一种煤气化余热回收系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种煤气化余热回收系统，包括气化炉、旋风分离器和废热锅炉，所述气化炉包括进气室和激冷室，进气室位于激冷室上方，所述旋风分离器包括进气口、出气口和出灰口，进气口通过合成气导管连接在激冷室中的激冷剂液位上方，出气口通过管道连接在废热锅炉上，出灰口通过集灰导管连接在激冷室中的激冷剂液位下方，激冷后煤气的温度控制在400~900℃。该余热回收系统克服湿法净化能源利用效率低，干法净化设备操作复杂的缺陷，而且能源利用效率高，操作简单可靠。
【专利说明】一种煤气化余热回收系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种煤气化设备，尤其涉及一种回收煤气化余热的系统。
【背景技术】
[0002]随着国家能源法规越来越严格，提高能源利用效率将是今后煤化工项目所面临的一大难题，“十二五”时期，新开工煤制天然气、煤炭间接液化、煤制烯烃项目能源转化效率分别达到56%、42%、40%以上。同时由国家发改委、国家能源局编制的《煤炭深加工示范项目规划》也指出，今后煤炭深加工示范项目能否得到核准的3项硬性指标之一就是能源利用效率，部分示范项目则要达到或超过“先进值”，如煤制天然气项目能效基本要求要大于等于56%。因此怎样提高煤气化过程的能源利用效率迫在眉睫。
[0003]煤与气化剂在高温高压条件下反应生成的粗合成气，进入后继工序前需要将灰渣与粗合成气进一步分离，目前主要的处理流程有湿法净化和干法净化。湿法净化中大量显热被冷却介质带走很难收回，能量损失较大，能源利用效率不高；虽然目前市场上干法净化系统可以最大程度回收煤气余热，提高能源利用效率，但系统设备庞大，尤其排灰系统平稳运行难度高，整个操作复杂不能满足目前市场需求。
【发明内容】
[0004]为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明提供提供了一种煤气化余热回收系统，该余热回收系统克服湿法净化能源利用效率低，干法净化设备操作复杂的缺陷，而且能源利用效率高，操作简单可靠。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
一种煤气化余热回收系统，其特征在于:包括气化炉、旋风分离器和废热锅炉，所述气化炉包括进气室和激冷室，进气室位于激冷室上方，所述旋风分离器包括进气口、出气口和出灰口，进气口通过合成气导管连接在激冷室中的激冷剂液位上方，出气口通过管道连接在废热锅炉上，出灰口通过集灰导管连接在激冷室中的激冷剂液位下方，激冷后煤气的温度控制在40(r900°C。
[0006]所述集灰导管与出灰口的连接端设置有“U”形料腿，“U”形料腿有三个口子，一个口子与集灰导管相连通，一个口子与出灰口相连通，一个口子通入气流，气流是惰性气体或者是高温水蒸汽形成的气流。
[0007]所述进气室和激冷室之间设置有下降管，下降管将进气室和激冷室连通，所述激冷室内安装有多个激冷喷头，所述合成气导管连接在激冷室的一端位于激冷喷头上方，且倾斜安装在激冷室内，与水平面的夹角为1(Γ40°。
[0008]所述激冷喷头围绕着激冷室周向设置，激冷喷头可以设置在同一平面上，也可以错落设置。
[0009]所述激冷喷头内通入激冷剂，激冷剂为低温合成气、惰性气体、低温水蒸汽或灰水清液。
[0010]所述旋风分离器的出气口通过管道连接在废热锅炉的顶部。
[0011]所述旋风分离器的出气口通过管道连接在废热锅炉的底部。
[0012]本发明相对于现有技术，具有以下优点:
1、在气化炉与废热锅炉间设置新型旋风分离器，不仅确保进入废热锅炉的粗合成气含灰量较低，保证废锅长期稳定运行，而且能够有效降低后续工段中合成气处理净化单元的负荷，在节约能源的同时降低装置操作难度，提高系统可靠性；
2、设置于新型旋风分离器与气化炉激冷室间的U型料腿可确保粗合成气灰渣顺利进入气化炉激冷室液面下，废热锅炉不设复杂的干灰收集装置，降低设备投资；同时，整个系统的排灰收渣系统简易可行，操作方便。
[0013]3、气化室出口合成气温度高，经旋风分离器进一步除去细小灰渣后进入废热锅炉，可有效回收煤热值109Γ13%，所产过热蒸汽可用于化工厂内其他流程，使全厂能源利用效率得到提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图。
[0015]图中标记1-气化炉，10-进气室，11-激冷室，12-激冷剂液位，2-旋风分离器，20-进气口，21-出气口，22、出灰口，3-废热锅炉，4-下降管；5-合成气导管，6-激冷喷头，7-集灰导管，8-U型料腿。
【具体实施方式】
[0016]本发明的目的在于:提供一种由气化炉1、旋风分离器2与废热锅炉3相结合的余热回收系统，克服湿法净化能源利用效率低，干法净化设备操作复杂的特点，提供一种能源利用效率高，操作简单可靠的气化系统。
[0017]本发明的目的是这样实现的:本发明包括气化炉1、新型旋风分离器2和废热锅炉3,气化炉粗煤气出口(通过合成导气管5)与旋风分离器2进气口相连,旋风分离器2出灰口经集灰导管7深入气化炉I激冷室中的激冷剂液面下，出气口与废热锅炉3相连。气化炉I可为热壁炉或冷壁炉，该气化炉的激冷室设置有下降管4、激冷喷头6、合成气导管5、集灰导管7等关键部件。下降管4为水冷盘管，合成气导管5设置在下降管4下端以上，合成气导管5与水平面呈一定角度，优选斜向上与水平面成1(Γ40°，合成气导管5长度及尺寸由旋风分离器2处理量决定，以连续平稳进料为宜。激冷喷头有多个，依次设置在下降管4下端不远处，激冷喷头周向设置在激冷室内，可设置在同一平面，也可错落设置，以能充分接触降温为宜。激冷喷头6中所喷的激冷剂可以是低温合成气、惰性气体、低温水蒸汽、灰水清液等，优选低温水蒸汽、灰水，经激冷剂喷淋，粗合成气出口温度(激冷后煤气的温度)控制在40(T900°C，优选60(T850°C。旋风分离器2进气口与合成气导管连接，合成气中的飞灰经旋风分离落入集灰导管7后，在重力势差的作用下，被底部气流吹入气化炉I激冷室中激冷剂液位以下，净化后的合成气通过导管与废热锅炉相连收集热量。排出的合成气可进入废热锅炉底部或顶部，优选进入废热锅炉顶部。旋风分离器外壳经过降温和保压设计正常工作时处于不承压状态，与气化炉和废热锅炉采用分体设计方便检修，其下部的集灰导管设置有U型料腿8，一股气流吹入料腿底部，气流可以是惰性气体如二氧化碳也可以是高温水蒸汽，进气温度与集灰温度相同。U型料腿正常工作时形成料封，与旋风分离器相连端飞灰料位高于另端，底部气流吹入保证排灰正常。
[0018]本发明在气化炉与废热锅炉间设置新型旋风分离器，不仅确保进入废热锅炉的粗合成气含灰量较低，保证废锅长期稳定运行，而且能够有效降低后续工段中合成气处理净化单元的负荷，在节约能源的同时降低装置操作难度，提高系统可靠性；
本发明设置于新型旋风分离器与气化炉激冷室间的U型料腿可确保粗合成气灰渣顺利进入气化炉激冷室液面下，废热锅炉不设复杂的干灰收集装置，降低设备投资；同时，整个系统的排灰收渣系统简易可行，操作方便。
[0019]本发明气化室出口合成气温度高，经旋风分离器进一步除去细小灰渣后进入废热锅炉，可有效回收煤热值109Γ13%，所产过热蒸汽可用于化工厂内其他流程，使全厂能源利用效率得到提高。
[0020]下面结合具体实施例对本发明进行详细的阐述和说明。
[0021]实施例1
一种煤气化余热回收系统，包括气化炉1、旋风分离器2和废热锅炉3，所述气化炉I包括进气室10和激冷室11，进气室10位于激冷室11上方，所述旋风分离器2包括进气口 20、出气口 21和出灰口 22，进气口 20通过合成气导管5连接在激冷室11中的激冷剂液位12上方，出气口 21通过管道连接在废热锅炉3上，出灰口 22通过集灰导管7连接在激冷室11中的激冷剂12液位下方，激冷后煤气的温度控制在400°C。
[0022]所述集灰导管7与出灰口 22的连接端设置有“U”形料腿8，“U”形料腿8有三个口子，一个口子与集灰导管相连通，一个口子与出灰口相连通，一个口子通入气流，气流是惰性气体。
[0023]所述进气室10和激冷室11之间设置有下降管4，下降管4将进气室10和激冷室11连通，所述激冷室11内安装有多个激冷喷头6，所述合成气导管5连接在激冷室11的一端位于激冷喷头6上方，且倾斜安装在激冷室11内，与水平面的夹角为10°。
[0024]所述激冷喷头6围绕着激冷室11周向设置，激冷喷头6错落设置。
[0025]所述激冷喷头6内通入激冷剂，激冷剂为低温合成气。
[0026]所述旋风分离器2的出气口通过管道连接在废热锅炉3的顶部。
[0027]实施例2
一种煤气化余热回收系统，包括气化炉1、旋风分离器2和废热锅炉3，所述气化炉I包括进气室10和激冷室11，进气室10位于激冷室11上方，所述旋风分离器2包括进气口 20、出气口 21和出灰口 22，进气口 20通过合成气导管5连接在激冷室11中的激冷剂液位12上方，出气口 21通过管道连接在废热锅炉3上，出灰口 22通过集灰导管7连接在激冷室11中的激冷剂12液位下方，激冷后煤气的温度控制在500°C。
[0028]所述集灰导管7与出灰口 22的连接端设置有“U”形料腿8，“U”形料腿8有三个口子，一个口子与集灰导管相连通，一个口子与出灰口相连通，一个口子通入气流，气流是高温水蒸汽形成的气流。
[0029]所述进气室10和激冷室11之间设置有下降管4，下降管4将进气室10和激冷室11连通，所述激冷室11内安装有多个激冷喷头6，所述合成气导管5连接在激冷室11的一端位于激冷喷头6上方，且倾斜安装在激冷室11内，与水平面的夹角为20°。
[0030]所述激冷喷头6围绕着激冷室11周向设置，激冷喷头6设置在同一平面上。
[0031]所述激冷喷头6内通入激冷剂，激冷剂为低温合成气。
[0032]所述旋风分离器2的出气口通过管道连接在废热锅炉3的底部。
[0033]实施例3
一种煤气化余热回收系统，包括气化炉1、旋风分离器2和废热锅炉3，所述气化炉I包括进气室10和激冷室11，进气室10位于激冷室11上方，所述旋风分离器2包括进气口 20、出气口 21和出灰口 22，进气口 20通过合成气导管5连接在激冷室11中的激冷剂液位12上方，出气口 21通过管道连接在废热锅炉3上，出灰口 22通过集灰导管7连接在激冷室11中的激冷剂12液位下方，激冷后煤气的温度控制在600°C。
[0034]所述集灰导管7与出灰口 22的连接端设置有“U”形料腿8，“U”形料腿8有三个口子，一个口子与集灰导管相连通，一个口子与出灰口相连通，一个口子通入气流，气流是惰性气体形成的气流。
[0035]所述进气室10和激冷室11之间设置有下降管4，下降管4将进气室10和激冷室11连通，所述激冷室11内安装有多个激冷喷头6，所述合成气导管5连接在激冷室11的一端位于激冷喷头6上方，且倾斜安装在激冷室11内，与水平面的夹角为30°。
[0036]所述激冷喷头6围绕着激冷室11周向设置,激冷喷头6设置在同一平面上。
[0037]所述激冷喷头6内通入激冷剂，激冷剂为低温水蒸汽。
[0038]所述旋风分离器2的出气口通过管道连接在废热锅炉3的顶部。
[0039]实施例4
一种煤气化余热回收系统，包括气化炉1、旋风分离器2和废热锅炉3，所述气化炉I包括进气室10和激冷室11，进气室10位于激冷室11上方，所述旋风分离器2包括进气口 20、出气口 21和出灰口 22，进气口 20通过合成气导管5连接在激冷室11中的激冷剂液位12上方，出气口 21通过管道连接在废热锅炉3上，出灰口 22通过集灰导管7连接在激冷室11中的激冷剂12液位下方，激冷后煤气的温度控制在700°C。
[0040]所述集灰导管7与出灰口 22的连接端设置有“U”形料腿8，“U”形料腿8有三个口子，一个口子与集灰导管相连通，一个口子与出灰口相连通，一个口子通入气流，气流是高温水蒸汽形成的气流。
[0041]所述进气室10和激冷室11之间设置有下降管4，下降管4将进气室10和激冷室11连通，所述激冷室11内安装有多个激冷喷头6，所述合成气导管5连接在激冷室11的一端位于激冷喷头6上方，且倾斜安装在激冷室11内，与水平面的夹角为40°。
[0042]所述激冷喷头6围绕着激冷室11周向设置，激冷喷头6错落设置。
[0043]所述激冷喷头6内通入激冷剂，激冷剂为灰水清液。
[0044]所述旋风分离器2的出气口通过管道连接在废热锅炉3的底部。
[0045]实施例5
一种煤气化余热回收系统，包括气化炉1、旋风分离器2和废热锅炉3，所述气化炉I包括进气室10和激冷室11，进气室10位于激冷室11上方，所述旋风分离器2包括进气口 20、出气口 21和出灰口 22，进气口 20通过合成气导管5连接在激冷室11中的激冷剂液位12上方，出气口 21通过管道连接在废热锅炉3上，出灰口 22通过集灰导管7连接在激冷室11中的激冷剂12液位下方，激冷后煤气的温度控制在800°C。
[0046]所述集灰导管7与出灰口 22的连接端设置有“U”形料腿8，“U”形料腿8有三个口子，一个口子与集灰导管相连通，一个口子与出灰口相连通，一个口子通入气流，气流是惰性气体形成的气流。
[0047]所述进气室10和激冷室11之间设置有下降管4，下降管4将进气室10和激冷室11连通，所述激冷室11内安装有多个激冷喷头6，所述合成气导管5连接在激冷室11的一端位于激冷喷头6上方，且倾斜安装在激冷室11内，与水平面的夹角为25。。
[0048]所述激冷喷头6围绕着激冷室11周向设置，激冷喷头6设置在同一平面上。
[0049]所述激冷喷头6内通入激冷剂，激冷剂为惰性气体。
[0050]所述旋风分离器2的出气口通过管道连接在废热锅炉3的底部。
[0051]实施例6
一种煤气化余热回收系统，包括气化炉1、旋风分离器2和废热锅炉3，所述气化炉I包括进气室10和激冷室11，进气室10位于激冷室11上方，所述旋风分离器2包括进气口 20、出气口 21和出灰口 22，进气口 20通过合成气导管5连接在激冷室11中的激冷剂液位12上方，出气口 21通过管道连接在废热锅炉3上，出灰口 22通过集灰导管7连接在激冷室11中的激冷剂12液位下方，激冷后煤气的温度控制在900°C。
[0052]所述集灰导管7与出灰口 22的连接端设置有“U”形料腿8，“U”形料腿8有三个口子，一个口子与集灰导管相连通，一个口子与出灰口相连通，一个口子通入气流，气流是惰性气形成的气流。
[0053]所述进气室10和激冷室11之间设置有下降管4，下降管4将进气室10和激冷室11连通，所述激冷室11内安装有多个激冷喷头6，所述合成气导管5连接在激冷室11的一端位于激冷喷头6上方，且倾斜安装在激冷室11内，与水平面的夹角为35°。
[0054]所述激冷喷头6围绕着激冷室11周向设置，激冷喷头6设置在同一平面上。
[0055]所述激冷喷头6内通入激冷剂，激冷剂为低温水蒸汽。
[0056]所述旋风分离器2的出气口通过管道连接在废热锅炉3的顶部。
【权利要求】
1.一种煤气化余热回收系统，其特征在于:包括气化炉、旋风分离器和废热锅炉，所述气化炉包括进气室和激冷室，进气室位于激冷室上方，所述旋风分离器包括进气口、出气口和出灰口，进气口通过合成气导管连接在激冷室中的激冷剂液位上方，出气口通过管道连接在废热锅炉上，出灰口通过集灰导管连接在激冷室中的激冷剂液位下方，激冷后煤气的温度控制在40(T90(rC。
2.根据权利要求1所述的一种煤气化余热回收系统，其特征在于:所述集灰导管与出灰口的连接端设置有“U”形料腿，“U”形料腿有三个口子，一个口子与集灰导管相连通，一个口子与出灰口相连通，一个口子通入气流，气流是惰性气体或者是高温水蒸汽形成的气流。
3.根据权利要求1或2所述的一种煤气化余热回收系统，其特征在于:所述进气室和激冷室之间设置有下降管，下降管将进气室和激冷室连通，所述激冷室内安装有多个激冷喷头，所述合成气导管连接在激冷室的一端位于激冷喷头上方，且倾斜安装在激冷室内，与水平面的夹角为1(Γ40°。
4.根据权利要求3所述的一种煤气化余热回收系统，其特征在于:所述激冷喷头围绕着激冷室周向设置，激冷喷头可以设置在同一平面上，也可以错落设置。
5.根据权利要求3所述的一种煤气化余热回收系统，其特征在于:所述激冷喷头内通入激冷剂，激冷剂为低温合成气、惰性气体、低温水蒸汽或灰水清液。
6.根据权利要求1所述的一种煤气化余热回收系统，其特征在于:所述旋风分离器的出气口通过管道连接在废热锅炉的顶部。
7.根据权利要求1所述的一种煤气化余热回收系统，其特征在于:所述旋风分离器的出气口通过管道连接在废热锅炉的底部。
【文档编号】C10J3/00GK104263410SQ201410506577
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2014年9月28日
【发明者】刘四威, 陈慧, 陈鹏, 王晓亮, 吴家桦 申请人:中国东方电气集团有限公司