一种气化炉的制作方法

本发明涉及气化。更具体地说，本发明涉及一种气化炉。

背景技术：

1、气化炉是将固体原料化学转化为气态产品的关键设备。如煤气化炉将固体的煤炭通过燃烧和气化反应转化为合成气，是合成气进一步转化为氨、甲醇、天然气和油品的关键步骤。气化炉一般分为固定床气化炉、流化床气化炉和气流床气化炉。由于气化炉后续工段的合成反应一般在高压下进行，而气流床气化炉具有反应压力高的特点，因此采用气流床气化炉作为高压合成的前序工段更加节能。此外，气流床气化炉还具有生产能力大的优点，可以降低大型化工项目的投资，因而在现代大型化工项目中应用最多。

2、气流床气化炉对原料粒径有一定的限制，只能处理1mm以下的粉状固体原料。对于粒状或者块状原料，需要提前进行破碎和研磨，增加了能量消耗。而且，对于某些无法采用粉状固体进料的原料，则无法采用气流床气化炉技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种气化炉，用以解决现有气流床气化炉原料粒度适应性差、无法使用粒状原料的问题。

2、为了实现本发明的目的和其它优点，提供了一种气化炉，包括反应段和激冷段，所述反应段包括水平设置的前反应段和竖直设置的后反应段，所述前反应段、后反应段和激冷段依次相连；其中，所述前反应段远离所述后反应段的一端设有供气化剂和固体物料进入的入口，所述前反应段的温度不小于300℃。

3、优选的是，所述的气化炉，所述前反应段的数目大于等于2，多个前反应段围绕着所述后反应段的中心轴线均布。

4、优选的是，所述的气化炉，所述前反应段内设置有螺旋输送机构或间歇式输送机构，所述前反应段的反应温度不超过800℃。

5、优选的是，所述前反应段与所述后反应段相连的一端顶部设有烧嘴安装口，所述烧嘴安装口上连接有烧嘴。

6、优选的是，所述的气化炉，所述入口包括气化剂入口和固体物料入口。

7、优选的是，所述的气化炉，所述固体物料入口的进料为粒径为1mm～50mm的固体物料；所述烧嘴的进料为粒径小于1mm的固体物料和/或气化剂，所述烧嘴的进料经所述前反应段与所述后反应段相连的一端直接向下进入所述后反应段内。

8、优选的是，所述的气化炉，还包括外壳，所述反应段和激冷段均位于所述外壳的内部。

9、优选的是，所述的气化炉，所述反应段还设置有衬里，所述衬里为隔热耐火材料，或者水冷管构成的隔热装置，或者部分隔热耐火材料、部分水冷管构成的隔热装置。

10、优选的是，所述的气化炉，还包括热回收段，其设于所述后反应段和激冷段之间，所述热回收段包括热交换器、吸热介质入口和吸热介质出口。

11、优选的是，所述的气化炉，所述激冷段上设置有产品气出口、灰渣出口、激冷水入口和激冷水出口。

12、本发明至少包括以下有益效果：

13、第一、原料粒度适应性好。对于1mm以下的固体粉料，从烧嘴直接进入气化炉的后反应段，后反应段为气流床形式的反应器，气化反应速率高；对于1mm～50mm的固体物料，首先进入气化炉的前反应段，固体物料被气体以气力输送的方式携带流动而不会发生沉积，或者被螺旋输送机构、间歇式输送机构输送至后反应段，随着固体物料迅速受热发生破碎分解、气力输送过程中固体物料之间不断碰撞破碎、固体物料表面的灰层脱落，均使固体物料的粒径不断减小，增大了反应速率，固体物料转变为1mm以下的粉料后再进入后反应段。本发明气化炉可以同时气化不同粒度的原料，降低了对原料尺寸的要求，从而降低了用于破碎和研磨的原料预处理的费用。此外，本发明气化炉可以处理某些无法采用粉状固体进料的原料。

14、第二、生产能力大。通过增加前反应段的数量，可以增加固体物料的进料量，从而增加气化炉的处理能力，气化炉生产能力大。

15、第三、碳转化率高。通过控制前反应段内的气体流速，或者控制螺旋输送机构的转速，或者间歇式输送机构的频率，可以控制固体物料在前反应段内的停留时间，从而保证固体物料内的碳元素能够充分反应和转化为产品气。

16、第四、反应压力高。气化炉的外壳可以采用承压钢壳，由于采用隔热衬里结构，外壳耐压不必承受高温，因而气化炉操作压力可以达到8.7mpag，特别适合于需要高压合成的化工领域。

17、第五、能量利用率高。通过设置热回收段，将气态产物和灰渣的显热热量回收回来，并且加热吸热介质，可以提高气化炉的能量利用率。如吸热介质为锅炉水，则产生的热水或者蒸汽可以应用于供热或者发电。

18、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种气化炉，其特征在于，包括反应段和激冷段，所述反应段包括水平设置的前反应段和竖直设置的后反应段，所述前反应段、后反应段和激冷段依次相连；其中，所述前反应段远离所述后反应段的一端设有供气化剂和固体物料进入的入口，所述前反应段的温度不小于300℃。

2.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述前反应段的数目大于等于2，多个前反应段围绕着所述后反应段的中心轴线均布。

3.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述前反应段内设置有螺旋输送机构或间歇式输送机构，所述前反应段的反应温度不超过800℃。

4.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述前反应段与所述后反应段相连的一端顶部设有烧嘴安装口，所述烧嘴安装口上连接有烧嘴。

5.如权利要求4所述的气化炉，其特征在于，所述入口包括气化剂入口和固体物料入口。

6.如权利要求5所述的气化炉，其特征在于，所述固体物料入口的进料为粒径为1mm～50mm的固体物料；所述烧嘴的进料为粒径小于1mm的固体物料和/或气化剂，所述烧嘴的进料经所述前反应段与所述后反应段相连的一端直接向下进入所述后反应段内。

7.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于，还包括外壳，所述反应段和激冷段均位于所述外壳的内部。

8.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述反应段还设置有衬里，所述衬里为隔热耐火材料，或者水冷管构成的隔热装置，或者部分隔热耐火材料、部分水冷管构成的隔热装置。

9.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于，还包括热回收段，其设于所述后反应段和激冷段之间，所述热回收段包括热交换器、吸热介质入口和吸热介质出口。

10.如权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述激冷段上设置有产品气出口、灰渣出口、激冷水入口和激冷水出口。

技术总结本发明公开了一种气化炉，其特征在于，包括反应段和激冷段，所述反应段包括水平设置的前反应段和竖直设置的后反应段，所述前反应段、后反应段和激冷段依次相连；其中，所述前反应段远离所述后反应段的一端设有供气化剂和固体物料进入的入口。本发明具有原料粒度适应性好、碳转化率高等优点。技术研发人员：管清亮,张本凤,裴世钊,马东钰,马宏波,岳军,岳博,王云杰受保护的技术使用者：北京清创晋华科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23