤量：90～100t/h

[0142] (2)气化流程：

[0143] 块状烟煤预先加满原料仓，通过原料锁斗进入气化炉内，气化剂氧气和水蒸汽通3
过气化剂喷嘴进入炉膛内与烟煤反应，其中氧气量为24000Nm/h，蒸汽量为23000kg/h，入
3
炉烟煤量为100t/h，生成产品气量150000Nm/h，放出热量，同时产生液态熔渣。产品气向上通过粗煤气出口离开气化室，液态熔渣汇集到排渣器中，等排渣器满后，液态熔渣从排渣器上端的排渣口溢流出进入激冷室，高温液态熔渣通过激冷水迅速冷却后，再由渣锁排出气化炉系统。在这过程中，气化剂与含碳物质反应后放出的巨大热量使液态熔渣在渣池内一直处于流动状态，同时防止了液态熔渣在排渣器上部排渣口的冷凝，保证了排渣过程的顺利进行。

[0144] (3)主要气化试验结果：

[0145] 表3气化煤气组成(干基)：mol％

[0146]H2 CO CO2 CH4 N2+Ar H2S+COS CnHm
28.33 55.14 5.36 7.98 1.23 0.21 1.75

[0147] 灰渣含碳量：2.1％3

[0148] 吨煤粗煤气产量：1500Nm/t

[0149] 冷煤气效率：89.6％

[0150] CO+H2+CH4含量：91.45％

[0151] 实施例4：

[0152] 本实例说明：采用本实用新型可实现大规模块煤气化并附带部分粉煤进行水煤浆气化生产合成气(CO+H2+CH4)，同时可获得较高的转化率和气化效率，气化废水实现零排放。

[0153] 试验所采用的气化炉内径为3.6m，设置六个喷嘴，其中四个对称布置的为气化剂3
喷嘴，另外两个对称布置的为水煤浆喷嘴，气化室有效容积180m，高径比为5，喷嘴按一层周向均匀布置，轴向偏角α为19°，喷嘴延长线的交点至排渣器上端排渣口的垂直距离为
0.1倍的炉体直径。炉体内上部区域炉衬为二层结构，外层为夹套，内层为粘土砖。下部区域炉衬为四层结构，外层为夹套，向内依次为捣打料层、水冷壁及耐火材料层。其中，水冷壁采用分块式组装，总共12块，水冷壁厚度为150mm，水冷壁之间采用高铝质耐火泥浆密封。
水冷壁的进出水管采用激冷室下进、下出式，冷却水管为蛇形结构，水冷壁之间的冷却水管采用并联方式连接，冷却水管内的水流速度控制为2m/s。耐火材料层为含金属纤维耐火材料，厚度100mm，该耐火材料选用刚玉，耐火材料中的金属纤维体积含量为8％，金属纤维选用不锈钢纤维430Al。耐火材料通过金属锚固件固定于水冷壁上，金属锚固件之间间距为
70mm，金属锚固件弯头距离耐火材料层表面约20mm。炉体内炉衬下部为溢流式排渣器，该排渣器上端排渣口为300mm，下端呈敞口状部分直径为500mm，排渣器深度为1200mm，排渣器上端排渣口低于排渣器边缘80mm，排渣器内圆锥台状排渣口的侧壁与炉体轴线之间的夹角为5°。排渣器采用纯铜铸造，排渣器内预埋冷却水管，冷却水管内的水流速度控制为3m/s。在排渣器工作表面上砌筑微孔刚玉砖，厚度30mm。排渣器下端安有环形氧气分布器，环形氧气分布器由氧气管道和氧气环管组成，氧气环管管壁顶部开设有20个均匀分布的出气孔，环形氧气分布器中出来的氧气量为116Nm3/h，能防止熔渣中析铁现象的产生。

[0154] 气化炉上部区域的粘土砖主要材质为w(Al2O3)约55％，炉体下部区域的水冷壁材质选用纯铜，化学成分满足：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。水冷壁间密封所用高铝质耐火泥浆为w(Al2O3)约90％。水冷壁内预埋冷却水管材质为20#无缝钢管。水冷壁内侧耐火材料层材质为w(Al2O3)约
90％、w(Fe2O3)约1％。溢流式排渣器材质为：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。排渣器内预埋冷却水管材质为20#无缝钢管。排渣器表面的微孔刚玉砖材质为w(Al2O3)约90％、w(Fe2O3)约1％。

[0155] 该气化炉的处理煤量为1400t/d，其中处理块煤量为1300t/d，处理粉煤量为100t/d。主要操作条件、气化流程及气化结果如下：

[0156] 原料：一种烟煤块煤及由该烟煤粉煤制成的水煤浆，其主要性质如下：块煤粒度6～50mm，水煤浆浓度60％，烟煤软化温度ST为1210℃，块煤抗碎强度为95.2％，热稳定性TS+6为65.4％、TS6-3为32.5％、TS3-1为2.1％。

[0157] (1)主要操作条件：

[0158] 气化压力：4.0MPa

[0159] 氧气量：16800Nm3/h

[0160] 氧气温度：室温

[0161] 蒸汽量：13000kg/h

[0162] 蒸汽温度：400～450℃

[0163] 入炉块煤量：55～60t/h

[0164] 入炉水煤浆量：5～10t/h

[0165] (2)气化流程：

[0166] 块状烟煤预先加满原料仓，通过原料锁斗进入气化炉内，水煤浆通过两个对置喷嘴进入炉内，气化剂氧气和水蒸汽通过另外四个对置气化剂喷嘴进入炉膛内与水煤浆及块3
状烟煤进行反应，其中氧气量为16800Nm/h，蒸汽量为13000kg/h，入炉块状烟煤量为55t/
3
h，入炉水煤浆量为7t/h，生成产品气量91000Nm/h，放出热量，同时产生液态熔渣。产品气向上通过粗煤气出口离开气化室，产品气中未分解的水蒸气，经冷凝后形成的气化废水用于制备水煤浆，从两个对置喷嘴喷入炉内，重新参与气化反应，从而实现气化废水零排放。
液态熔渣汇集到排渣器中，等排渣器满后，液态熔渣从排渣器上端的排渣口溢流出进入激冷室，高温液态熔渣通过激冷水迅速冷却后，再由渣锁排出气化炉系统。在这过程中，气化剂与含碳物质反应后放出的巨大热量使液态熔渣在渣池内一直处于流动状态，同时防止了液态熔渣在排渣器上部排渣口的冷凝，保证了排渣过程的顺利进行。

[0167] (3)主要气化试验结果：

[0168] 表4气化煤气组成(干基)：mol％

[0169]H2 CO CO2 CH4 N2+Ar H2S+COS CnHm
29.67 52.84 8.31 6.93 1.20 0.20 0.85

[0170] 灰渣含碳量：2.1％3

[0171] 吨煤粗煤气产量：1542Nm/t

[0172] 水蒸气分解率：90％

[0173] 冷煤气效率：87.56％

[0174] CO+H2+CH4含量：89.44％

[0175] 实施例5：

[0176] 本实例说明：采用本实用新型可实现大规模高灰熔点块煤气化生产合成气(CO+H2+CH4)，同时可获得较高的转化率和气化效率。

[0177] 试验所采用的气化炉内径为3.6m，设置六个喷嘴和一个底部喷嘴，其中六个对称3
布置的喷嘴为气化剂喷嘴，另外一个底部喷嘴为天然气喷嘴。气化室有效容积180m，高径比为5，喷嘴按一层周向均匀布置，轴向偏角α为19°，喷嘴延长线的交点至排渣器上端排渣口的垂直距离为0.1倍的炉体直径，底部喷嘴位于排渣口中心且垂直于排渣口。炉体内上部区域炉衬为二层结构，外层为夹套，内层为粘土砖，下部区域炉衬为四层结构，外层为夹套，向内依次为捣打料层、水冷壁及耐火材料层。其中，水冷壁采用分块式组装，总共12块，水冷壁厚度为150mm，水冷壁之间采用高铝质耐火泥浆密封。水冷壁的进出水管采用激冷室下进、下出式，冷却水管为蛇形结构，水冷壁之间的冷却水管采用并联方式连接，冷却水管内的水流速度控制为2m/s。耐火材料层为含金属纤维耐火材料，厚度100mm，该耐火材料选用刚玉，耐火材料中的金属纤维体积含量为8％，金属纤维选用不锈钢纤维430Al。
耐火材料通过金属锚固件固定于水冷壁上，金属锚固件之间间距为70mm，金属锚固件弯头距离耐火材料层表面约20mm。炉体内炉衬下部为溢流式排渣器，该排渣器上端排渣口为
300mm，下端呈敞口状部分直径为500mm，排渣器深度为1200mm，排渣器上端排渣口低于排渣器边缘80mm，排渣器内圆锥台状排渣口的侧壁与炉体轴线之间的夹角为5°。排渣器采用纯铜铸造，排渣器内预埋冷却水管，冷却水管内的水流速度控制为3m/s。在排渣器工作表面上砌筑微孔刚玉砖，厚度30mm。

[0178] 气化炉上部区域的粘土砖主要材质为w(Al2O3)约55％，炉体下部区域的水冷壁材质选用纯铜，化学成分满足：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。水冷壁间密封所用高铝质耐火泥浆为w(Al2O3)约90％。水冷壁内预埋冷却水管材质为20#无缝钢管。水冷壁内侧耐火材料层材质为w(Al2O3)约
90％、w(Fe2O3)约1％。溢流式排渣器材质为：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约
0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。排渣器内预埋冷却管材质为20#无缝钢管。排渣器表面的微孔刚玉砖材质为w(Al2O3)约90％、w(Fe2O3)约1％。

[0179] 该气化炉的处理煤量为1400t/d。主要操作条件、气化流程及气化结果如下：

[0180] 原料：一种烟煤块煤，其主要性质如下：粒度6～50mm，软化温度ST为1350℃，抗碎强度为95％，热稳定性TS+6为66.7％、TS6-3为32.8％、TS3-1为0.5％。

[0181] (1)主要操作条件：

[0182] 气化压力：4.0MPa

[0183] 氧气量：14800Nm3/h

[0184] 氧气温度：室温

[0185] 蒸汽量：13000kg/h

[0186] 蒸汽温度：400～450℃

[0187] 天然气量：400Nm3/h

[0188] 天然气温度：40℃

[0189] 加煤量：55～60t/h

[0190] (2)气化流程：

[0191] 块状烟煤预先加满原料仓，通过原料锁斗进入气化炉内，气化剂氧气和水蒸汽通过六个对置喷嘴进入炉膛内与烟煤进行反应。天然气通过底部喷嘴进入炉内，通过燃烧3
放热为高熔点煤的灰渣熔融提供热量。整个气化过程中，氧气量为14800Nm/h，蒸汽量为
3 3
13000kg/h，天然气量为400Nm/h，入炉烟煤量为60t/h，生成产品气量91000Nm/h，放出热量，同时产生液态熔渣。产品气向上通过粗煤气出口离开气化室，液态熔渣汇集到排渣器中，等排渣器满后，液态熔渣从排渣器上端的排渣口溢流出进入激冷室，高温液态熔渣通过激冷水迅速冷却后，再由渣锁排出气化炉系统。在这过程中，气化剂与含碳物质反应后放出的巨大热量使液态熔渣在渣池内一直处于流动状态，同时防止了液态熔渣在排渣器上部排渣口的冷凝，保证了排渣过程的顺利进行。

[0192] (3)主要气化试验结果：

[0193] 表5气化煤气组成(干基)：mol％

[0194]H2 CO CO2 CH4 N2+Ar H2S+COS CnHm

[0195]27.78 55.21 5.64 8.05 1.32 0.21 1.79

[0196] 灰渣含碳量：1.5％

[0197] 吨煤粗煤气产量：1510Nm3/t

[0198] 冷煤气效率：89.4％

[0199] CO+H2+CH4含量：91.04％

[0200] 实施例6：

[0201] 本实例说明：采用本实用新型可实现CO2返炉替代部分水蒸气，从而相应减少同等摩尔数的蒸汽消耗，既节约了蒸汽，又实现了CO2的利用，并且增加了粗煤气中的CO含量。

[0202] 试验所采用的气化炉内径为3.6m，设置六个喷嘴。气化室有效容积180m3，高径比为5，喷嘴按一层周向均匀布置，轴向偏角α为19°，喷嘴延长线的交点至排渣器上端排渣口的垂直距离为0.1倍的炉体直径。炉体内上部区域炉衬为二层结构，外层为夹套，内层为粘土砖，下部区域炉衬为四层结构，外层为夹套，向内依次为捣打料层、水冷壁及耐火材料层。其中，水冷壁采用分块式组装，总共12块，水冷壁厚度为150mm，水冷壁之间采用高铝质耐火泥浆密封。水冷壁的进出水管采用激冷室下进、下出式，冷却水管为蛇形结构，水冷壁之间的冷却水管采用并联方式连接，冷却水管内的水流速度控制为2m/s。耐火材料层为含金属纤维耐火材料，厚度100mm，该耐火材料选用刚玉，耐火材料中的金属纤维体积含量为8％，金属纤维选用不锈钢纤维430Al。耐火材料通过金属锚固件固定于水冷壁上，金属锚固件之间间距为70mm，金属锚固件弯头距离耐火材料层表面约20mm。炉体内炉衬下部为溢流式排渣器，该排渣器上端排渣口为300mm，下端呈敞口状部分直径为500mm，排渣器深度为1200mm，排渣器上端排渣口低于排渣器边缘80mm，排渣器内圆锥台状排渣口的侧壁与炉体轴线之间的夹角为5°。排渣器采用纯铜铸造，排渣器内预埋冷却水管，冷却水管内的水流速度控制为3m/s。在排渣器工作表面上砌筑微孔刚玉砖，厚度30mm。排渣器下端装有环形氧气分布器，环形氧气分布器由氧气管道和氧气环管组成，氧气环管管壁顶部开设有3
20个均匀分布的出气孔，环形氧气分布器中出来的氧气量为116Nm/h，能防止熔渣中析铁现象的产生。

[0203] 气化炉上部区域的粘土砖主要材质为w(Al2O3)约55％，炉体下部区域的水冷壁材质选用纯铜，化学成分满足：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。水冷壁间密封所用高铝质耐火泥浆为w(Al2O3)约90％。水冷壁内预埋冷却水管材质为20#无缝钢管。水冷壁内侧耐火材料层材质为w(Al2O3)约
90％、w(Fe2O3)约1％。溢流式排渣器材质为：w(Cu+Ag)约99.5％、w(S)约0.01％、w(P)约
0.03％、w(其他杂质总和)约0.46％(含P、S)。排渣器内预埋冷却管材质为20#无缝钢管。排渣器表面的微孔刚玉砖材质为w(Al2O3)约90％、w(Fe2O3)约1％。

[0204] 该气化炉的处理煤量为1400t/d。主要操作条件、气化流程及气化结果如下：

[0205] 原料：一种烟煤块煤，其主要性质如下：粒度6～50mm，软化温度ST为1120℃，抗碎强度为87.3％，热稳定性TS+6为66.1％、TS6-3为32.3％、TS3-1为1.6％。

[0206] (1)主要操作条件：

[0207] 气化压力：4.0MPa

[0208] 氧气量：14000Nm3/h

[0209] 氧气温度：室温

[0210] 蒸汽量：10000kg/h

[0211] 蒸汽温度：400～450℃

[0212] 二氧化碳量：3700Nm3/h

[0213] 加煤量：55～60t/h

[0214] (2)气化流程：

[0215] 块状烟煤预先加满原料仓，通过原料锁斗进入气化炉内，气化剂氧气、水蒸汽及二氧化碳通过六个对置喷嘴进入炉膛内与烟煤进行反应。整个气化过程中，氧气量为3 3
14000Nm/h，蒸汽量为10000kg/h，二氧化碳量为3700Nm/h，入炉烟煤量为60t/h，生成产品
3
气量92000Nm/h，放出热量，同时产生液态熔渣。产品气向上通过粗煤气出口离开气化室，液态熔渣汇集到排渣器中，等排渣器满后，液态熔渣从排渣器上端的排渣口溢流出进入激冷室，高温液态熔渣通过激冷水迅速冷却后，再由渣锁排出气化炉系统。在这过程中，气化剂与含碳物质反应后放出的巨大热量使液态熔渣在渣池内一直处于流动状态，同时防止了液态熔渣在排渣器上部排渣口的冷凝，保证了排渣过程的顺利进行。

[0216] (3)主要气化试验结果：

[0217] 表6气化煤气组成(干基)：mol％

[0218]H2 CO CO2 CH4 N2+Ar H2S+COS CnHm
27.85 58.32 6.61 6.01 1.02 0.13 0.06

[0219] 灰渣含碳量：2.2％3

[0220] 吨煤粗煤气产量：1533Nm/t

[0221] 冷煤气效率：90.3％

[0222] CO+H2+CH4含量：92.18％

[0223] 上述各实施例仅用于对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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