一種徑向固定床氣化爐的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種徑向固定床氣化爐。
【背景技術】
[0002] 固定床氣化爐在我國已經存在和使用已經幾十年，是一種傳統(tǒng)的氣化裝置，作為 工業(yè)燃料煤氣的制備設備，廣泛應用于冶金、陶瓷、玻璃、化工、有色金屬等行業(yè)。該類型的 氣化爐結構簡單，投資少，運行可靠，操作比較容易。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國目前正在使用的常 壓固定床氣化爐有近3萬套，每年消耗煤炭資源近5億噸，為我國工業(yè)的發(fā)展做出了不可磨 滅的貢獻。
[0003] 在現(xiàn)有的固定床氣化爐中，燃料與氣化劑沿氣化爐的軸向運動。所以，為了保持固 定床氣化爐內氣體的流動，要求燃料為塊狀，一般要求粒度大于6毫米，大部分粒徑集中在 范圍為10~50毫米的區(qū)間。通常煤從氣化爐頂部加入，向下移動，依次經歷干燥、熱解、氣 化、燃燒和灰渣層，反應后的灰渣由底部排出。由于氣流自下而上流動，會挾帶煤層在低溫 熱解時的復雜產物，所以產物粗煤氣中含酚類、焦油等污染物較多，使凈化流程加長，增加 了投資和成本。隨著現(xiàn)代新型煤化工氣化技術的飛速發(fā)展，原有固定床氣化技術的缺點也 愈發(fā)顯著。2006年國家發(fā)改委因環(huán)保方面的考慮而提出：煤化工企業(yè)禁止核準或備案采用 固定床間歇氣化和直流冷卻技術的煤氣化項目。
[0004] 綜上所述，目前我國迫切需要對固定床氣化爐進行升級和改造，并研發(fā)新型高效 環(huán)保的固定床氣化技術；但由于軸向固定床氣化爐歷史悠久，本領域技術人員已產生了"固 定床氣化爐是軸向的，其結構簡單，使用方便，并且氣流軸向流動，使反應十分充分，極其適 合煤氣化反應"的慣性思維，對其的優(yōu)化改進一直以現(xiàn)有的軸向固定床氣化爐為基礎。 【實用新型內容】
[0005] 本實用新型所要解決的問題是為了克服現(xiàn)有的軸向固定床氣化爐所用含碳物質 顆粒較大、污染嚴重、生產能力低、氣化效率低等缺陷而提供了一種徑向固定床氣化爐，該 徑向固定床氣化爐所用含碳物質顆粒較小且床層壓降與徑向固定床氣化爐相當、潔凈環(huán) 保、生產能力高、氣化效率高。
[0006] 本實用新型提供了一種徑向固定床氣化爐，包括一爐體和至少一通氣管道；
[0007] 所述爐體包括一內層套筒，以及一與所述內層套筒密封套設、形成一夾層腔體的 外層套筒；所述內層套筒的頂部設有一入口，所述內層套筒的底部設有一出口，所述內層套 筒的下部設有至少一個進氣口；位于所述夾層腔體中的所述內層套筒的側壁設有至少一個 通孔；所述外層套筒的側壁設有一通氣端口；
[0008] 所述通氣管道包括通氣段和傳輸氣段；所述通氣段和所述傳輸氣段均具有一首端 和一尾端，所述通氣段的首端封閉，所述通氣段的尾端與所述傳輸氣段的首端連通，所述傳 輸氣段的尾端貫穿所述爐體；所述通氣段設于內層套筒內且軸向設置，所述通氣段的側壁 設有至少一個通孔。
[0009] 在所述徑向固定床氣化爐中，當所述內層套筒的直徑小于等于1米時，所述通氣 管道可以只有一個；當所述內層套筒的直徑大于1米時，所述通氣管道的數(shù)量較佳地為多 個，其數(shù)量與所述內層套筒直徑的平方呈正比例相關（N °c D2, N為通氣管道的數(shù)量，D為內 層套筒的直徑），本領域技術人員均知根據(jù)實際情況調整設置。
[0010] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述通氣段的首端在上，所述通氣段的尾端 在下。
[0011] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述通氣端口設于所述外層套筒的側壁的 上部。
[0012] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含鎖斗，所述鎖 斗設于所述入口。
[0013] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含分布器，所述 分布器設于所述入口下方。
[0014] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含鎖渣斗，所述 鎖渣斗設于所述出口。
[0015] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含夾套，所述夾 套套設于所述通氣管道；所述夾套上設有夾套出入口。
[0016] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐不包含爐箅。
[0017] 在所述徑向固定床氣化爐中，所述內層套筒的下部設有的至少一個進氣口用于加 入氧化劑參加反應放熱，從而提高此處的溫度，使得固態(tài)灰渣變?yōu)橐后w，實現(xiàn)液態(tài)排渣；所 述氧化劑為本領域常規(guī)的氧化劑，優(yōu)選氧氣的體積含量為21 %~100%的氣體，進一步優(yōu) 選純氧、富氧或空氣，更進一步優(yōu)選純氧。
[0018] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述內層套筒的側壁上的通孔與所述通氣 段的側壁上的通孔錯開；這樣的設置使得徑向固定床氣化爐床層頂部造成一段由顆粒狀固 體含碳物質自封式的軸徑向二維流動，這種顆粒自封可以預防氣體短路，又不致形成反應 死角；較佳地，所述通孔錯開的距離為大于1米。
[0019] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述內層套筒的側壁上的通孔的直徑小于 使用所述徑向固定床氣化爐進行氣化反應時的顆粒狀固體含碳物質的直徑。
[0020] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述通氣段的側壁上的通孔的直徑小于使 用所述徑向固定床氣化爐進行氣化反應時的顆粒狀固體含碳物質的直徑。
[0021] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述內層套筒的側壁上的通孔和/或所述 通氣段的側壁上的通孔的設置方式為變開孔率設置方式，即在不同的開孔位置，開孔直徑 與數(shù)量不同，較佳地為：
[0022] 所述內層套筒的側壁上部優(yōu)選采用較大的開孔直徑和較多的開孔數(shù)量（這樣的 設置可以迅速加入氧化劑提高反應速率），和/或所述內層套筒的側壁下部采用較小的開 孔直徑和較少的開孔數(shù)量（這樣的設置可以降低反應速率，這樣設計可以提高氣化爐上 部的溫度，降低下部的溫度，從而使氣化爐溫度分布均勻，避免焦油等的產生，并保護反應 器），從而避免超溫損壞反應器，同時，也可以避免物料反應過程中破碎產生的大量小顆粒 進入所述通氣段。
[0023] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含第一遮擋部 件；所述第一遮擋部件設于所述內層套筒的側壁上的通孔處（以使得通孔向下開），這樣的 設置可以防止固體顆粒進入所述夾層腔體。
[0024] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含第二遮擋部 件，所述第二遮擋部件設于所述通氣段的側壁上的通孔處（以使得通孔向下開），這樣的設 置可以防止固體顆粒進入所述通氣段。
[0025] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述徑向固定床氣化爐還包含耐火磚或水 冷壁，所述耐火磚或所述水冷壁設于內層套筒；這樣的設置可以應對氣化爐內的高溫。
[0026] 在所述徑向固定床氣化爐中，較佳地，所述內層套筒為變直徑的內層套筒；所述變 直徑的內層套筒為本領域常規(guī)的變直徑的內層套筒，即由于某些特殊煤種在氣化反應后體 積會發(fā)生程度較大的膨脹，所以需要氣化爐底部直徑略大于頂部，本領域技術人員均知具 體尺寸需由反應物的膨脹率等參數(shù)合理計算得到。
[0027] 在不違背本領域常識的基礎上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本實用新型各 較佳實例。
[0028] 本實用新型所用試劑和原料均市售可得。
[0029] 本實用新型的積極進步效果在于：
[0030] (1)爐內溫度分布更加均勾，且高溫區(qū)范圍更廣，有利于減少焦油和酚類等污染物 的生成，氣化技術更加潔凈環(huán)保；
[0031] (2)由于氣體徑向流動，流過床層的路徑比軸向反應器短，通氣截面積大，床層阻 力小，有利于氣固充分接觸并提高反應速率，氣化爐可以加壓和連續(xù)運行，大大增加設備的 生產能力；
[0032] (3)可以氣化粒度大于1毫米的碎煤，大大的拓展了固定床的原料范圍，并減少了 粒內傳遞過程對宏觀反應速率的影響，提高了氣化效率。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本實用新型一較佳實施例的液態(tài)排渣的徑向固定床氣化爐結構圖。
[0034] 圖2為本實用新型一較佳實施例的遮擋部件的結構圖。
[0035] 圖3為軸向固定床氣化爐的結構圖。
【具體實施方式】
[0036] 下面通過實施例的方式進一步說明本實用新型，但并不因此將本實用新型限制在 所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，按照常規(guī)方法和條件， 或按照商品說明書選擇。
[0037] 實施例1 一種液態(tài)排渣的徑向固定床氣化爐
[0038] 如圖1所示，本實用新型提供一種液態(tài)排渣的徑向固定床氣化爐，其包括爐體1和 通氣管道2 ;
[0039] 爐體1包括內層套筒11、外層套筒12 ;內層套筒的頂部設有入口，內層套筒的底部 設有出口；位于夾層腔體中的內層套筒11的側壁設有通孔13 ;外層套筒12的側壁設有通 氣端