整体煤气化联合循环发电系统用气化炉的制作方法

1.本实用新型涉及气化炉技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种整体煤气化联合循环发电系统用气化炉。


背景技术：

2.整体煤气化联合循环发电系统(integrated gasification combined cycle，igcc)，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。igcc由两部分组成，即煤的气化与净化部分和燃气
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蒸汽联合循环发电部分。第一部分的主要设备有气化炉、空分装置、煤气净化设备(包括硫的回收装置)；第二部分的主要设备有燃气轮机发电系统、余热锅炉、蒸汽轮机发电系统。igcc的工艺过程如下：煤经气化成为中低热值煤气，经过净化，除去煤气中的硫化物、氮化物、粉尘等污染物，变为清洁的气体燃料，然后送入燃气轮机的燃烧室燃烧，加热气体工质以驱动燃气透平做功，燃气轮机排气进入余热锅炉加热给水，产生过热蒸汽驱动蒸汽轮机做功。igcc技术把洁净的煤气化技术与高效的燃气
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蒸汽联合循环发电系统结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能，是一种有发展前景的洁净煤发电技术。
3.气化炉是整体煤气化联合循环发电系统的核心部分，igcc气化炉的炉渣通常采用液态排渣法。炉内粉煤发生化学反应时，生成温度为1500℃～1700℃的合成气和炉渣、飞灰，炉渣在与气化炉水冷壁接触时，最先靠近的部分因温度低而固化，附着在水冷壁上，形成一个壳层，随后靠近的炉渣因温度高呈液态，液态渣附在固态渣壳表面，在重力作用下往下流，流至气化炉底部的渣池，被冷却水激冷，变成细小的颗粒排出炉体。正常运行状态下，渣层厚度维持在一定范围内，外层熔渣沿渣层表面连续不断流动，形成良好挂渣，一旦炉况波动，引起渣层变化，炉内排渣口便易发生堵渣现象，将会影响气化炉的安全稳定运行，严重时导致气化炉停运，并且传统的熔渣激冷采用水作为冷却介质，会消耗量大水，造成水资源污染和浪费。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的是提供一种整体煤气化联合循环发电系统用气化炉，能够有效解决上述问题，本实用新型整体煤气化联合循环发电系统用气化炉对排渣结构作以改进，有效避免堵渣现象，并且利用igcc系统捕集的co2作为冷却剂对熔渣激冷，有效的对igcc系统资源进行循环利用，节能且环保。
5.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种整体煤气化联合循环发电系统用气化炉，包括气化炉，所述气化炉上部设有燃烧室，所述气化炉下部设有激冷室，所述燃烧室与所述激冷室之间设有连通的熔渣出口，所述激冷室与所述熔渣出口连接的一端设有过渡段，所述激冷室内设有水平的筛板，所述筛板中间设有一通孔，所述通孔处穿设有竖直的转动轴，所述转动轴的顶端设有刀片，所述刀片位于筛板之上，所述转动轴的底端连接有电机，所述电机设置于激冷室外侧，所述激冷室上设有低温co2入口、气体出口
以及排渣口。
6.优选的是：所述低温co2入口与整体煤气化联合循环发电系统中co2捕集系统的液态co2储罐相连。
7.优选的是：所述低温co2入口位于所述过渡段上。
8.优选的是：所述排渣口设置两个，位于激冷室底部两侧。
9.优选的是：所述转动轴上近排渣口处设有拨料叶片。
10.优选的是：所述激冷室的气体出口处设有过滤装置。
11.优选的是：所述过渡段的直径大于所述熔渣出口直径，所述激冷室直径大于所述过渡段直径。
12.优选的是：所述刀片至少设置两片。
13.本实用新型至少包括以下有益效果：
14.本实用新型的整体煤气化联合循环发电系统用气化炉在激冷室内设有激冷后的固态的灰渣破碎装置，可将大块的固态的灰渣破碎成较小粒径颗粒后从排渣口排出，避免排渣口出现堵渣现象，影响炉内工况，以保证气化炉稳定运行；
15.本实用新型的整体煤气化联合循环发电系统用气化炉的激冷室是利用低温co2作为冷却剂冷却熔渣，低温co2冷却剂来源于igcc系统捕集的co2，冷却熔渣后的co2气体再回收至igcc系统的co2捕集系统进行处理后再次作为冷却剂冷却熔渣，该过程对igcc系统的co2资源进行循环利用，节能且环保。
16.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体煤气化联合循环发电系统用气化炉结构示意图。
18.图2为本实用新型的整体煤气化联合循环发电系统用气化炉转动轴结构俯视图。
19.图3为本实用新型的整体煤气化联合循环发电系统用气化炉筛板结构俯视图。
20.附图标记说明：1-气化炉；2-燃烧室；3-激冷室；4-熔渣出口；5-过渡段；6-筛板；7-转动轴；8-刀片；9-电机；10-低温co2入口；11-气体出口；12-排渣口；13-拨料叶片。
具体实施方式
21.下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
22.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它组件或其组合的存在或添加。
23.在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.如图1-3所示，本实用新型提供一种整体煤气化联合循环发电系统用气化炉的实施方案，包括气化炉1，所述气化炉1为两段式干煤粉气化炉，采用水冷壁式炉膛、液态排渣，
所述气化炉1上部设有燃烧室2，所述燃烧室2分为上、下两段，燃烧室2上段设有喷入少量煤粉和水的第一入口201，燃烧室下段设有喷入煤粉、水蒸气和氧气的第二入口202，所述气化炉1顶部设有烟气出口203，所述气化炉1下部设有激冷室3，用于激冷高温液态熔渣，所述燃烧室2与所述激冷室3之间设有连通的熔渣出口4，所述激冷室3与所述熔渣出口4连接的一端设有过渡段5，过渡段5具有一定高度，以使高温液态熔渣在滴落过程中被激冷成固态的灰渣，固态的灰渣因重力作用从高处坠落以利于灰渣破碎，所述激冷室3内设有水平的筛板6，所述筛板6固定的内接于激冷室3的内壁上，所述筛板6上设有灰渣穿过的筛孔，以使较小粒径的灰渣优先排出，所述筛板6中间设有一通孔，所述通孔处穿设有竖直的转动轴7，所述转动轴7的顶端设有弧形的刀片8，所述刀片8位于筛板6之上，所述刀片8随转动轴7转动并在转动的过程中碰撞击碎筛板6上较大粒径的灰渣，所述转动轴7的底端与电机9的转轴一端连接，所述电机9固定设置于激冷室3底部的外侧，所述激冷室3上设有低温co2入口10，用于喷入冷却剂低温co2，所述激冷室3上设有气体出口11，用于冷却熔渣后co2气体的排出，所述激冷室3上设有排渣口12，用于固态的灰渣排出。
25.所述低温co2入口10与整体煤气化联合循环发电系统中co2捕集系统的液态co2储罐相连。
26.上述技术方案中，igcc系统包括气化炉系统、粗煤气净化系统、co2捕集系统、联合循环发电系统、空分系统，其工艺流程为，将干煤粉、水蒸气等送入气化炉1，同时由空分系统向气化炉1输送氧气，干煤粉在燃烧室2内燃烧后产生粗煤气，粗煤气由气化炉1顶部烟气出口203排至粗煤气净化系统进行换热、除尘、脱硫、脱氮、脱co2，得到净化的洁净煤气，洁净煤气送入联合循环发电系统燃烧发电，其中脱出的co2输入co2捕集系统净化处理后压缩液化储存至液态co2储罐中，上述igcc系统工艺流程为现有技术，具体细节内容此处不做赘述。气化炉1激冷室3的低温co2入口10与液态co2储罐相连，由液态co2储罐向激冷室3内喷入低温co2，低温co2作为冷却剂冲击液态熔渣，使高温液态熔渣冷却固化形成颗粒状灰渣落至筛板6上，较小颗粒灰渣经筛板6上筛孔落下并从排渣口12排出，筛板6上较大颗粒的灰渣经旋转的刀片8碰撞击碎成较小颗粒后从筛孔落下并从排渣口12排出，冷却液态熔渣后的co2气体经激冷室3上气体出口11排出并输送至粗煤气净化系统净化后再次输入co2捕集系统循环利用。
27.本实用新型的整体煤气化联合循环发电系统用气化炉在激冷室内设有激冷后的固态的灰渣破碎装置，可有效避免排渣口出现堵渣现象，以保证气化炉稳定运行；并且本实用新型的整体煤气化联合循环发电系统用气化炉的激冷室是利用igcc系统co2捕集系统的低温co2作为冷却剂冷却熔渣，冷却熔渣后的co2气体经处理再回收至co2捕集系统循环利用，节能且环保。
28.另一技术方案中，所述低温co2入口10位于所述过渡段5的下部，且在过渡段5径向上均匀设置有多个低温co2入口，以使高温液态熔渣在滴落的过程中被喷入的低温co2冷却，避免高温液态熔渣在熔渣出口4处固化造成熔渣出口4堵塞。
29.另一技术方案中，所述排渣口12设置两个，位于激冷室3底部两侧。激冷室3的排渣口12位置设置在激冷室3底部两侧，侧向排渣避免了传统的从激冷室3底部中心排渣易堵塞的问题，且设置两个排渣口12，可有效提高排渣效率。
30.另一技术方案中，所述转动轴7上近排渣口12处设有拨料叶片13。所述拨料叶片13
固定于转动轴7上随转动轴7转动，拨料叶片13可将激冷室3中部的灰渣推至排渣口12，以利于灰渣从排渣口12排出，避免激冷室3内灰渣堆积以及排渣口12堵塞。
31.另一技术方案中，所述激冷室3的气体出口11处设有过滤装置，通过过滤装置将激冷室3中要排出的co2气体中携带的灰渣进行初步过滤，过滤的灰渣落入激冷室3底部随灰渣排出。
32.另一技术方案中，所述过渡段5的直径大于所述熔渣出口4的直径，使液态熔渣从熔渣出口流出后呈滴落状，避免液态熔渣沿过渡段5内壁流动结成大块灰渣不易排出，所述激冷室3直径大于所述过渡段5的直径，以使激冷室3有较大的容纳和处理灰渣的空间，以保证灰渣顺利排出，避免灰渣在激冷室内发生堵塞现象。
33.另一技术方案中，所述刀片8至少设置两片，以保证灰渣的破碎效率。
34.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。