技术领域
[0001] 本
发明涉及煤炭清洁高效利用技术领域，尤其涉及一种
煤气化炉。
背景技术
[0002] 气流床煤气化技术已成为清洁煤气制备的主流技术，而煤气化炉是煤料(干
煤粉或者
水煤浆)和气化剂进行混合、燃烧和气化的反应场所，也是气流床气化装备的核心设备。其中，煤气化炉的结构对
合成气的生成以及合成气的冷却起到很大的影响作用。
[0003] 烧嘴是煤气化炉的关键设备之一，其结构、数量和安装
位置等直接影响煤与气化剂的混合效果及其后的燃烧效果。现有的煤煤气化炉多采用独立的点火烧嘴、开工烧嘴和工艺烧嘴，且多个工艺烧嘴以对称形式布置在煤气化炉圆周。
[0004] 然而，煤气化炉多个烧嘴会增加设备运行的复杂性且影响气化过程运行
稳定性。
发明内容
[0005] 本发明提供了一种新型煤气化炉，用以解决
现有技术中由于存在多个烧嘴造成的设备运行的复杂性且影响气化过程运行稳定性问题。
[0006] 本发明提供的一种煤气化炉，包括：
[0007] 自上至下设置的烧嘴、煤气化室、连接装置和
辐射废锅；
[0008] 其中，烧嘴垂直设置于煤气化室顶部，并且与煤气化室的顶部开口密封连接；
[0009] 烧嘴用于点火、开工、投运煤料和气化剂，并将煤料和气化剂混合后垂直向下喷入煤气化室。
[0010] 煤气化室包括：煤气化室
炉壳和第一水冷壁，第一水冷壁内壁围设成的腔体设置在煤气化室炉壳内部；第一水冷壁内壁和第一水冷壁外壁之间流过
冷却水，第一水冷壁外壁和煤气化室炉壳内壁之间存在炉头环隙，第一水冷壁内壁上涂覆耐火材料。
[0011] 第一水冷壁的上端设置有出水口，第一水冷壁的下端设置有入水口。
[0012] 煤气化室炉壳上设置有氮气入口，氮气入口与炉头环隙连通。
[0013] 辐射废锅内部设置有第二水冷壁，第二水冷壁包括两层同心环形水冷壁，第二水冷壁的上端设置有出水口，第二水冷壁的下端设置有入水口。
[0014] 辐射废锅还设置有煤气出气口。
[0015] 本发明提供的一种新型煤气化炉，煤料和气化剂从炉顶烧嘴直接喷入炉内，气化生成的煤气和炉渣都下行进入辐射废锅冷却，
燃烧室采用水冷壁加耐火材料复合结构保护炉壳，具有结构简单，使用寿命长，热效率利用高等优点；解决了由于多个烧嘴数存在，造成的设备运行的复杂问题以及多烧嘴造成的喷头侧喷可能导致的第一水冷壁
温度过高，影响运行稳定性的问题。
附图说明
[0016] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017] 图1为本发明煤气化炉实施例结构示意图。
[0018] 附图标记说明：
[0019] 101：烧嘴；
[0020] 102：第一水冷壁；
[0021] 103：煤气化室炉壳；
[0022] 104：冷却水；
[0023] 105：耐火材料；
[0024] 106：氮气入口；
[0025] 107：炉头环隙；
[0026] 108：连接装置；
[0027] 109：第二水冷壁；
[0028] 110：辐射废锅；
[0029] 111：煤气出气口；
具体实施方式
[0031] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032] 本发明的
说明书和
权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何
变形，意图在于
覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0033] 针对现有煤气化炉存在的烧嘴数量过多，造成的设备运行的复杂问题以及多烧嘴造成的喷头侧喷可能导致的煤气化室内的水冷壁温度过高，影响运行稳定性等问题。本发明提供的一种新型煤气化炉，煤料和气化剂从炉顶烧嘴直接喷入炉内，气化生成的煤气和炉渣都下行进入辐射废锅式冷却，燃烧室采用水冷壁加耐火材料复合结构保护炉壳，具有结构简单，运行稳定性高，热效率利用高的优点。
[0034] 下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
[0035] 实施例一
[0036] 图1为本发明一种煤气化炉实施例的示意图，该煤气化炉包括：
[0037] 自上至下设置为烧嘴101、煤气化室、连接装置108和辐射废锅110四部分。
[0038] 烧嘴101安装在煤气化室的顶端中心位置并通过煤气化室的上开口，进入由第一水冷壁102构成的反应室内，可实现集点火、开工、投运煤料和气化剂多种功能于一体，其中，煤料和气化剂直接垂直向下通过烧嘴喷入反应室内进行煤气化反应。本发明中，通过采用一个烧嘴装置使得煤气化炉的结构简单，而且，煤料和气化剂直接垂直向下通过烧嘴喷入反应室内避免了侧喷可能导致的水冷壁温度过高，影响运行稳定性的问题。
[0039] 具体的，在本发明中：由烧嘴至煤气化室或由煤气化室至辐射废锅的方向为自上至下的方向。
[0040] 煤气化室包括：煤气化室炉壳103和第一水冷壁102，所述第一水冷壁1内壁围设成的腔体设置在所述煤气化室内部，是煤料与气化剂产生煤气化反应的位置，本发明中称作反应室。煤气化室炉壳103与反应室的顶部与底部均各具有一个开口，顶部开口均与烧嘴密封相连，底部开口均与连接装置密封连接。
[0041] 优选的，在第一水冷壁102内壁的外侧，即与反应室中相
接触侧，涂覆有一层耐火材料105；在反应室中高温的煤气化过程中，起到保护第一水冷壁的作用。
[0042] 可选的，所述第一水冷壁102用于冷却水104的流通，并且，第一水冷壁102的下端设置为冷却水入口，第一水冷壁102上端设置为冷却水出口；所以，在工作过程中，冷却水104由下向上流动，这与反应室中煤气化反应产生的煤气流动方向相反；增大了煤气的
散热面积。
[0043] 进一步地，在煤气化室炉壳103
侧壁开有氮气入口106；而且，煤气化室炉壳103和第一水冷壁102外壁之间形成炉头环隙107；氮气入口106与炉头环隙107连通，炉头环隙107中充入一定压强的氮气，用于保持第一水冷壁两侧的压强相同，起保护作用。
[0044] 可选的，辐射废锅110内部设置有第二水冷壁109，第二水冷壁包括两层同心环形水冷壁，双面布置；并且，所述第二水冷壁的上端设置有冷却水出水口，所述第二水冷壁的下端设置有冷却水入水口。
[0045] 可选的，辐射废锅110侧表面开有煤气出气口111用于将充分冷却的煤气排出辐射废锅。
[0046] 可选的，煤料包括干煤粉或水煤浆。
[0047] 基于对本发明煤气化炉的结构，在所述煤气化炉中产生煤气的流程如下可以是：
[0048] 首先，煤料和气化剂由烧嘴101喷投入煤气化炉，进入反应室，经在烧嘴101处点火后，煤料和气化剂在反应室内进行煤气化反应。
[0049] 其次，由于煤气化反应在高温下进行(煤气化反应过程中产生的温度可高达2000℃)，煤料在高温下生成的煤渣熔滴，在离心
力的作用下，与耐火材料105接触，并在第一水冷壁102的冷却作用下逐渐
凝固，形成固态渣层；
[0050] 可选的，由于反应过程中反应室内压力较大，炉头环隙107中可充入一定压力的氮气，用于保持第一水冷壁两侧的压强相同，起到保护作用；
[0051] 可选的，在煤气化室中，从反应室至煤气化室炉壳103依次有上述固态渣层、耐火材料、第一水冷壁102以及炉头环隙107的保护氮气，从而，可以有效地保护煤气化室炉壳103不会受到煤气化反应产生的高温煤气的破坏。
[0052] 最后，煤气化反应生成的煤气与炉渣向下运动经过连接装置108进入辐射废锅110中；
[0053] 可选的，在第二水冷壁的内部环形水冷壁范围内运动到
锅炉底部；此时，通
过冷却的炉渣由排渣口112排出辐射废锅，而煤气再折向上方，进入同心的两个水冷壁之间，向上运动继续接受冷却作用，最后，到达辐射废锅侧壁的煤气出气口111，充分冷却的煤气排出辐射废锅，采集后以用于后续不同用途。
[0054] 本实施例提供的煤气化炉，通过设置在煤气化室正上方的一个烧嘴，解决了现有技术中采用多个烧嘴造成的设备运行的复杂性增加的问题以及增加了制造成本问题，同时，克服了对个烧嘴布置容易造成地气化炉内的流场和温度场分布不均，对拱顶冲刷严重，容易造成拱顶温度过高的一系列问题。
[0055] 另外，本发明实施例中，在第一水冷壁内壁的外侧涂覆耐火材料的应用，起到了保护第一水冷壁内壁避免受到反应过程中高温的破坏，以及促进了煤渣熔滴的凝固产生固态渣层的形成。
[0056] 进一步的，本发明实施例中利用辐射废锅中包括两层同心环形并且双面布置的第二水冷壁冷却煤气化反应产生的煤气与炉渣，避免了水激冷工艺方法冷却产生的大量污水问题，同时，双层的同心环形的第二水冷壁对大量高品质热量进行回收，提高了
能量利用率。
[0057] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
