CN109628149A - 一种煤气化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种煤气化系统包括煤粉制备系统、给粉系统、气化炉、排渣系统、粗煤气净化系统和黑水闪蒸系统，所述煤粉制备系统与给粉系统相连，所述给粉系统出口与气化炉的烧嘴相连，所述气化炉为三段炉，上段为燃烧室，中段为辐射热回收室，下段为激冷室，所述激冷室底端出口与排渣系统相连，所述激冷室中部的粗煤气出口与粗煤气净化系统相连，所述激冷室下端的黑水出口与黑水闪蒸系统相连。本发明实施例气化炉内设置废热锅炉，将气化反应产生的热量回收生产蒸汽，减少了热能浪费，降低了黑水闪蒸系统的负荷，气化炉燃烧室设置高压饱和蒸汽喷嘴，既可以调节气化反应的温度，同时参与气化反应，还可以减少燃烧室内壁不被煤粉、灰渣冲刷。

Description

一种煤气化系统
技术领域
本发明实施例涉及煤炭清洁利用技术领域，具体涉及一种煤气化系统。
背景技术
煤气化是指煤、煤焦或石油焦与气化剂(空气、氧气、水蒸气、氢等)在一定温度及压力下发生化学反应，将煤、煤焦或石油焦中的有机质转化为煤气的技术。现有的煤气化技术主要有水煤浆气化技术和干粉煤气化技术。目前干粉气化技术应用较为广泛，气化炉多为激冷流程，高温显热被浪费，难以回收利用，造成热能的浪费。因此非常有必要对现有煤气化技术进行优化升级，回收利用气化反应的热烈生产蒸汽，应用于煤化工厂的其他装置上，降低生产运行成本。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种煤气化系统，以解决现有技术中由于现有煤气化技术无法回收气化反应热量导致热能浪费的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种煤气化系统，包括煤粉制备系统、给粉系统、气化炉、排渣系统、粗煤气净化系统和黑水闪蒸系统，所述煤粉制备系统与给粉系统相连，所述给粉系统出口与气化炉的烧嘴相连，所述气化炉为三段炉，上段为燃烧室，中段为辐射热回收室，回收气化反应的热量，同时降低黑水的温度，减轻黑水闪蒸系统的负荷，下段为激冷室，所述燃烧室的出口与辐射热回收室进口相连，所述辐射热回收室的出口与激冷室的下降管入口相连，所述下降管的上端入口处设置冷却水溢流环隙，通过溢流的冷却水在下降管内壁上形成水膜，保护下降管不被高温粗煤气和熔融渣所烧坏，下端出口深入到激冷室的液面以下，所述下降管外侧设置环绕的破泡板和支架，一方面固定下降管，另一方面打碎粗煤气在激冷室液面以下形成的气泡，高温粗煤气和熔融渣进入激冷室的水浴中冷却，熔融的液态渣凝固，被对粗煤气中夹杂的粗灰等颗粒物进行初步洗涤截留，所述激冷室底端出口与排渣系统相连，沉降的固态渣进入排渣系统，所述激冷室中部的粗煤气出口与粗煤气净化系统相连，对粗煤气进行进一步的洗涤净化，所述激冷室下端的黑水出口与黑水闪蒸系统相连，对激冷室内的高温高压冷却水进行减压沉降，过滤除去其中携带的灰渣和煤泥。
本发明实施例的特征还在于，所述燃烧室内壁设置耐火砖或水冷壁盘管，保护燃烧室不被高温损坏。
本发明实施例的特征还在于，所述煤粉制备系统包括磨煤机、煤粉干燥器和煤粉过滤器，制备含水率、粒度满足气化要求的煤粉。
本发明实施例的特征还在于，所述给粉系统包括储料仓和高压煤粉输送泵，所述煤粉制备系统制备好的煤粉储藏在储料仓中，经高压煤粉输送泵输送至烧嘴。
本发明实施例的特征还在于，所述烧嘴为复合烧嘴，中间为氧气通道，外层为煤粉通道，经烧嘴喷出的煤粉与氧气进行混合燃烧，提高煤粉的气化率。
本发明实施例的特征还在于，所述排渣系统包括减压装置和捞渣机，所述激冷室底端渣出口与减压装置相连，所述减压装置出口与捞渣机相连，高温高压的固态渣水混合物经减压降温后进入捞渣机进行渣水分离。
本发明实施例的特征还在于，所述燃烧室中部对称设置4个高压饱和蒸汽喷嘴，一方面调节气化炉燃烧室的温度，另一方面参与气化反应，水与炭、二氧化碳、一氧化碳进行反应，生成粗煤气，同时保护燃烧室内壁不被冲刷。
本发明实施例的特征还在于，所述粗煤气净化系统包括文丘里洗涤器和泡罩洗涤塔，所述激冷室的粗煤气出口与文丘里洗涤器相连，所述文丘里洗涤器的气体出口与泡罩洗涤塔的气体进口相连，所述泡罩洗涤塔的气体出口与下游工序相连，所述泡罩洗涤塔的液相出口与激冷室上部激冷水入口相连，对粗煤气进行进一步的洗涤净化，洗涤后携带灰渣的水进行气化炉激冷室作为激冷室使用。
本发明实施例的特征还在于，所述黑水闪蒸系统包括闪蒸装置、沉降槽和泥浆过滤机，所述激冷室的黑水出口与闪蒸装置入口相连，所述闪蒸装置的出口与沉降槽相连，所述沉降槽底部的泥浆出口经泥浆泵把煤泥输送至泥浆过滤机，黑水将闪蒸降温减压后进入沉降槽，煤泥等颗粒物沉降后送入泥浆过滤机进行泥水分离，沉降槽上部的清液回收作为气化炉激冷水和粗煤气洗涤系统的洗涤水使用。
本发明实施例具有如下优点：
本发明实施例气化炉内设置废热锅炉，将气化反应产生的热量回收生产蒸汽，减少了热能浪费，同时减少了激冷水的用量，降低了黑水闪蒸系统的负荷，气化炉燃烧室设置高压饱和蒸汽喷嘴，既可以调节气化反应的温度，同时参与气化反应，还可以减少燃烧室内壁不被煤粉、灰渣冲刷，激冷室设置下降管，通过水浴对粗煤气进行洗涤，减少了粗煤气携带灰渣进入粗煤气净化系统，避免了粗煤气中携带的灰渣对设备、管道的磨蚀，确保了粗煤气净化系统在一个良好的工况下运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例1提供的一种煤气化系统；
图中：1.煤粉制备系统、2.给粉系统、3.气化炉、4.排渣系统、5.粗煤气净化系统、6.黑水闪蒸系统、7.燃烧室、8.辐射热回收室、9.激冷室、10.烧嘴、11.下降管、12.高压饱和蒸汽喷嘴、111.磨煤机、112.煤粉干燥器、113.煤粉过滤器、21.储料仓、22.高压煤粉输送泵、41.减压装置、42.捞渣机、51.文丘里洗涤器、52.泡罩洗涤塔、61.闪蒸装置、62.沉降槽、63.泥浆过滤机。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
如图1所示，一种煤气化系统，包括煤粉制备系统1、给粉系统2、气化炉3、排渣系统4、粗煤气净化系统5和黑水闪蒸系统6，所述煤粉制备系统1包括依次相连的磨煤机111、煤粉干燥器112和煤粉过滤器113，所述给粉系统2包括储料仓21和高压煤粉输送泵22，所述煤粉过滤器113制备好的煤粉储藏在储料仓21中，经高压煤粉输送泵22输送至气化炉3的烧嘴10，所述烧嘴10为复合烧嘴，中间为氧气通道，外层为煤粉通道，所述气化炉3为三段炉，上段为燃烧室7，所述燃烧室7内壁设置水冷壁盘管，中部对称设置4个高压饱和蒸汽喷嘴12，中段为辐射热回收室8，所述辐射热回收室8为盘管状辐射废锅，下段为激冷室9，所述燃烧室7的出口与辐射热回收室8进口相连，所述辐射热回收室8的出口与激冷室9的下降管11入口相连，所述下降管11的上端入口处设置冷却水溢流环隙，下端出口深入到激冷室9的液面以下，所述下降管11外侧设置环绕的破泡板和支架，所述排渣系统4包括减压装置41和捞渣机42，所述激冷室9底端渣出口与减压装置41相连，所述减压装置41出口与捞渣机42相连，所述粗煤气净化系统5包括文丘里洗涤器51和泡罩洗涤塔52，所述激冷室9的粗煤气出口与文丘里洗涤器51相连，所述文丘里洗涤器51的气体出口与泡罩洗涤塔52的气体进口相连，所述泡罩洗涤塔52的气体出口与下游工序相连，所述泡罩洗涤塔52的液相出口与激冷室9上部激冷水入口相连,所述黑水闪蒸系统6包括闪蒸装置61、沉降槽62和泥浆过滤机63，所述激冷室9的黑水出口与闪蒸装置61入口相连，所述闪蒸装置61的出口与沉降槽62相连，所述沉降槽62底部的泥浆出口经泥浆泵把煤泥输送至泥浆过滤机63。
本发明实施例1气化炉内设置废热锅炉，将气化反应产生的热量回收生产蒸汽，减少了热能浪费，同时减少了激冷水的用量，降低了黑水闪蒸系统的负荷，气化炉燃烧室设置高压饱和蒸汽喷嘴，既可以调节气化反应的温度，同时参与气化反应，还可以减少燃烧室内壁不被煤粉、灰渣冲刷，采用水冷壁气化炉燃烧室，极大拓宽了气化炉煤种的适用范围，同时副产低压饱和蒸汽，激冷室设置下降管，通过水浴对粗煤气进行洗涤，减少了粗煤气携带灰渣进入粗煤气净化系统，避免了粗煤气中携带的灰渣对设备、管道的磨蚀，确保了粗煤气净化系统在一个良好的工况下运行。
实施例2
一种煤气化系统，包括煤粉制备系统1、给粉系统2、气化炉3、排渣系统4、粗煤气净化系统5和黑水闪蒸系统6，所述煤粉制备系统1包括依次相连的磨煤机111、煤粉干燥器112和煤粉过滤器113，所述给粉系统2包括储料仓21和高压煤粉输送泵22，所述煤粉过滤器113制备好的煤粉储藏在储料仓21中，经高压煤粉输送泵22输送至气化炉3的烧嘴10，所述烧嘴10为复合烧嘴，中间为氧气通道，外层为煤粉通道，所述气化炉3为三段炉，上段为燃烧室7，所述燃烧室7内壁设置耐火砖，中部对称设置4个高压饱和蒸汽喷嘴12，中段为辐射热回收室8，所述辐射热回收室8为盘管状辐射废锅，下段为激冷室9，所述燃烧室7的出口与辐射热回收室8进口相连，所述辐射热回收室8的出口与激冷室9的下降管11入口相连，所述下降管11的上端入口处设置冷却水溢流环隙，下端出口深入到激冷室9的液面以下，所述下降管11外侧设置环绕的破泡板和支架，所述排渣系统4包括减压装置41和捞渣机42，所述激冷室9底端渣出口与减压装置41相连，所述减压装置41出口与捞渣机42相连，所述粗煤气净化系统5包括文丘里洗涤器51和泡罩洗涤塔52，所述激冷室9的粗煤气出口与文丘里洗涤器51相连，所述文丘里洗涤器51的气体出口与泡罩洗涤塔52的气体进口相连，所述泡罩洗涤塔52的气体出口与下游工序相连，所述泡罩洗涤塔52的液相出口与激冷室9上部激冷水入口相连,所述黑水闪蒸系统6包括闪蒸装置61、沉降槽62和泥浆过滤机63，所述激冷室9的黑水出口与闪蒸装置61入口相连，所述闪蒸装置61的出口与沉降槽62相连，所述沉降槽62底部的泥浆出口经泥浆泵把煤泥输送至泥浆过滤机63。
本发明实施例2气化炉内设置废热锅炉，将气化反应产生的热量回收生产蒸汽，减少了热能浪费，同时减少了激冷水的用量，降低了黑水闪蒸系统的负荷，气化炉燃烧室设置高压饱和蒸汽喷嘴，既可以调节气化反应的温度，同时参与气化反应，还可以减少燃烧室内壁不被煤粉、灰渣冲刷，气化炉燃烧室内衬耐火砖，有效保护燃烧室外壁不被高温损坏，激冷室设置下降管，通过水浴对粗煤气进行洗涤，减少了粗煤气携带灰渣进入粗煤气净化系统，避免了粗煤气中携带的灰渣对设备、管道的磨蚀，确保了粗煤气净化系统在一个良好的工况下运行。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，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)

1.一种煤气化系统，其特征在于：所述煤气化系统包括煤粉制备系统(1)、给粉系统(2)、气化炉(3)、排渣系统(4)、粗煤气净化系统(5)和黑水闪蒸系统(6)，所述煤粉制备系统(1)与给粉系统(2)相连，所述给粉系统(2)出口与气化炉(3)的烧嘴(10)相连，所述气化炉(3)为三段炉，上段为燃烧室(7)，中段为辐射热回收室(8)，下段为激冷室(9)，所述燃烧室(7)的出口与辐射热回收室(8)进口相连，所述辐射热回收室(8)的出口与激冷室(9)的下降管(11)入口相连，所述下降管(11)的上端入口处设置冷却水溢流环隙，下端出口深入到激冷室(9)的液面以下，所述下降管(11)外侧设置环绕的破泡板和支架，所述激冷室(9)底端出口与排渣系统(4)相连，所述激冷室(9)中部的粗煤气出口与粗煤气净化系统(5)相连，所述激冷室(9)下端的黑水出口与黑水闪蒸系统(6)相连。
2.根据权利要求1所述的煤气化系统，其特征在于：所述燃烧室(7)内壁设置耐火砖或水冷壁盘管。
3.根据权利要求1所述的煤气化系统，其特征在于：所述辐射热回收室(8)为盘管状辐射废锅。
4.根据权利要求1所述的煤气化系统，其特征在于：所述煤粉制备系统(1)包括磨煤机(111)、煤粉干燥器(112)和煤粉过滤器(113)。
5.根据权利要求1所述的煤气化系统，其特征在于：所述给粉系统(2)包括储料仓(21)和高压煤粉输送泵(22)，所述煤粉制备系统(1)制备好的煤粉储藏在储料仓(21)中，经高压煤粉输送泵(22)输送至烧嘴(10)。
6.根据权利要求1所述的煤气化系统，其特征在于：所述烧嘴(10)为复合烧嘴，中间为氧气通道，外层为煤粉通道。
7.根据权利要求1所述的煤气化系统，其特征在于：所述排渣系统(4)包括减压装置(41)和捞渣机(42)，所述激冷室(9)底端渣出口与减压装置(41)相连，所述减压装置(41)出口与捞渣机(42)相连。
8.根据权利要求1所述的煤气化系统，其特征在于：所述燃烧室(7)中部对称设置4个高压饱和蒸汽喷嘴(12)。
9.根据权利要求1所述的煤气化系统，其特征在于：所述粗煤气净化系统(5)包括文丘里洗涤器(51)和泡罩洗涤塔(52)，所述激冷室(9)的粗煤气出口与文丘里洗涤器(51)相连，所述文丘里洗涤器(51)的气体出口与泡罩洗涤塔(52)的气体进口相连，所述泡罩洗涤塔(52)的气体出口与下游工序相连，所述泡罩洗涤塔(52)的液相出口与激冷室(9)上部激冷水入口相连。
10.根据权利要求1所述的煤气化系统，其特征在于：所述黑水闪蒸系统(6)包括闪蒸装置(61)、沉降槽(62)和泥浆过滤机(63)，所述激冷室(9)的黑水出口与闪蒸装置(61)入口相连，所述闪蒸装置(61)的出口与沉降槽(62)相连，所述沉降槽(62)底部的泥浆出口经泥浆泵把煤泥输送至泥浆过滤机(63)。
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