一种熔渣器

技术领域

本发明涉及含碳物质反应器技术领域，具体涉及一种熔渣器。

背景技术

对于含碳物质反应器中的含碳物质转化重整反应器，其以含碳颗粒物为原料，采用蒸汽、氧气、二氧化碳及其混合物等物料作为氧化剂，通过反应器内腔非圆柱形的变径设计形成混合床，加入蒸汽、氧气、二氧化碳、氢气、焦油及其混合物等重整剂实现二次转化重整，利用含碳物质按预定产品工艺路线调节产品气组份，并提高反应器效率。在上述过程中，需要产生稳定的高温焰流对反应器底部的无机残渣进行扰动，并调节无机残渣的温度，维持反应器无机残渣的渣位及呈熔融态顺利卸出，所以需要一种对无机残渣进行温度调节、扰动和熔融处理的器具。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服在现有技术中缺乏一种对无机残渣进行温度调节、扰动和熔融处理的高性能器具的缺陷。

为了克服上述缺陷，本发明提供一种熔渣器，适于安装在卸料器的下端外侧，熔渣器包括：

助燃剂分布环，为沿所述卸料器的外圆周呈环形布置的管路；

第一管路，与助燃剂分布环连接，所述第一管路适于引入助燃剂；

气液燃料分布环，为沿所述卸料器的外圆周呈环形布置的管路；

第二管路，与气液燃料分布环连接，所述第二管路适于引入气液燃料；

多个烧嘴，沿所述卸料器下端的外圆周布置；多个烧嘴与助燃剂分布环、气液燃料分布环均连接；多个烧嘴产生焰流和高温烟气，并配合卸料器，对无机残渣进行扰动、混合、氧化、加热提温和托举，产生熔融液态的无机残渣。

可选地，所述助燃剂分布环和气液燃料分布环均围绕熔渣器的中心布置，且所述助燃剂分布环和气液燃料分布环为同轴设置；所述助燃剂分布环与气液燃料分布环通过腹板连接。

可选地，在所述腹板的下方安装有环形的挡板，所述挡板适于阻挡烧嘴产生的焰流。

可选地，所述挡板的内侧面与卸料器的间隙为2～6mm。

可选地，所述熔渣器通过挠性结构安装在卸料器上。

可选地，多个烧嘴的出口采用水平或向下倾斜设置；多个烧嘴出口的中心线交叉于一个球形截面内。

可选地，所述球形截面的直径不大于10mm。

可选地，所述助燃剂分布环、第一管路、气液燃料分布环、第二管路和腹板为一体式结构。

可选地，所述烧嘴包括：

烧嘴芯，与气液燃料分布环连通；

外套件，一端与烧嘴芯连接，外套件的剩余部分间隔套设在烧嘴芯的外周；所述外套件侧壁设有的接口与助燃剂分布环连通；所述外套件的另一端超出所述烧嘴芯设置，或所述外套件的另一端与所述烧嘴芯齐平设置。

可选地，所述外套件的另一端与烧嘴芯出口端的间距为0～20mm。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

1.本发明提供的熔渣器，适于安装在卸料器的下端外侧，熔渣器包括：助燃剂分布环，为沿所述卸料器的外圆周呈环形布置的管路；第一管路，与助燃剂分布环连接，所述第一管路适于引入助燃剂；气液燃料分布环，为沿所述卸料器的外圆周呈环形布置的管路；第二管路，与气液燃料分布环连接，所述第二管路适于引入气液燃料；多个烧嘴，沿所述卸料器下端的外圆周布置；多个烧嘴与助燃剂分布环、气液燃料分布环均连接；多个烧嘴产生焰流和高温烟气，并配合卸料器，对无机残渣进行扰动、混合、氧化、加热提温和托举，产生熔融液态的无机残渣；本申请采用上述技术方案，将气液燃料和助燃剂按需要分布，充分混合和燃烧，根据运行需要产生稳定的高温焰流对无机残渣进行扰动，并调节无机残渣温度，维持无机残渣的渣位及顺利卸出。并且，热应力低和受热面少，且依靠气液燃料及助燃剂实现自身冷却，从而使用寿命较长。当卸料器内部流道发生堵塞时不易被焰流烧损；有效避免气液燃料流道的高温积碳堵塞。本申请所述熔渣器不仅适用于混合床中的含碳物质转化重整反应器，同时可适用于气流床、固定床或混合床中的其它反应器等场合。并且具有使用寿命长、气液燃料与助燃剂混合充分、燃烧速度快、燃烧完全、燃烧效率高、防回火、通用性强、使用成本低和检修维护方便等优点。

2.本发明所述助燃剂分布环和气液燃料分布环均围绕熔渣器的中心布置，且所述助燃剂分布环和气液燃料分布环为同轴设置；所述助燃剂分布环与气液燃料分布环通过腹板连接；本申请采用上述技术方案，确保助燃剂分布环和气液燃料分布环可靠连接，并提供稳定均匀的气液燃料和助燃剂。

3.本发明在所述腹板的下方安装有环形的挡板，所述挡板适于阻挡烧嘴产生的焰流；本申请采用上述技术方案，通过设置挡板，屏蔽烧嘴的火焰向上的辐射和减少烧嘴的高温焰流的对流，保护腹板、气液燃料分布环和助燃剂分布环等，减少热损失。

4.本发明所述熔渣器通过挠性结构安装在卸料器上；本申请采用上述技术方案，通过挠性结构补偿温差膨胀和吸收温差应力，避免造成破坏。

5.本发明多个烧嘴的出口采用水平或向下倾斜设置；多个烧嘴出口的中心线交叉于一个球形截面内；本申请采用上述技术方案，使得多个烧嘴产生的焰流比较集中，高效利用焰流的高温。

6.本发明所述助燃剂分布环、第一管路、气液燃料分布环、第二管路和腹板为一体式结构；本申请采用上述技术方案，确保助燃剂分布环、第一管路、气液燃料分布环、第二管路和腹板连接的可靠性。

7.本发明所述烧嘴包括：烧嘴芯，与气液燃料分布环连通；外套件，一端与烧嘴芯连接，外套件的剩余部分间隔套设在烧嘴芯的外周；所述外套件侧壁设有的接口与助燃剂分布环连通；所述外套件的另一端超出所述烧嘴芯设置，或所述外套件的另一端与所述烧嘴芯齐平设置；本申请采用上述技术方案，依靠气液燃料和助燃剂实现自身冷却保护，助燃剂起到冷却保护作用，避免烧嘴芯中的气液燃料流道因气液燃料高温积碳而堵塞。在正常工况下，避免腐蚀破坏；在卸料器通道堵塞时的恶劣工况下，不易被高温焰流烧蚀破坏；使气液燃料与助燃剂能充分混合，实现较高燃烧效率的同时；气液燃料和助燃剂几乎同时从烧嘴外套出口端面喷射而出，烧嘴出口端面受气流保护，避免因卸料器滴渣和无机残渣飞溅造成烧嘴的流道堵塞或因堵塞而回火。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施方式中提供的熔渣器的剖视结构示意图；

图2为本发明实施方式中提供的烧嘴的剖视结构示意图。

附图标记说明：

1、第一输入接头；2、支架；3、第一管路；4、助燃剂分布环；5、第二输入接头；6、第二管路；7、气液燃料分布环；8、烧嘴；9、腹板；10、挡板；11、第一连接管；12、第一活接头；13、沉头螺钉；14、第二活接头；15、第二连接管；16、烧嘴芯；17、外套件；18、无机残渣；19、高温烟气；20、卸料器；21、助燃剂；22、气液燃料。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

对于含碳物质转化重整反应器，以含碳颗粒物为原料，采用蒸汽、氧气、二氧化碳及其混合物等物料作为氧化剂，通过反应器内腔非圆柱形的变径设计形成混合床，加入蒸汽、氧气、二氧化碳、氢气、焦油及其混合物等重整剂实现二次转化重整，按预定产品工艺路线调节产品气组份，并提高反应器效率。本申请所述排渣系统即可以应用于含碳物质转化重整反应器中，可作为含碳物质转化重整反应器的一部分。熔渣器是含碳物质转化重整反应器排渣控制系统的关健部件之一，其作用是将气液燃料和助燃剂按需要分布，充分混合和燃烧，根据反应器运行需要，产生稳定的高温焰流对反应器底部无机残渣池进行扰动并调节无机残渣温度，维持反应器无机残渣池无机残渣的渣位及顺利卸出。

如图1至图2所示的熔渣器的一种具体实施方式，包括：依次连接的第一管路3、助燃剂分布环4和多个烧嘴8，以及连接设置的第二管路6和气液燃料分布环7。所述熔渣器适于安装在卸料器20的下端外侧。具体的，所述熔渣器通过挠性结构配合安装在卸料器20上。本申请所述熔渣器可以理解为是一种特殊设计的等压式“工业燃烧器”。卸料器20可以是指前述含碳物质转化重整反应器的无机残渣卸出装置，习惯上也可称为“排渣器”或“下渣口”。

如图1所示，所述助燃剂分布环4为沿所述卸料器20的外圆周呈环形布置的管路；所述第一管路3适于引入助燃剂21；具体的，所述第一管路3通过第一输入接头1与外部气液燃料管道连接。助燃剂21是指空气或含有氧气的混合气体。所述气液燃料分布环7为沿所述卸料器20的外圆周呈环形布置的管路，并通过支架2固定；所述第二管路6适于引入气液燃料22；具体的，所述第二管路6通过第二输入接头5与外部助燃剂管道连接。气液燃料22是指工况条件下呈液态、气态或气液共存的液体、液化气体、加压气体等易燃物质。多个烧嘴8沿所述卸料器20下端的外圆周布置；多个烧嘴8与助燃剂分布环4、气液燃料分布环7均连接；具体的，多个烧嘴8通过第一连接管11和第一活接头12与助燃剂分布环4连接；可以是助燃剂分布环4与第一连接管11连接，第一连接管11通过第一活接头12与烧嘴8连接。多个烧嘴8通过第二连接管15和第二活接头14与气液燃料分布环7连接；可以是气液燃料分布环7与第二连接管15连接，第二连接管15通过第二活接头14与烧嘴8连接。所述第一连接管11和第二连接管15的数量根据烧嘴8的数量设置；所述第一连接管11和第二连接管15的数量可以为4至20个，并分别沿助燃剂分布环4和气液燃料分布环7的下部周向均匀分布。多个烧嘴8产生焰流和高温烟气19，并配合卸料器20，对无机残渣18进行扰动、混合、氧化、加热提温和托举，产生熔融液态的无机残渣18。烧嘴8的数量根据熔渣器的热负荷需要设置，所述烧嘴8的数量通常为4～20个。

所述助燃剂分布环4和气液燃料分布环7均围绕熔渣器的中心布置，且所述助燃剂分布环4和气液燃料分布环7为同轴设置；所述助燃剂分布环4与气液燃料分布环7通过腹板9连接。在所述腹板9的下方安装有环形的挡板10，所述挡板10适于阻挡烧嘴8产生的焰流。具体的，所述挡板10的内侧面与卸料器20的间隙为2～6mm；所述挡板10通过沉头螺钉13安装于所述腹板9的下方；且所述挡板10由耐温耐蚀合金与陶瓷复合制成。多个烧嘴8的出口采用水平或向下倾斜设置；多个烧嘴8出口的中心线交叉于一个球形截面内。具体的，所述球形截面的直径不大于10mm。多个烧嘴8可独立更换，修理及维护方便，通过局部更换零部件可反复使用。通过更换烧嘴8，可适应不同性质的气液燃料22，通用性强，使用成本低。

进一步的，所述助燃剂分布环4、第一管路3、气液燃料分布环7、第二管路6、第一连接管11、第二连接管15、支架2和腹板9为一体式结构。具体的，所述一体式结构为铸造一体式结构或焊接一体式结构。

如图2所示，所述烧嘴8包括：连接设置的烧嘴芯16和外套件17。所述烧嘴芯16与气液燃料分布环7连通；所述外套件17的一端与烧嘴芯16连接，外套件17的剩余部分间隔套设在烧嘴芯16的外周；所述外套件17侧壁设有的接口与助燃剂分布环4连通；所述外套件17的另一端超出所述烧嘴芯16设置，或所述外套件17的另一端与所述烧嘴芯16齐平设置。具体的，所述外套件17的另一端与烧嘴芯16出口端的间距为0～20mm。所述烧嘴8出口端的中心与卸料器20下端的间距为5～30mm。所述烧嘴芯16的中心线与水平面的夹角为0～30°；优选的，所述烧嘴芯16的中心线与水平面的夹角为0～22°。所述烧嘴8采用导热性能好且耐温耐蚀的合金材料制成。依靠气液燃料22和助燃剂21实现自身冷却保护，烧嘴8在正常工况下避免腐蚀破坏，以及防止再卸料器20的通道堵塞时的恶劣工况下不易被高温焰流烧蚀破坏。

本申请所述熔渣器的主要工作原理简述如下：气液燃料22由第二管路6输入气液燃料分布环7，再由第二连接管15输入烧嘴芯16的内部流道；助燃剂21由第一管路3输入助燃剂分布环4，再由第一连接管11输入烧嘴芯16与外套件17之间的流道。气液燃料22与助燃剂21在外套件17的出口端快速混合并着火燃烧，产生的高温焰流进入卸料器20内部的卸料通道，对无机残渣18进行卸料控制和对无机残渣18的温度进行调节，同时进入卸料器20上部的容器空间，对无机残渣18进行扰动。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。