气化炉pdf

  本发明涉及固体能源气化技术领域，尤其涉及一种气化炉。本发明提供的气化炉，包括炉体、锥状分流件和防堵拦截件，炉体的顶部设有反应原料入口，炉体的底部设有排渣口；锥状分流件设于炉体的内部，且位于反应原料入口的下方，锥状分流件具有用于对炉体内的物料进行分流的导向斜面，导向斜面从上向下朝靠近炉体内壁的方向倾斜延伸；防堵拦截件设于炉体的内部，并位于锥状分流件的下方，防堵拦截件包括锥台状拦截结构，锥台状拦截结构具有顶部水平拦截部和侧部锥体拦截部，顶部水平拦截部与锥状分流件之间具有安装高度差。本发明的气化炉，既

  (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 CN 112210404 A (43)申请公布日 2021.01.12 (21)申请号 0.7 (22)申请日 2020.10.23 (71)申请人 新奥科技发展有限公司 地址 065001 河北省廊坊市开发区广阳道 北 (72)发明人 张正旺汪国庆周三马志超 方科学刘明 (74)专利代理机构 北京开阳星知识产权代理有 限公司 11710 代理人 杨中鹤麻雪梅 (51)Int.Cl. C10J 3/72 (2006.01) 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 (54)发明名称 气化炉 (57)摘要 本发明涉及固体能源气化技术领域，尤其涉 及一种气化炉。本发明提供的气化炉，包括炉体、 锥状分流件和防堵拦截件，炉体的顶部设有反应 原料入口，炉体的底部设有排渣口；锥状分流件 设于炉体的内部，且位于反应原料入口的下方， 锥状分流件具有用于对炉体内的物料进行分流 的导向斜面，导向斜面从上向下朝靠近炉体内壁 的方向倾斜延伸；防堵拦截件设于炉体的内部， 并位于锥状分流件的下方，防堵拦截件包括锥台 状拦截结构，锥台状拦截结构具有顶部水平拦截 部和侧部锥体拦截部，顶部水平拦截部与锥状分 流件之间具有安装高度差。本发明的气化炉，既 A 保证防堵拦截件具有比较强的拦截能力，又保证气 4 化炉具有较高的排渣通量，进而保证系统稳定运 0 4 0 行。 1 2 2 1 1 N C CN 112210404 A 权利要求书 1/2页 1.一种气化炉，其特征是，包括： 炉体(1)，所述炉体(1)的顶部设有反应原料入口(11)，所述炉体(1)的底部设有排渣口 (14)； 锥状分流件(2)，设于所述炉体(1)的内部，且位于所述反应原料入口(11)的下方，所述 锥状分流件(2)具有用于对所述炉体(1)内的物料进行分流的导向斜面，所述导向斜面从上 向下朝靠近所述炉体(1)内壁的方向倾斜延伸；和 防堵拦截件(3)，设于所述炉体(1)的内部，并位于所述锥状分流件(2)的下方，所述防 堵拦截件(3)包括锥台状拦截结构，所述锥台状拦截结构具有顶部水平拦截部(31)和位于 所述顶部水平拦截部(31)外围的侧部锥体拦截部(32)，所述顶部水平拦截部(31)与所述锥 状分流件(2)之间具有安装高度差。 2.依据权利要求1所述的气化炉，其特征是，所述锥状分流件(2)包括顶端小、底端大 的分流锥体(21)，所述分流锥体(21)的圆锥面形成为所述导向斜面。 3.依据权利要求2所述的气化炉，其特征是，所述分流锥体(21)的锥体顶角在30°～ 120°范围内。 4.依据权利要求2所述的气化炉，其特征是，所述锥状分流件(2)还包括与所述分流 锥体(21)连接的分流锥连接杆(22)，所述分流锥体(21)通过所述分流锥连接杆(22)固定于 所述炉体(1)的内部。 5.依据权利要求1所述的气化炉，其特征是，所述顶部水平拦截部(31)包括顶部水平 支撑支架(311)和顶部水平拦截网(313)，所述顶部水平拦截网(313)覆设于所述顶部水平 支撑支架(311)上； 所述侧部锥体拦截部(32)包括锥状支撑支架和锥体拦截网(324)，所述锥体拦截网 (324)覆设于所述锥状支撑支架上。 6.依据权利要求5所述的气化炉，其特征是，所述顶部水平拦截网(313)的孔径为所 述炉体(1)内固体颗粒的平均粒径的300～400倍，且不大于所述排渣口(14)的直径的1/2； 所述锥体拦截网(324)的孔径为所述炉体(1)内固体颗粒的平均粒径的200～300倍，且 不大于所述排渣口(14)的直径的1/2。 7.根据权利要求1所述的气化炉，其特征是，所述防堵拦截件(3)还包括底部支撑结 构，所述底部支撑结构的上端与所述锥台状拦截结构的下端连接； 所述底部支撑结构包括底部支撑保护锥(33)和底部保护直管(34)，所述底部支撑保护 锥(33)的上端大、下端小，所述底部支撑保护锥(33)的下端与所述底部保护直管(34)的上 端连接且连通，所述底部保护直管(34)的下端形成为所述排渣口(14)。 8.依据权利要求7所述的气化炉，其特征是，所述底部支撑保护锥(33)及所述底部保 护直管(34)均与所述炉体(1)的内壁贴合。 9.依据权利要求8所述的气化炉，其特征是，所述炉体(1)的内壁包括直筒段及与所 述直筒段的下端连接的锥形段，所述底部支撑保护锥(33)与所述炉体(1)的锥形段贴合； 所述锥台状拦截结构的下端直径D4和所述炉体(1)的直筒段的内径D1之间满足关系： D4＝D1-k； 其中，k为高差系数，k的取值不小于所述底部支撑保护锥(33)及所述底部保护直管 (34)金属材料总膨胀量的2倍。 2 2 CN 112210404 A 权利要求书 2/2页 10.根据权利要求1至9任一项所述的气化炉，其特征是，所述锥台状拦截结构的上端 直径D5和所述锥台状拦截结构的下端直径D4之间满足关系：0.4D4≤D5≤0.8D4。 11.依据权利要求1至9任一项所述的气化炉，其特征是，所述炉体(1)的内部设有气 固分离件(4)，所述气固分离件(4)用于对进入到所述炉体(1)内且完成气化反应的物流进 行气固分离，所述锥状分流件(2)设于所述气固分离件(4)的下方，并与所述气固分离件(4) 固定连接。 12.根据权利要求11所述的气化炉，其特征是，所述气固分离件(4)具有与所述锥状 分流件(2)上下相对的圆筒部，所述气固分离件(4)的圆筒部的直径D2、出离所述气固分离 件(4)后的气固物料的平均流速u、所述顶部水平拦截部(31)和所述锥状分流件(2)之间的 安装高度差H、所述锥台状拦截结构的上端直径D5与所述锥状分流件(2)的底端直径D6之间 满足关系： 且D6≥D2； 2 其中，g为重力加速度常量，取值为9.8m/s ；λ为速度衰减系数，与所述锥状分流件(2)的 锥体顶角有关，取值在0.2～1.0范围内。 3 3 CN 112210404 A 说明书 1/7页 气化炉 技术领域 [0001] 本发明涉及固体能源气化技术领域，尤其涉及一种气化炉。 背景技术 [0002] 随着经济的发展，国家对清洁能源的开发力度逐渐加大，在众多清洁能源技术中 心高效的气化技术是将固体能源转化为清洁气态能源。高效的气化工艺主要是采用气流床气 化技术和流化床气化技术，但这两种技术均对排渣系统有特别的条件，二者大多采用底部排 渣工艺，排渣口尺寸受工艺要求影响一般均较小，但气化反应器内壁在复杂的操作工况下 易引起耐材脱落，同时反应产物容易形成较大固体颗粒，大颗粒固体残渣及脱落的大尺 寸耐材易堵塞底部排渣口，影响系统的稳定运行。 [0003] 有关技术中提供了一种防堵拦截件，该防堵拦截件设置在气化炉的炉体内部，用 于对大颗粒固体残渣及脱落的大尺寸耐材进行拦截，同时允许小颗粒固体物料通过并最终 经炉体底部的排渣口排出，但该防堵拦截件整体采用锥形结构导致整体通量严重不足，反 应残渣无法及时排放反而易导致内部架桥并最终影响系统稳定运行。 [0004] 因此，如何在防止大颗粒固体残渣及脱落的大尺寸耐材堵塞底部排渣口的同时， 减少对排渣通量的影响，保持系统的稳定运行成为目前亟待解决的技术问题。 发明内容 [0005] 未解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供了一种气 化炉，既保证防堵拦截件具有比较强的拦截能力，又保证气化炉具有较高的排渣通量，保证系 统稳定运行。 [0006] 本发明提供的一种气化炉，包括：炉体，所述炉体的顶部设有反应原料入口，所述 炉体的底部设有排渣口；锥状分流件，设于所述炉体的内部，且位于所述反应原料入口的下 方，所述锥状分流件具有用于对所述炉体内的物料进行分流的导向斜面，所述导向斜面从 上向下朝靠近所述炉体内壁的方向倾斜延伸；和防堵拦截件，设于所述炉体的内部，并位于 所述锥状分流件的下方，所述防堵拦截件包括锥台状拦截结构，所述锥台状拦截结构具有 顶部水平拦截部和位于所述顶部水平拦截部外围的侧部锥体拦截部，所述顶部水平拦截部 与所述锥状分流件之间具有安装高度差。 [0007] 可选地，所述锥状分流件包括顶端小、底端大的分流锥体，所述分流锥体的圆锥面 形成为所述导向斜面。 [0008] 可选地，所述分流锥体的锥体顶角在30°～120°范围内。 [0009] 可选地，所述锥状分流件还包括与所述分流锥体连接的分流锥连接杆，所述分流 锥体通过所述分流锥连接杆固定于所述炉体的内部。 [0010] 可选地，所述顶部水平拦截部包括顶部水平支撑支架和顶部水平拦截网，所述顶 部水平拦截网覆设于所述顶部水平支撑支架上；所述侧部锥体拦截部包括锥状支撑支架和 锥体拦截网，所述锥体拦截网覆设于所述锥状支撑支架上。 4 4 CN 112210404 A 说明书 2/7页 [0011] 可选地，所述顶部水平拦截网的孔径为所述炉体内固体颗粒的平均粒径的300～ 400倍，且不大于所述排渣口的直径D3的1/2；所述锥体拦截网的孔径为所述炉体内固体颗 粒的平均粒径的200～300倍，且不大于所述排渣口的直径D3的1/2。 [0012] 可选地，所述防堵拦截件还包括底部支撑结构，所述底部支撑结构的上端与所述 锥台状拦截结构的下端连接；所述底部支撑结构包括底部支撑保护锥和底部保护直管，所 述底部支撑保护锥的上端大、下端小，所述底部支撑保护锥的下端与所述底部保护直管的 上端连接且连通，所述底部保护直管的下端形成为所述排渣口。 [0013] 可选地，所述底部支撑保护锥及所述底部保护直管均与所述炉体的内壁贴合。 [0014] 可选地，所述炉体的内壁包括直筒段及与所述直筒段的下端连接的锥形段，所述 底部支撑保护锥与所述炉体的锥形段贴合；所述锥台状拦截结构的下端直径D4和所述炉体 的直筒段的内径D1之间满足关系：D4＝D1-k；其中，k为高差系数，k的取值不小于所述底部 支撑保护锥及所述底部保护直管金属材料总膨胀量的2倍。 [0015] 可选地，所述锥台状拦截结构的上端直径D5和所述锥台状拦截结构的下端直径D4 之间满足关系：0.4D4≤D5≤0.8D4。 [0016] 可选地，所述炉体的内部设有气固分离件，所述气固分离件用于对进入到所述炉 体内且完成气化反应的物流进行气固分离，所述锥状分流件设于所述气固分离件的下方， 并与所述气固分离件固定连接。 [0017] 可选地，所述气固分离件具有与所述锥状分流件上下相对的圆筒部，所述气固分 离件的圆筒部的直径D2、出离所述气固分离件后的气固物料的平均流速u、所述顶部水平拦 截部和所述锥状分流件之间的安装高度差H、所述锥台状拦截结构的上端直径D5与所述锥 状分流件的底端直径D6之间满足关系： [0018] 且D6≥D2； [0019] 2 其中，g为重力加速度常量，取值为9.8m/s ；λ为速度衰减系数，与所述锥状分流件 的锥体顶角有关，取值在0.2～1.0范围内。 [0020] 本发明实施例提供的技术方案与现存技术相比具有如下优点： [0021] 本发明实施例提供的气化炉，通过在气化炉的炉体内部增设锥状分流件(或称分 流锥)和防堵拦截件，实现上分流下拦截的功能，锥状分流件用于将炉体内的大颗粒固体残 渣及脱落的大尺寸耐材分流至炉体内部的四周边缘处，使得炉体内的中部空间不再有大颗 粒固体物料存在；防堵拦截件的锥台状拦截结构采用顶部水平拦截部和侧部锥体拦截部相 结合的形式，大颗粒固体物料最终被防堵拦截件拦截在炉体内部的四周边缘处，小颗粒固 体物料在自身重力作用下自由下落并通过防堵拦截件的孔道后，最终由炉体底部的排渣口 排出系统，相较于有关技术中防堵拦截件采用全锥体拦截结构，本发明的防堵拦截件通过 设置顶部水平拦截部可有效提升防堵拦截件的流通面积，进而提高颗粒固体物料的排放效 率，从而既保证防堵拦截件具有比较强的拦截能力，又保证气化炉具有较高的排渣通量，进而 保证系统稳定运行。 附图说明 [0022] 此处的附图被并入说明书里面并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施 5 5 CN 112210404 A 说明书 3/7页 例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。 [0023] 为了更清楚地说明本发明实施例或现存技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而 言，在不付出创造性劳动性的前提下，还能够准确的通过这些附图获得其他的附图。 [0024] 图1为本发明一实施例所述气化炉的结构示意图； [0025] 图2为本发明一实施例中锥状分流件的结构示意图； [0026] 图3为图2所示锥状分流件的仰视结构示意图； [0027] 图4为本发明一实施例中防堵拦截件的结构示意图； [0028] 图5为图4所示防堵拦截件的俯视结构示意图。 [0029] 其中，1-炉体；11-反应原料入口；12-气化炉本体；13-耐火材料层；14-排渣口；15- 反应气体出口； [0030] 2-锥状分流件；21-分流锥体；22-分流锥连接杆； [0031] 3-防堵拦截件；31-顶部水平拦截部；311-顶部水平支撑支架；312-第一连接件； 313-顶部水平拦截网；32-侧部锥体拦截部；321-第二连接件；322-水平支撑环；323-侧部支 撑杆；324-锥体拦截网；33-底部支撑保护锥；34-底部保护直管； [0032] 4-气固分离件。 具体实施方式 [0033] 为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案 进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可 以相互组合。 [0034] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采 用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书里面的实施例只是本发明的一部分实施 例，而不是全部的实施例。 [0035] 如图1所示，本发明实施例提供了一种气化炉，包括炉体1、锥状分流件2(或称分流 锥)和防堵拦截件3，具体地，炉体1的顶部设有反应原料入口11，炉体1的底部设有排渣口 14；锥状分流件2设于炉体1的内部，且位于反应原料入口11的下方，锥状分流件2具有用于 对炉体1内的物料进行分流的导向斜面，导向斜面从上向下朝靠近炉体1内壁的方向倾斜延 伸，该导向斜面能够将炉体1内的大颗粒固体残渣及脱落的大尺寸耐材分流至炉体1内部的 四周边缘处；防堵拦截件3设于炉体1的内部，并位于锥状分流件2的下方，防堵拦截件3包括 锥台状拦截结构，锥台状拦截结构具有顶部水平拦截部31和位于顶部水平拦截部31外围的 侧部锥体拦截部32，顶部水平拦截部31与锥状分流件2之间具有安装高度差，顶部水平拦截 部31和侧部锥体拦截部32用于对大颗粒固体残渣及脱落的大尺寸耐材进行拦截，避免大颗 粒固体残渣及脱落的大尺寸耐材堵塞排渣口14，同时允许小颗粒固体残渣及脱落的小尺寸 耐材通过，小颗粒固体残渣及脱落的小尺寸耐材通过顶部水平拦截部31及侧部锥体拦截部 32上的孔道进入炉体1底部，并最终由炉体1底部的排渣口14排出系统，保证系统正常运行。 [0036] 具体而言，如图1所示，气化炉的炉体1包括气化炉本体12(或称设备本体)和耐火 材料层13，耐火材料层13附设于气化炉本体12的内壁上，炉体1的上部设有反应原料入口 11，炉体1的侧部设有反应气体出口15，炉体1的底部设有排渣口14。在实际运行过程中，气 6 6 CN 112210404 A 说明书 4/7页 化炉反应原料通过反应原料入口11进入炉体1内部的气化反应区(即炉体1内的上部空间) 进行气化反应，反应后的固体物料在重力作用下通过炉体1底部的排渣口14离开气化炉，反 应后的气体物料通过反应气体出口15离开气化炉。进入气化反应区的物流具有较强的流速 以满足对撞物理混合加速反应的目的，气化反应区内流场要求物流具有较强的返混性能， 这导致气化反应区处的耐火材料层受到反应固体产物的高速冲刷，同时受到气化反应区高 温的影响存在膨胀受力问题。因此，在气化炉的运行过程中会发生耐火材料脱落现象，脱落 的小尺寸耐材随反应后的固体产物进入炉体1底部并通过炉体1底部的排渣口14排出系统， 但脱落的大尺寸耐材进入炉体1底部会堵塞炉体1底部的排渣口14，导致系统无法正常运 行。同时，受反应工况及原料性质影响，在特殊工况下会在反应区生成较大颗粒的反应固体 残渣，大颗粒反应固体残渣在排渣口14处聚集并最终堵塞炉体1底部的排渣口14，导致系统 无法稳定运行。 [0037] 本发明的实施例通过在炉体1内部增设锥状分流件2和防堵拦截件3，反应后的大 颗粒固体残渣及脱落的大尺寸耐火材料，在炉体1内部的气流及其自身动能的作用下，与锥 状分流件2的锥面接触碰撞，接触碰撞后大颗粒固体物料在自身重力及碰撞的作用下改变 行动轨迹，增加了横向位移，最终散落在炉体1内部周围，并最终被防堵拦截件3拦截在炉体 1内部的四周边缘处。炉体1内部的中部空间不再有大颗粒固体物料存在，小颗粒固体物料 由于其重量轻、惯性力小，不容易散落在炉体1内部周围，小颗粒固体物料最终在重力作用 下自由下落并通过防堵拦截件3的孔道进入炉体1底部，最终通过炉体1底部的排渣口14排 出系统。 [0038] 在一些实施例中，如图2和图3所示，锥状分流件2包括顶端小、底端大的分流锥体 21，分流锥体21的圆锥面形成为导向斜面。具体地，分流锥体21可以为空心锥体，也可以为 实心锥体，分流锥体21的顶端可以为尖角，也可以为带弧度的圆角，具体可根据真实的情况自 行设计与选择。需要说明的是，锥状分流件2的分流锥体21优选为圆锥状分流锥体，但不限 于为圆锥状分流锥体，也可以为棱锥状分流锥体。 [0039] 优选地，如图2所示，图示中的c表示分流锥体21的锥体顶角，分流锥体21的锥体顶 角c在30°～120°范围内，锥体顶角c具体可以为30°、45°、60°、90°、105°、120°等，可根据实 际设计需求进行合理取值。 [0040] 进一步地，如图2和图3所示，锥状分流件2还包括与分流锥体21连接的分流锥连接 杆22，分流锥体21通过分流锥连接杆22固定于炉体1的内部。具体地，可以在炉体1的内部设 置连接件(如下述的气固分离件4)，分流锥体21可通过分流锥连接杆22与该连接件固定连 接，以此实现将分流锥体21固定于炉体1的内部；分流锥体21也可通过分流锥连接杆22直接 与炉体1的内壁固定连接，以此实现将分流锥体21固定于炉体1的内部。 [0041] 在一个具体实施例中，如图1所示，炉体1的内部设有气固分离件4(或称高效分离 件)，气固分离件4用于对进入到炉体1内且完成气化反应的物流进行气固分离，锥状分流件 2设于气固分离件4的下方，并与气固分离件4固定连接。具体地，分流锥体21与气固分离件4 通过分流锥连接杆22进行连接，连接方式可为焊接、螺杆连接等方式，分流锥连接杆22采用 多个均布方式，保证受力均匀。具体而言，分流锥体21的下端部连接有多个分流锥连接杆 22，多个分流锥连接杆22沿分流锥体21的周向分布于分流锥体21的外围，分流锥连接杆22 的下端与分流锥体21的下端部连接，分流锥连接杆22的上端竖直向上延伸，分流锥连接杆 7 7 CN 112210404 A 说明书 5/7页 22的上端与气固分离件4固定连接。 [0042] 在一些实施例中，如图1和图4所示，防堵拦截件3为分体式结构，优选地，防堵拦截 件3的各部分尺寸满足炉体1内部安装的最大尺寸要求，并通过焊接或螺栓在炉体1内部进 行拼接。具体地，防堵拦截件3的上部为锥台状拦截结构，锥台状拦截结构包括顶部水平拦 截部31和侧部锥体拦截部32，两者可通过螺杆进行固定连接。 [0043] 如图5所示，顶部水平拦截部31包括顶部水平支撑支架311和顶部水平拦截网313， 顶部水平拦截网313覆设于顶部水平支撑支架311上，具体地，顶部水平支撑支架311可以包 括纵横交错设置的多根水平支撑杆，以利用顶部水平支撑311对顶部水平拦截网313进行支 撑，以此提高顶部水平拦截网313的结构强度。顶部水平拦截网313与顶部水平支撑311可通 过焊接连接。顶部水平拦截部31通过第一连接件312(或称顶部水平与侧部锥体连接件)与 侧部锥体拦截部32连接，连接方式可以为焊接、螺栓、捆扎等方式。 [0044] 进一步地，顶部水平拦截网313优选为丝网，顶部水平拦截网313的孔径与炉体1内 固体颗粒的平均粒径d有关，优选为炉体1内固体颗粒的平均粒径的300～400倍，且不大于 炉体1底部排渣口14的直径D3的1/2，如图1所示，图示中的D3表示排渣口14的直径。 [0045] 需要说明的是，平均粒径指的是，对于一个由大小和形状不相同的粒子组成的实 际粒子群，与一个由均一的球形粒子组成的假想粒子群相比，如果两者的粒径全长相同，则 称此球形粒子的直径为实际粒子群的平均粒径。本发明上述实施例涉及的炉体1内固体颗 粒的平均粒径可通过常规实验手段测得。 [0046] 如图5所示，侧部锥体拦截部32包括锥状支撑支架和锥体拦截网324，锥体拦截网 324覆设于锥状支撑支架上。具体地，锥状支撑支架可包括水平支撑环322和侧部支撑杆 323，水平支撑环322可包括从上至下直径逐渐减小的多个水平支撑环322，侧部支撑杆323 可包括沿周向依次设置的多根支撑杆，每根支撑杆从其上端到其下端逐渐向远离中轴线的 方向扩展延伸，水平支撑环322和侧部支撑杆323共同构造成该锥状支撑支架。具体地，水平 支撑环322可采用圆形钢柱加工而成，侧部支撑杆323可采用钢柱或竖直钢板加工而成，锥 体拦截网324可与侧部支撑杆323通过焊接方式连接。 [0047] 进一步地，锥体拦截网324优选为丝网，锥体拦截网324的孔径与炉体1内固体颗粒 的平均粒径d有关，优选为炉体1内固体颗粒的平均粒径的200～300倍，且不大于炉体1底部 排渣口14的直径D3的1/2。 [0048] 在一些实施例中，如图4所示，防堵拦截件3不仅包括上部的锥台状拦截结构，还包 括底部支撑结构，底部支撑结构的上端与锥台状拦截结构的下端连接。具体地，底部支撑结 构包括底部支撑保护锥33和底部保护直管34，底部支撑保护锥33的上端大、下端小，底部支 撑保护锥33的上端与侧部锥体拦截部32的下端连接，底部支撑保护锥33的下端与底部保护 直管34的上端连接且连通，底部保护直管34的下端形成为排渣口14。具体地，侧部锥体拦截 部32可通过第二连接件321(或称侧部锥体与底锥连接件)与底部支撑保护锥33进行连接， 第二连接件321可以为卡扣、螺栓、支腿等形式。 [0049] 优选地，底部支撑保护锥33和底部保护直管34均与炉体1内壁的耐火材料层13紧 密贴合，一方面可保护底部的耐火材料，减少耐火材料的脱落，另一方面可防止底部脱落的 耐火材料掉落至排渣口14处。底部支撑保护锥33和底部保护直管34可通过焊接方式进行连 接，底部支撑保护锥33内部可设置支撑结构以提高整体强度，支撑结构具体可为水平支撑 8 8 CN 112210404 A 说明书 6/7页 筋或沿锥体锥面设置的侧部支撑筋板。 [0050] 如图4所示，图示中的b表示底部支撑保护锥33的锥角，底部支撑保护锥33的锥角b 可与炉体1的锥角一致；图示中的a表示侧部锥体拦截部32的锥体底角，侧部锥体拦截部32 的锥体底角a与炉体1内固体物料的安息角θ有关，为保证固体物料能够顺利通过中部锥体 拦截网324，要求θ≤a≤90°-θ。需要说明的是，安息角指的是散料(即固体物料)在堆放时能 够保持自然稳定状态的最大角度(单边对地面的角度)。 [0051] 如图1所示，炉体1的内壁包括直筒段及与直筒段的下端连接的锥形段，底部支撑 保护锥33与炉体1的锥形段贴合，图示中的D1表示炉体1的直筒段的内径；如图4所示，D4表 示锥台状拦截结构的下端直径，D4与D1相关，锥台状拦截结构的下端直径D4和炉体1的直筒 段的内径D1之间满足关系：D4＝D1-k；其中，k为高差系数，k的取值与底部支撑保护锥33和 底部保护直管34金属材料膨胀量有关，不小于总膨胀量的2倍，也即不小于防堵拦截件3的 底部支撑结构金属材料整体膨胀量的2倍。 [0052] 如图4所示，图示中的D5表示锥台状拦截结构的上端直径，图示中的D4表示锥台状 拦截结构的下端直径，D5和D4相关，锥台状拦截结构的上端直径D5和锥台状拦截结构的下 端直径D4之间满足关系：0.4D4≤D5≤0.8D4，优选地，D5＝1/2D4，以保证顶部水平拦截部31 的整体通量占防堵拦截件3的截面通量的1/4，并将防堵拦截件3的整体水平流通量提高。 [0053] 如图1所示，气固分离件4具有与锥状分流件2上下相对的圆筒部，图示中的D2表示 气固分离件4的圆筒部的直径，出离气固分离件4后的气固物料的平均流速为u，图示中的H 表示顶部水平拦截部31和锥状分流件2之间的安装高度差；如图2所示，图示中的D6表示锥 状分流件2的底端直径；如图4所示，图示中的D5表示锥台状拦截结构的上端直径，D6与D2、 u、H、D5之间满足关系： [0054] 且D6≥D2； [0055] 2 其中，g为重力加速度常量，取值为9.8m/s ；λ为速度衰减系数，与锥状分流件2的 锥体顶角有关，取值在0.2～1.0范围内。 [0056] 在一个具体示例中，出离气固分离件4后的气固流体速度u＝1m/s，顶部水平拦截 部31和锥状分流件2之间的安装高度差H＝2m，炉体1的直筒段的内径D1＝3m，气固分离件4 的圆筒状结构的直径D2＝0.5m，炉体1底部排渣口14直径D3＝60mm，侧部锥体拦截部32的锥 体底角a＝60°，防堵拦截件3的底部支撑结构金属材料整体膨胀量为0.1m，炉体1内固体颗 粒的平均粒径d＝80μm，炉体1内固体颗粒(或称固体物料)的安息角θ＝30°，锥状分流件2的 锥体顶角c＝45°，速度衰减系数λ＝0.5。 [0057] 依据防堵拦截件3的锥台状拦截结构的下端直径D4和炉体1的直筒段的内径D1之 间的关系，可以得到锥台状拦截结构的下端直径D4＝D1-k＝3-2*0.1＝2.8m；依据锥台状拦 截结构的上端直径D5和锥台状拦截结构的下端直径D4之间的关系，可以得到锥台状拦截结 构的上端直径D5＝1/2D4＝0.5*2.8＝1.4m。 [0058] 依据锥状分流件2的下端直径D6与D2、u、H、D5之间的关系，可以得到 根据公式计算数据可知满足D6＞D2的 条件，因此D6取值为0.76m。 9 9 CN 112210404 A 说明书 7/7页 [0059] 依据顶部水平拦截网313的孔径与炉体1内固体颗粒的平均粒径之间的关系，可以 得到顶部水平拦截网313的孔径可为24mm～32mm，在考虑顶部水平拦截网313的孔径不大于 1/2D3的条件下可以选取为30mm；根据锥体拦截网324的孔径与炉体1内固体颗粒的平均粒 径之间的关系，可以得到锥体拦截网324的孔径可为16mm～24mm，在考虑锥体拦截网324的 孔径不大于1/2D3的条件下可以选取为20mm。 [0060] 依据侧部锥体拦截部32的锥体底角a与炉体1内固体物料的安息角θ之间的关系， 可以得到防堵拦截件3的侧部锥体拦截部32的锥体底角a＝90°-θ＝60°，整体结构尺寸便基 本确定。 [0061] 通过本发明上述实施例设计的气化炉，本发明实施例中的防堵拦截件3与相关技 术中的全锥体防堵拦截件相比，在不考虑拦截丝网的丝径及支撑结构对流通面积影响的前 提下，本发明采用锥台状拦截结构的排渣流通量相较于相关技术提高了74.84％，可以有效 提高固体颗粒的排放效率，降低堵塞风险。 [0062] 当然，本发明实施例各结构参数的取值不限于上述具体限定，可结合实际情况自 行设计与调整，只要不脱离本发明的设计构思，均应在本发明的保护范围内。 [0063] 综上所述，本发明实施例提供的气化炉，通过在气化炉的炉体内部增设锥状分流 件和防堵拦截件，实现上分流下拦截的功能，用锥台状拦截结构代替有关技术中的全锥体 防堵拦截结构，有效提升了防堵拦截件的流通面积，进而提高了固体颗粒的排放速率，同时 利用锥状分流件将大颗粒固体残渣及脱落的大尺寸耐火材料高效分流至炉体内部的四周， 并最终被防堵拦截件拦截在炉体内部的四周边缘位置，提高了拦截效率。 [0064] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的 包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包 括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要 素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要 素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 [0065] 以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发 明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。 10 10 CN 112210404 A 说明书附图 1/3页 图1 11 11 CN 112210404 A 说明书附图 2/3页 图2 图3 12 12 CN 112210404 A 说明书附图 3/3页 图4 图5 13 13

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