本實用新型涉及煤氣化裝置技術領域,具體涉及一種具有熱量回收功能的煤氣化系統。
背景技術:
目前,氣化爐是在高溫高壓下運行的,含碳物質燃燒之后的氣化產物具有較高的溫度和壓力,高溫高壓煤氣從氣化室出來后直接進入激冷室激冷,激冷流程的工藝及操作雖然相對簡單,但是從能量利用角度出發,激冷流程存在熱效率低,不能充分回收熱量,資源浪費大,能源利用不合理等問題。
技術實現要素:
本實用新型的目的在于提供一種具有熱量回收功能的煤氣化系統,用以解決現有煤氣化裝置熱效率低、不能充分回收熱量、資源浪費大的問題。
為實現上述目的,本實用新型提供一種具有熱量回收功能的煤氣化系統,所述煤氣化系統包括氣化爐、對流廢鍋、汽包、洗氣塔、粗渣處理裝置以及灰渣水處理裝置,其中,所述氣化爐包括氣化室和輻射廢鍋,該氣化爐具有一內殼以及套置在該內殼外側的外殼,所述氣化室設在該內殼的上部,該氣化室與設在該內殼下部的輻射廢鍋連接;
所述輻射廢鍋的粗煤氣出口與對流廢鍋粗煤氣入口連接,所述對流廢鍋的煤氣出口與所述洗氣塔連接,所述洗氣塔與所述灰渣水處理裝置連接;
所述汽包分別與所述輻射廢鍋以及對流廢鍋連接;
所述輻射廢鍋與所述粗渣處理裝置連接。
所述外殼和所述內殼之間對應于氣化室位置處設有膜式水冷壁。
所述膜式水冷壁與所述外殼間隔設置。
所述灰渣水處理裝置的出口通過高壓水泵與所述洗氣塔連接,所述洗氣塔的灰水出口與所述灰渣水處理裝置進口連接。
所述氣化室的上端設有燒嘴。
所述氣化爐還包括蒸汽過熱器,該蒸汽過熱器與輻射廢鍋一體化設置。
所述對流廢鍋的設置數量至少為1個。
所述氣化爐還包括集渣池,該集渣池設置在氣化爐的底部,該集渣池進口與輻射廢鍋粗煤氣出口連接,所述集渣池的出口與所述粗渣處理裝置連接。
所述氣化室的外殼內側設有耐火材料。
本實用新型方法具有如下優點:
本實用新型具有熱量回收功能的煤氣化系統能夠回收氣化爐燃燒后所得高溫高壓煤氣的熱量,并副產10.0MPa或其他壓力等級的蒸汽。本實用新型不僅突破了相關技術中采用激冷水回收熱量的熱回收方式,將煤氣化過程中煤氣的顯熱大部分回收,而且提高了回收熱量的效率,同時副產高品質蒸汽,使能量利用率更高。
附圖說明
圖1本實用新型的具有熱量回收功能的煤氣化系統框圖。
具體實施方式
以下實施例用于說明本實用新型,但不用來限制本實用新型的范圍。
請配合參閱圖1所述,本實用新型提供一種具有熱量回收功能的煤氣化系統,其包括氣化爐、對流廢鍋5、汽包6、洗氣塔7、粗渣處理裝置4以及灰渣水處理裝置8,其中,氣化爐包括氣化室2和輻射廢鍋3,該氣化爐具有一內殼以及套置在該內殼外側的外殼,氣化室2設在該內殼的上部,該氣化室2與設在該內殼下部的輻射廢鍋3連接,輻射廢鍋3的粗煤氣出口與對流廢鍋5粗煤氣入口連接,對流廢鍋5的粗煤氣出口與洗氣塔7連接,洗氣塔7與灰渣水處理裝置8連接;汽包6分別與輻射廢鍋3以及對流廢鍋5連接,汽包6數量可設為1個或者2個,氣化室2主要進行含碳物質和氧氣的氣化反應;輻射廢鍋3用于回收含碳物質燃燒后所得高溫高壓氣體(高溫煤氣)所包含的熱量;對流廢鍋5用于回收高溫粗煤氣中所含的熱量。具體的,氣化室2的出口與輻射廢鍋3粗煤氣進口連接,輻射廢鍋3粗煤氣出口與對流廢鍋5粗煤氣進口相連接,對流廢鍋5粗煤氣出口與洗氣塔7粗煤氣進口連接。洗氣塔7用于對粗煤氣洗滌除灰,凈化粗煤氣,輻射廢鍋3粗渣出口與粗渣處理裝置4連接,從輻射廢鍋3中出來的廢渣最終進入粗渣處理裝置4。本實用新型具有熱量回收功能的煤氣化系統通過輻射廢鍋3、對流廢鍋5以及與廢鍋配套的汽包6對高溫煤氣的熱量進行回收。本實用新型通過粗渣處理裝置4對氣化爐內的粗渣進行回收處理,洗氣塔7對粗煤氣進行洗滌除塵,灰渣水處理裝置8對細渣進行濃縮,凈化灰水,使灰水得到循環利用。
其中,氣化室2的上端設有燒嘴1,通過燒嘴1向氣化室2內通入氧氣和含碳物質,含碳物質和氧氣在氣化室2內進行氣化反應,氣化室2內高溫煤氣的溫度一般可達1100℃-2000℃。氣化室2采用膜式水冷壁進行保護,具體的,在外殼和內殼之間對應于氣化室2位置處設有膜式水冷壁,膜式水冷壁和外殼上段同軸且間隔一定距離設置,膜式水冷壁和氣化爐外殼之間有一定的間隙,水冷壁管內通入鍋爐水起到保護作用。
作為可變換的實施方式,本實用新型的氣化爐的氣化室2的外殼內側也可采用耐火材料進行保護,耐火材料阻止熱量傳遞到氣化爐的外殼,起到很好的保護作用。
輻射廢鍋3出來的粗煤氣夾帶細灰直接進入對流廢鍋5,一般情況下,進入對流廢鍋5的粗煤氣的溫度在1000℃以下。輻射廢鍋3的鍋爐水入口與汽包6的鍋爐水出口連接,輻射廢鍋3的鍋爐水出口與汽包6的鍋爐水入口相連接,對流廢鍋5的鍋爐水入口與汽包6的鍋爐水出口相連接,對流廢鍋5的鍋爐水出口與汽包6的鍋爐水入口相連接。輻射廢鍋3和對流廢鍋5鍋爐水可以采用自然循環,也可以采用強制循環,對流廢鍋的設置數量至少為1個。
較佳的,氣化爐內還設有蒸汽過熱器,該蒸汽過熱器與輻射廢鍋3一體化設置,輻射廢鍋3和對流廢鍋5產生的蒸汽可以全部或部分在蒸汽過熱器中過熱。
作為可變換的實施方式,本實用新型的蒸汽過熱器還可以和對流廢鍋5一體化設計,或者將蒸汽過熱器單獨設置在輻射廢鍋3和對流廢鍋5之間,輻射廢鍋3和對流廢鍋5可以共用一個汽包6,當汽包6的數量為兩個時,也可以分別使用各自的汽包6。
其中,輻射廢鍋3可以采用膜式水冷壁進行保護,該膜式水冷壁和氣化爐的上段外殼同軸且間隔開設置,該膜式水冷壁內設有一部分水冷屏,水冷壁和水冷屏管內通入鍋爐水,然后通過汽包6產生10.0MPa或其他壓力等級的蒸汽。從輻射廢鍋3過來的粗煤氣離開氣化爐直接進入對流廢鍋5,高溫粗煤氣在對流廢鍋5中降溫冷卻后,直接進入洗氣塔7。
較佳的,氣化爐的底部設有集渣池,該集渣池進口與輻射廢鍋3粗煤氣出口連接,集渣池的粗煤氣出口與對流廢鍋5連接,集渣池的粗渣出口與粗渣處理裝置4連接。高溫粗煤氣和灰渣一起通過輻射廢鍋3換熱后,進入集渣池,集渣池內設有水浴,經集渣池水浴后,高溫煤氣和少量灰渣進入對流廢鍋5,大部分灰渣進入集渣池。集渣池與粗渣處理裝置4相連接,以回收煤燃燒后的灰分以及部分未燃燒的碳。
洗氣塔7主要利用工廠其他工段提供的工藝冷凝液和經過灰渣水處理裝置8處理的灰水對進入洗氣塔7的煤氣進行洗滌,粗煤氣通過洗氣塔7洗滌除灰后,離開氣化界區,進入下一工段,洗滌粗煤氣后灰水經洗氣塔7的灰水出進入灰渣水處理裝置8進行處理,灰渣水處理裝置8的出口通過高壓水泵9與洗氣塔7連接,將處理后的灰水再次輸送到洗氣塔7進行循環利用。氣化爐和洗氣塔7所排黑水進入灰渣水處理裝置8通過灰渣水處理裝置8實現灰水的除渣除氧,并循環利用。
本實用新型具有熱量回收功能的煤氣化系統中,含碳物質和原料氧氣從燒嘴進入到氣化爐氣化室2,在氣化室2中,含碳物質發生氧化還原反應,得到高溫高壓粗煤氣,高溫粗煤氣從氣化室2出來,依次經過輻射廢鍋3和對流廢鍋5降溫冷卻,釋放的熱量被輻射鍋爐和對流廢鍋的水吸收,副產蒸汽,蒸汽經汽包6后,供后續利用,出對流廢鍋5的粗煤氣進入洗氣塔7,在洗氣塔7中粗煤氣被洗滌除塵后,離開洗氣塔7進入下一工段。在洗氣塔7中,被高壓灰水洗滌下來的細灰,進入灰渣水處理裝置8,經灰渣水處理裝置8處理得到澄清干凈的灰水,干凈的灰水再被高壓灰水泵9送回洗氣塔7,得以循環利用。
本實用新型具有熱量回收功能的煤氣化系統能夠回收氣化爐燃燒后所得高溫高壓氣體的熱量,并副產10.0MPa或其他壓力等級的蒸汽。這種帶有熱量回收功能的煤氣化流程不僅突破了相關技術中采用激冷水回收熱量的熱回收方式,將煤氣化過程中煤氣的顯熱大部分回收,而且提高了回收熱量的效率,同時副產高品質蒸汽,使能量利用率更高。本實用新型的煤氣化系統與現有的直接激冷的煤氣化系統相比,熱回收效率提高了1.6倍,能量利用率提高了3%。
雖然,上文中已經用一般性說明及具體實施例對本實用新型作了詳盡的描述,但在本實用新型基礎上,可以對之作一些修改或改進,這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此,在不偏離本實用新型精神的基礎上所做的這些修改或改進,均屬于本實用新型要求保護的范圍。