1.本实用新型涉及一种超声波强化气化炉，特别适用于气流床气化工艺领域。
技术背景
2.煤气化技术是以煤或煤焦为原料，以氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。目前已实现工业化的煤气化技术主要有固定（移动）床气化技术、流化床气化技术和气流床气化技术。其中，水煤浆和干粉煤技术为主的气流床气化技术由于技术先进，气化压力较高，符合大型化要求，近年来发展较快。
3.气化炉是煤气化技术的关键设备，目前常见的气流床气化炉在工业应用时，或多或少会出现炉内反应不充分、碳转化率低等现象。通常工业气流床气化炉一经投入使用，若出现碳转化率低等不良现象，通常只能通过优化操作条件以及更换烧嘴来改善气化性能，然而这些对于气化炉碳转化率的改善通常是有限的。因此，有待开发一种新型的气流床气化炉，确保气化炉内反应更加充分，拥有更高的碳转化率，对于企业降本增效有着积极作用。
技术实现要素：
4.本实用新型旨在提供一种超声波强化气化炉，通过利用气化炉内的反应强度，以解决现有气流床气化炉出现的反应强度低和碳转化率低等技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
6.一种超声波强化气化炉，其特征在于：所述气化炉纵向布置，气化炉壳体内分为上端的气化室和下端的激冷室；所述气化室顶部的中心点竖直安装有工艺烧嘴，在工艺烧嘴周围倾斜设置有至少两个对称的超声波发生装置。
7.对于气化炉内部结构，所述气化室的内径小于激冷室的内径。
8.所述气化室底部通过喇叭状开口连接激冷室内的下沉管，高温粗煤气从下沉管底部出来，经过冷却，从激冷室侧壁上方的粗煤气出口排出。
9.所述气化炉壳体对应气化室的部分设置有一定厚度的耐火砖结构，或者采用一定厚度的水冷壁结构。
10.对于工艺烧嘴，可以进一步设计为：
11.进一步的，所述工艺烧嘴通过壳顶法兰接口安装于壳体顶部。
12.进一步的，所述工艺烧嘴可以是水煤浆工艺烧嘴，也可以是干煤粉工艺烧嘴。
13.对于超声波发生装置，可以进一步设计为：
14.进一步的，所述超声波发生装置均以工艺烧嘴为中心对称布置。
15.进一步的，所述超声波发生装置的下端均朝向气化炉壳体的轴向，超声波发生装置与气化炉壳体轴向的夹角大于15
°
。
16.进一步的，所述超声波发生装置通过对应的法兰接口安装于气化室上端。
17.进一步的，所述超声波发生装置伸入气化炉壳体内的部分周围设置有水冷夹套或者水冷盘管，以此来保护超声波发生装置在气化炉内不受烟气高温损坏。
18.本实用新型取得的技术效果如下：
19.1.本实用新型通过设置超声波发生装置，采用超声波技术增强工艺烧嘴喷出物料的雾化效果，强化气化室的传热传质过程，从而强化气化室的气化反应，提高气化炉处理能力和气化炉碳转化率。
20.2.本实用新型的超声波发生装置的功率可调节，针对不同的气化炉反应情况，可以调节超声波的强度来实现对气化室内气化反应的积极影响。
附图说明
21.图1为本实用新型的内部结构示意图。
22.图2为本实用新型的上端的内部结构示意图。
23.其中，附图标记为：1.气化炉壳体；2.气化室；3.激冷室；4.工艺烧嘴；5.超声波发生装置；6.粗煤气出口。
具体实施方式
24.如图1所示，一种超声波强化气化炉，所述气化炉纵向布置，气化炉壳体1内分为上下两段，上段为气化室2，下段为激冷室3，气化室2的内径小于激冷室3的内径。
25.气化室2内燃烧产生粗煤气，通过气化室2底部的喇叭状开口进入到激冷室3内的下沉管，高温粗煤气从下沉管的底部开口进入激冷室3内，经过冷却，从激冷室3侧壁上方的粗煤气出口6排出。
26.本实施例中，所述气化室2所在区域的侧壁采用耐火砖结构，或者可以采用水冷壁结构。
27.在气化室2顶部的中心处，通过壳顶法兰接口竖直安装工艺烧嘴4，在工艺烧嘴4周围可以倾斜设置有至少两个对称的超声波发生装置5。本实施例中，设置有以工艺烧嘴4为中心对称布置的两个超声波发生装置5，所述超声波发生装置5通过对应的法兰接口安装于气化室2上端。
28.所述工艺烧嘴4可以是水煤浆工艺烧嘴4，也可以是干煤粉工艺烧嘴4。
29.所述超声波发生装置5的下端均朝向气化炉壳体1的轴向，超声波发生装置5与气化炉壳体1轴向的夹角大于15
°
。
30.所述超声波发生装置5伸入气化炉壳体1内的部分周围设置有水冷夹套或者水冷盘管，以此来保护超声波发生装置5在气化炉内不受烟气高温损坏。
31.本实用新型的工作原理是：气化原料（水煤浆、煤粉）和气化剂（氧气、或氧气和水蒸气）经工艺烧嘴4喷入气化炉气化室2内发生气化反应，多个超声波发生装置5发出超声波作用于气化室2上部区域的反应物料，超声波的作用使用工艺烧嘴4的雾化效果和气化室2内的反应强度增强，气化室2反应生成的粗煤气进入到激冷室3激冷或者在激冷室3回收热量后由粗煤气出口6排出气化炉。
技术特征：
1.一种超声波强化气化炉，其特征在于：所述气化炉纵向布置，气化炉壳体（1）内分为上端的气化室（2）和下端的激冷室（3）；所述气化室（2）顶部的中心点竖直安装有工艺烧嘴（4），在工艺烧嘴（4）周围倾斜设置有至少两个对称的超声波发生装置（5）。2.根据权利要求1所述的一种超声波强化气化炉，其特征在于：所述气化室（2）的内径小于激冷室（3）的内径。3.根据权利要求1或2所述的一种超声波强化气化炉，其特征在于：所述气化室（2）底部通过喇叭状开口连接激冷室（3）内的下沉管，激冷室（3）侧壁上方设置有粗煤气出口（6）。4.根据权利要求1所述的一种超声波强化气化炉，其特征在于：所述气化炉壳体（1）对应气化室（2）的部分设置有耐火砖结构或者水冷壁结构。5.根据权利要求1所述的一种超声波强化气化炉，其特征在于：所述工艺烧嘴（4）通过壳顶法兰接口安装于气化炉壳体（1）顶部。6.根据权利要求1或5所述的一种超声波强化气化炉，其特征在于：所述工艺烧嘴（4）是水煤浆工艺烧嘴（4），或干煤粉工艺烧嘴（4）。7.根据权利要求1所述的一种超声波强化气化炉，其特征在于：所述超声波发生装置（5）均以工艺烧嘴（4）为中心对称布置。8.根据权利要求1或7所述的一种超声波强化气化炉，其特征在于：所述超声波发生装置（5）的下端均朝向气化炉壳体（1）的轴向，超声波发生装置（5）与气化炉壳体（1）轴向的夹角大于15
°
。9.根据权利要求1所述的一种超声波强化气化炉，其特征在于：所述超声波发生装置（5）通过对应的法兰接口安装于气化室（2）上端。10.根据权利要求1所述的一种超声波强化气化炉，其特征在于：所述超声波发生装置（5）伸入气化炉壳体（1）内的部分周围设置有水冷夹套或者水冷盘管。
技术总结
本实用新型公开了一种超声波强化气化炉，包括壳体内设置有气化室和激冷室，在气化炉顶部设置有工艺烧嘴，在工艺烧嘴周围设置有两个或多个超声波发生装置。本实用新型通过工艺烧嘴将气化原料和气化剂喷入炉膛中发生气化反应，工艺烧嘴周围的超声波发生装置发出超声波对气化室内的物料混合和气化反应产生强化作用，从而有效提升气化炉的反应效率，改善气化指标。指标。指标。
技术研发人员：徐莹璐 吴家桦 陈慧 杨纯 刘四威
受保护的技术使用者：东方电气集团科学技术研究院有限公司
技术研发日：2021.08.03
技术公布日：2022/2/8