CN108676581A - 一种气流床气化系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气流床气化系统，包括气化炉、汽包、高温分离器、对流废锅、静态混合器、气体冷却洗涤装置，汽包的第一蒸汽入口与辐射废锅段的蒸汽出口连通，汽包的第一出水口与辐射废锅段的进水口连通；高温分离器的粗煤气入口与辐射废锅段的粗煤气出口连通，高温分离器的粗煤气出口与对流废锅的粗煤气入口连通；对流废锅的粗煤气出口与静态混合器的粗煤气入口连通，对流废锅的进水口与汽包的第二出水口连通；静态混合器的粗煤气出口与气体冷却洗涤装置的粗煤气入口连通，静态混合器的灰水入口与灰渣收集段的灰水入口共同通过灰水增压泵与气体冷却洗涤装置的灰水出口连通。本发明的气流床气化系统有效防止对流废锅堵塞，提高气化效率。
Description
技术领域
本发明涉及气化设备技术领域，具体涉及一种气流床气化系统及方法。
背景技术
自上世纪末期气流床气化技术在我国开始使用，迄今为止已有二十几年的时间，有近百台气化炉在进行使用。这些气化工艺中的热量回收基本都采用直接激冷的热量回收方式，激冷后的高温热水通过闪蒸系统进行热量回收，极少装置采取的是废锅流程，但是采取废锅进行热量回收，由于无灰渣分离，容易导致对流废锅堵塞，从而影响气化效率低下。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气流床气化系统及方法，用以解决现有的气化设备存在容易导致对流废锅堵塞，及气化效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种气流床气化系统，所述气流床气化系统包括气化炉、汽包、高温分离器、对流废锅、静态混合器、气体冷却洗涤装置，所述气化炉包括从上至下依次设置的气化段、辐射废锅段和灰渣收集段，所述气化段的反应物出口与所述辐射废锅段的反应物入口连通，所述辐射废锅段的出渣口与所述灰渣收集段的进渣口连通；
所述汽包的第一蒸汽入口与所述辐射废锅段的蒸汽出口连通，所述汽包的第一出水口与所述辐射废锅段的进水口连通；
所述高温分离器的粗煤气入口与所述辐射废锅段的粗煤气出口连通，所述高温分离器的粗煤气出口与所述对流废锅的粗煤气入口连通；
所述对流废锅的粗煤气出口与所述静态混合器的粗煤气入口连通，所述对流废锅的进水口与所述汽包的第二出水口连通；
所述静态混合器的粗煤气出口与所述气体冷却洗涤装置的粗煤气入口连通，所述静态混合器的灰水入口与所述灰渣收集段的灰水入口共同通过灰水增压泵与所述气体冷却洗涤装置的灰水出口连通。
优选的，所述气流床气化系统还包括灰渣排放装置，所述灰渣排放装置的进渣口与所述灰渣收集段的出渣口连通。
优选的，所述气流床气化系统还包括灰排放装置，所述灰排放装置的进灰口与所述高温分离器的出灰口连通。
优选的，所述气流床气化系统还包括灰水处理装置，所述灰水处理装置的黑水入口与所述气体冷却洗涤装置的黑水出口连通；所述灰水处理装置的灰水出口与所述气体冷却洗涤装置的灰水入口连通。
优选的，所述对流废锅的蒸汽出口与所述汽包的蒸汽出口共接蒸汽管线。
优选的，所述对流废锅的进水口还与锅炉水输送管连通。
优选的，所述辐射废锅段的下部设置有高温粗煤气导气内件。
相对应地，本发明还提供一种气流床气化方法，所述气流床气化方法包括以下步骤：
步骤a1，将含碳物质和氧气通入所述气化段，得到粗煤气、灰渣及未反应的煤灰；
步骤a2，将粗煤气、灰渣及未反应的煤灰通入所述辐射废锅段，粗煤气与所述辐射废锅段进行水冷交换；
步骤a3，将经过所述辐射废锅段进行水冷交换后的粗煤气通入所述高温分离器，除去粗煤气中的部分固体颗粒；将所述辐射废锅段中的灰渣导入所述灰渣收集段，进行灰与灰的初步回收并将渣送入所述灰渣排放装置；
步骤a4，将经过所述高温分离器分离后的粗煤气通入所述对流废锅进行水冷交换，使粗煤气的温度进一步降低；
步骤a5，将经过所述对流废锅进行水冷交换后的粗煤气通入所述静态混合器，利用所述灰水增压泵泵入的灰水对粗煤气进行洗涤，除去粗煤气中的部分固体颗粒，降低粗煤气的温度；
步骤a6，将经过所述静态混合器洗涤后的粗煤气通入所述气体冷却洗涤装置，利用洗涤水对粗煤气进行洗涤，除去粗煤气中的剩余固体颗粒，进一步降低粗煤气的温度。
优选的，在执行所述步骤a3的同时还可执行步骤a7，将所述辐射废锅段输出的水蒸气通入所述汽包进行汽水分离，得到水蒸气和水，再将水通入所述辐射废锅段进行重复利用。
优选的，在执行所述步骤a7的同时还可执行步骤a8，将部分所述汽包内的水导入所述对流废锅进行水冷交换，得到水蒸气。
本发明具有如下优点：本发明的气流床气化系统采用辐射废锅段、高温分离器和对流废锅进行热量回收，再将对流废锅出来的粗煤气直接送入静态混合器和气体冷却洗涤装置进行除尘，最后由煤气冷却装置冷却后供后工段使用，有效防止对流废锅堵塞，提高气化效率。
附图说明
图1为本发明气流床气化系统的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，该气流床气化系统包括气化炉1、汽包2、高温分离器3、对流废锅4、静态混合器5、气体冷却洗涤装置6。
气化炉1包括从上至下依次设置的气化段11、辐射废锅段12和灰渣收集段13。气化段11用于通过燃烧反应将进入气化段11的含碳物质和氧气转化为粗煤气、灰渣及未反应的煤灰。气化段11的顶部设置有含碳物质和氧气混合进入口，气化段11的底部设置有反应物出口。辐射废锅段12的顶部设置有反应物入口，辐射废锅段12的侧壁上设置有蒸汽出口、进水口、粗煤气出口和出渣口，气化段11的反应物出口与辐射废锅段12的反应物入口连通。灰渣收集段13设置有出渣口、进渣口、灰水入口和黑水出口，辐射废锅段12的内部设置有一个或多个膜式水冷壁，用于对辐射废锅段12内部的热量进行回收。辐射废锅段12的出渣口与灰渣收集段13的进渣口连通，进一步的，气流床气化系统还包括灰渣排放装置7，灰渣排放装置7的进渣口与灰渣收集段13的出渣口连通，辐射废锅段12中的灰渣导入灰渣收集段13，进行灰与灰的初步回收并将渣送入灰渣排放装置7。进一步的，辐射废锅段12的下部设置有高温粗煤气导气内件，确保将辐射废锅段12内尽可能多的粗煤气导出辐射废锅段12。
汽包2用于将输入的水蒸汽与液态水分离，汽包2设置有第一蒸汽入口、第一出水口、第二出水口和蒸汽出口，汽包2的第一蒸汽入口与辐射废锅段12的蒸汽出口连通，汽包2的第一出水口与辐射废锅段12的进水口连通。使用汽包2对辐射废锅段12的热量进行回收，提高了汽包2的水蒸气产量。此外，汽包2还设置有第一进水口，汽包2的第一进水口与锅炉水输送管连通。
高温分离器3用于除去粗煤气中的部分固体颗粒，高温分离器3设置有粗煤气入口、粗煤气出口和出灰口，高温分离器3的粗煤气入口与辐射废锅段12的粗煤气出口连通。进一步的，气流床气化系统还包括灰排放装置8，灰排放装置8的进灰口与高温分离器3的出灰口连通。
对流废锅4用于通入对流废锅4的粗煤气进行水冷交换，使粗煤气的温度进一步降低。流废锅设置有粗煤气出口、粗煤气入口、第一进水口、第二进水口和蒸汽出口，对流废锅4的粗煤气出口与静态混合器5的粗煤气入口连通，对流废锅4的第一进水口与汽包2的第二出水口连通，高温分离器3的粗煤气出口与对流废锅4的粗煤气入口连通。通过将汽包2内的水导入对流废锅4中进行热交换，可有效提高蒸汽产量，提高气化效率。进一步的，还可将对流废锅4的蒸汽出口与汽包2的蒸汽出口共接蒸汽管线，通过蒸汽管线将产生的蒸汽输送至后工段进行利用。进一步的，对流废锅4的第二进水口还与锅炉水输送管连通，通过将锅炉水导入流废锅进行热交换，可进一步提高蒸汽产量，提高气化效率。
静态混合器5设置有粗煤气出口、粗煤气入口和灰水入口，静态混合器5的粗煤气出口与气体冷却洗涤装置6的粗煤气入口连通，静态混合器5的灰水入口与灰渣收集段13的灰水入口共同通过灰水增压泵10与气体冷却洗涤装置6的灰水出口连通。
进一步的，为了实现气体冷却洗涤装置6对灰水的循环利用，气流床气化系统还包括灰水处理装置9，灰水处理装置9的黑水入口与气体冷却洗涤装置6的黑水出口连通；灰水处理装置9的灰水出口与气体冷却洗涤装置6的灰水入口连通。
相对应的，本发明还提供一种气流床气化方法，气流床气化方法包括以下步骤：
步骤a1，将含碳物质和氧气通入气化段11，得到粗煤气、灰渣及未反应的煤灰；
将混合后的含碳物质和氧气通过含碳物质和氧气混合进入口通入气化段11，进行燃烧反应，得到粗煤气、灰渣及未反应的煤灰。
步骤a2，将粗煤气、灰渣及未反应的煤灰通入辐射废锅段12，粗煤气与辐射废锅段12进行水冷交换；
将粗煤气、灰渣及未反应的煤灰通入辐射废锅段12，由于粗煤气的温度较高，粗煤气在辐射废锅段12的内部与膜式水冷壁内的循环水进行热交换，使得粗煤气的温度降低，而膜式水冷壁内的循环水由于受热产生大量的水蒸气。
步骤a3，将经过辐射废锅段12进行水冷交换后的粗煤气通入高温分离器3，除去粗煤气中的部分固体颗粒；将辐射废锅段12中的灰渣导入灰渣收集段13，进行灰与灰的初步回收并将渣送入灰渣排放装置7；
将经过辐射废锅段12进行水冷交换后的粗煤气通入高温分离器3，高温分离器3将粗煤气与粗煤气中的部分固体颗粒分离，部分固体颗粒包括灰渣及未反应的煤灰。辐射废锅段12中的灰渣导入灰渣收集段13，灰水增压泵10将灰水泵入灰渣收集段13，对灰渣和未反应的煤灰进行洗涤，除去部分固体颗粒，并将剩余渣送入灰渣排放装置7。
步骤a4，将经过高温分离器3分离后的粗煤气通入对流废锅4进行水冷交换，使粗煤气的温度进一步降低；
将经过高温分离器3分离后的粗煤气通入对流废锅4中，高温的粗煤气与流废锅中的水进行热交换，产生大量的高品质蒸汽，流废锅中的水可由汽包2提供，也可由锅炉提供。
步骤a5，将经过对流废锅4进行水冷交换后的粗煤气通入静态混合器5，利用灰水增压泵10泵入的灰水对粗煤气进行洗涤，除去粗煤气中的部分固体颗粒，降低粗煤气的温度；
经过对流废锅4进行水冷交换后的粗煤气通入静态混合器5中，灰水增压泵10将气体冷却洗涤装置6中的灰水泵入静态混合器5中，对粗煤气进行洗涤，除去粗煤气中的部分固体颗粒，降低粗煤气的温度。
步骤a6，将经过静态混合器5洗涤后的粗煤气通入气体冷却洗涤装置6，利用洗涤水对粗煤气进行洗涤，除去粗煤气中的剩余固体颗粒，进一步降低粗煤气的温度。
进一步的，在执行步骤a3的同时还可执行步骤a7，将辐射废锅段12输出的水蒸气通入汽包2进行汽水分离，得到水蒸气和水，再将水通入辐射废锅段12进行重复利用。
进一步的，在执行步骤a7的同时还可执行步骤a8，将部分汽包2内的水导入对流废锅4进行水冷交换，得到水蒸气。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种气流床气化系统，所述气流床气化系统包括气化炉、汽包、高温分离器、对流废锅、静态混合器、气体冷却洗涤装置，其特征在于，所述气化炉包括从上至下依次设置的气化段、辐射废锅段和灰渣收集段，所述气化段的反应物出口与所述辐射废锅段的反应物入口连通，所述辐射废锅段的出渣口与所述灰渣收集段的进渣口连通；
所述汽包的第一蒸汽入口与所述辐射废锅段的蒸汽出口连通，所述汽包的第一出水口与所述辐射废锅段的进水口连通；
所述高温分离器的粗煤气入口与所述辐射废锅段的粗煤气出口连通，所述高温分离器的粗煤气出口与所述对流废锅的粗煤气入口连通；
所述对流废锅的粗煤气出口与所述静态混合器的粗煤气入口连通，所述对流废锅的进水口与所述汽包的第二出水口连通；
所述静态混合器的粗煤气出口与所述气体冷却洗涤装置的粗煤气入口连通，所述静态混合器的灰水入口与所述灰渣收集段的灰水入口共同通过灰水增压泵与所述气体冷却洗涤装置的灰水出口连通。
2.根据权利要求1所述的气流床气化系统，其特征在于，所述气流床气化系统还包括灰渣排放装置，所述灰渣排放装置的进渣口与所述灰渣收集段的出渣口连通。
3.根据权利要求2所述的气流床气化系统，其特征在于，所述气流床气化系统还包括灰排放装置，所述灰排放装置的进灰口与所述高温分离器的出灰口连通。
4.根据权利要求3所述的气流床气化系统，其特征在于，所述气流床气化系统还包括灰水处理装置，所述灰水处理装置的黑水入口与所述气体冷却洗涤装置的黑水出口连通；所述灰水处理装置的灰水出口与所述气体冷却洗涤装置的灰水入口连通。
5.根据权利要求3或4所述的气流床气化系统，其特征在于，所述对流废锅的蒸汽出口与所述汽包的蒸汽出口共接蒸汽管线。
6.根据权利要求3或4所述的气流床气化系统，其特征在于，所述对流废锅的进水口还与锅炉水输送管连通。
7.根据权利要求3或4所述的气流床气化系统，其特征在于，所述辐射废锅段的下部设置有高温粗煤气导气内件。
8.一种气流床气化方法，其特征在于，所述气流床气化方法包括以下步骤：
步骤a1，将含碳物质和氧气通入所述气化段，得到粗煤气、灰渣及未反应的煤灰；
步骤a2，将粗煤气、灰渣及未反应的煤灰通入所述辐射废锅段，粗煤气与所述辐射废锅段进行水冷交换；
步骤a3，将经过所述辐射废锅段进行水冷交换后的粗煤气通入所述高温分离器，除去粗煤气中的部分固体颗粒；将所述辐射废锅段中的灰渣导入所述灰渣收集段，进行灰与灰的初步回收并将渣送入所述灰渣排放装置；
步骤a4，将经过所述高温分离器分离后的粗煤气通入所述对流废锅进行水冷交换，使粗煤气的温度进一步降低；
步骤a5，将经过所述对流废锅进行水冷交换后的粗煤气通入所述静态混合器，利用所述灰水增压泵泵入的灰水对粗煤气进行洗涤，除去粗煤气中的部分固体颗粒，降低粗煤气的温度；
步骤a6，将经过所述静态混合器洗涤后的粗煤气通入所述气体冷却洗涤装置，利用洗涤水对粗煤气进行洗涤，除去粗煤气中的剩余固体颗粒，进一步降低粗煤气的温度。
9.根据权利要求8所述的气流床气化方法，其特征在于，在执行所述步骤a3的同时还可执行步骤a7，将所述辐射废锅段输出的水蒸气通入所述汽包进行汽水分离，得到水蒸气和水，再将水通入所述辐射废锅段进行重复利用。
10.根据权利要求9所述的气流床气化方法，其特征在于，在执行所述步骤a7的同时还可执行步骤a8，将部分所述汽包内的水导入所述对流废锅进行水冷交换，得到水蒸气。
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