CN109852422A - 一种一体式全热回收气化炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种一体式全热回收气化炉，属于煤气化技术领域。解决了现有全热回收气化炉结构复杂，运行稳定性差的技术问题。一种一体式全热回收气化炉，包括上部余热回收段、气化段、下部余热回收段和激冷段；上部余热回收段、气化段、下部余热回收段和激冷段共用一个承压壳体。上部余热回收段、气化段、下部余热回收段和激冷段共用一个承压壳体，可简化全热回收气化装置的结构，减少投资成本，提高运行稳定性；上部余热回收段的热回收通道设计成多程数，提高换热效果。气化室采用膜式水冷壁，下部余热回收段膜式壁下部采用敞口设计，可防止下部积灰。
Description
技术领域
本发明涉及一种一体式全热回收气化炉，属于煤气化技术领域。
背景技术
煤气化技术是煤化工行业的龙头技术，为了提高煤气化的能效，实现气化废热的全回收，目前行业内的做法是气化装置基础上增加辐射废锅和对流废锅，增加的两套热回收装置大大增加了设备的复杂性和投资成本，而且降低了气化装置运行的稳定性。
发明内容
为了解决现有全热回收气化炉结构复杂，运行稳定性差的技术问题，本发明提供了一种一体式全热回收气化炉，可简化全热回收气化装置的结构，减少投资成本，提高运行稳定性。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种一体式全热回收气化炉，包括承压壳体以及自上而下依次设在承压壳体内部的上部余热回收段、气化段、下部余热回收段和激冷段；
所述上部余热回收段内部设置有内膜式水冷壁、外膜式水冷壁、水冷屏、合成气出口，内膜式水冷壁和外膜式水冷壁均围成一个空腔且内膜式水冷壁通过水冷屏支撑在外膜式水冷壁内部；内膜式水冷壁、外膜式水冷壁、水冷屏之间围成热回收通道；合成气出口底部连通外膜式水冷壁所围成的空腔的顶部，合成气出口的顶部自承压壳体顶部伸出；
所述气化段内部设置第一膜式水冷壁，第一膜式水冷壁所包围内腔形成气化室，气化室上部通过第一耐高温通道与热回收通道联通；承压壳体上安装有伸入气化室内部的气化烧嘴；
所述下部余热回收段内部设置第二膜式水冷壁，第二膜式水冷壁围成热回收室，气化室下部通过第二耐高温通道与热回收室连通；
承压壳体内靠近底部的腔体构成激冷段，承压壳体的底部作为渣口且渣口处安装有出渣门；激冷段内部充水形成激冷室；第二膜式水冷壁的下部采用敞口结构且伸入激冷室液面之下。
位于气化室上部的余热回收段可以自上方吸收气化室燃烧后未被第一膜式水冷壁吸收的热量，位于气化室下部的余热回收段则可以自下方有效吸收气化室燃烧后未被第一膜式水冷壁吸收的热量。上下两个余热回收段的设计可以最大限度的吸收气化室内部燃烧产生的热量。上部余热回收段内的内膜式水冷壁可以进一步增强对热量的吸收，增大吸热面积。而且由于将上部余热回收段、气化段、下部余热回收段以及激冷段集成在一个承压壳体内部，大大提高了吸热的效率，还避免了热量的损耗。
第二膜式壁下部采用敞口设计，防止积灰。下部余热回收段伸入激冷室液面之下，防止高温气体对承压壳体的有害作用。
进一步的，外膜式水冷壁、第一膜式水冷壁、第二膜式水冷壁、内膜式水冷壁以及水冷屏之间相互连通并与外部循环系统连接。承压壳体内部的各个水冷壁相互连通，然后统一与外界的管路连通，构成统一的循环系统，与外界进行热交换。承压壳体上设有与水冷壁连通的进、出水管口。
进一步的，外膜式水冷壁、第一膜式水冷壁、第二膜式水冷壁、内膜式水冷壁以及水冷屏都是单独与外部循环系统连接。各个水冷壁与外部管路构成一个个独立的循环系统，满足不同用户的实际需求。
作为上述方案的改进，所述上部余热回收段的热回收通道设计为多程数。
作为上述方案的改进，所述气化段膜式水冷壁内部设置耐热层。
所述激冷段设置激冷水进出口，激冷段内部充水，实现激冷的功能。
本发明的有益效果是：
上部余热回收段、气化段、下部余热回收段和激冷段共用一个承压壳体，可简化全热回收气化装置的结构，减少投资成本，提高运行稳定性；上部余热回收段的热回收通道设计成多程数，提高换热效果。气化室采用膜式水冷壁，下部余热回收段膜式壁下部采用敞口设计，可防止下部积灰。
附图说明
图1本发明结构示意图。
图中：1-上部余热回收段，2-气化段，3-下部余热回收段，4-激冷段，11-内膜式水冷壁，12-外膜式水冷壁，13-水冷屏，14-合成气出口，21-第一耐高温通道，22-第一膜式水冷壁，23-气化烧嘴，24-第二耐高温通道，31-第二膜式水冷壁，41-激冷水入口，42-激冷水出口，43-激冷室，44-渣口，100-承压壳体，200-热回收通道，300-气化室，400-热回收室。
具体实施方式
如附图所示，一种一体式全热回收气化炉主体包括上部余热回收段1、气化段2、下部余热回收段3和激冷段4；上部余热回收段1、气化段2、下部余热回收段3和激冷段4共用一个承压壳体100。
上部余热回收段1内部设置有内膜式水冷壁11、外膜式水冷壁12、水冷屏13、合成气出口14，内膜式水冷壁11、外膜式水冷壁12、水冷屏13组合成多个热回收通道200，通过调整水冷屏结构，可形成折流效果，从而达到多程换热的目的。
气化段2内部设置第一膜式水冷壁22，第一膜式水冷壁所包围内腔形成气化室300，气化室300上部通过第一耐高温通道21与上部余热回收段1联通，气化室下部通过第二耐高温通道24与下部余热回收段3联通，气化段膜式水冷壁内部设置耐热层，提高气化室的耐高温性能，增加气化炉的煤种适应性。
下部余热回收段3内部设置第二膜式水冷壁31，膜式水冷壁围成热回收室400，膜式壁下部采用敞口设计，防止积灰。下部余热回收段深入激冷室液面之下，防止高温气体对承压壳体的有害作用。
激冷段4设置激冷水入口41、激冷水出口42，激冷段内部充水，形成激冷室43，实现激冷的功能，煤渣激冷后通过渣口44排出。
如图1所示，外膜式水冷壁的顶部和底部均呈锥形，顶部与合成气出口相连接，底部通过第一耐高温通道与第一膜式水冷壁围城的气化室连通，连接处做好密封；气化室底部通过第二耐高温通道与热回收室相连通，连接处做好密封。外膜式水冷壁以及第一、第二膜式水冷壁均通过吊挂装置挂在承压壳体内壁上。耐高温通道可采用盘管或夹套结构。
耐高温通道采用盘管时，外膜式水冷壁的管子可通过第一耐高温通道与第一膜式水冷壁的管子连通；第一膜式水冷壁的管子可通过第二耐高温通道与第二膜式水冷壁的管子相连通，内、外膜式水冷壁则通过水冷屏相连通；这样各个膜式壁相互连通，并与外界管路构成循环系统；多个水冷屏竖直设置，连接在内外膜式水冷壁之间，将热回收通道分割成多个，且不影响上下通风。
内、外膜式水冷壁相连通，然后与第一膜式水冷壁以及第二膜式水冷壁相互不连通，并分别与外部管路相连通，构成相对独立的热循环系统。
Claims (8)
1.一种一体式全热回收气化炉，其特征在于，包括承压壳体(100)以及自上而下依次设在承压壳体(100)内部的上部余热回收段(1)、气化段（2）、下部余热回收段(3)和激冷段(4)；
所述上部余热回收段(1)内部设置有内膜式水冷壁（11）、外膜式水冷壁（12）、水冷屏（13）、合成气出口（14），内膜式水冷壁（11）和外膜式水冷壁（12）均围成一个空腔且内膜式水冷壁（11）通过水冷屏（13）支撑在外膜式水冷壁（12）内部；内膜式水冷壁（11）、外膜式水冷壁（12）、水冷屏（13）之间围成热回收通道（200）；合成气出口（14）底部连通外膜式水冷壁（12）所围成的空腔的顶部，合成气出口（14）的顶部自承压壳体(100)顶部伸出；
所述气化段（2）内部设置第一膜式水冷壁（22），第一膜式水冷壁（22）所包围内腔形成气化室（300），气化室（300）上部通过第一耐高温通道（21）与热回收通道（200）联通；承压壳体(100)上安装有伸入气化室（300）内部的气化烧嘴（23）；
所述下部余热回收段（3）内部设置第二膜式水冷壁（31），第二膜式水冷壁（31）围成热回收室（400），气化室（300）下部通过第二耐高温通道（24）与热回收室（400）连通；
承压壳体（100）内靠近底部的腔体构成激冷段（4），承压壳体（100）的底部作为渣口（44）且渣口（44）处安装有出渣门；激冷段（4）内部充水形成激冷室（43）；第二膜式水冷壁（31）的下部采用敞口结构且伸入激冷室（43）液面之下。
2.如权利要求1所述的一种一体式全热回收气化炉，其特征在于，外膜式水冷壁（12）、第一膜式水冷壁（22）、第二膜式水冷壁（31）、内膜式水冷壁（11）以及水冷屏（13）之间相互连通并与外部循环系统连接。
3.如权利要求1所述的一种一体式全热回收气化炉，其特征在于，外膜式水冷壁（12）、第一膜式水冷壁（22）、第二膜式水冷壁（31）、内膜式水冷壁（11）以及水冷屏（13）都是单独与外部循环系统连接。
4.如权利要求1~3任一项所述的一种一体式全热回收气化炉，其特征在于，热回收通道（200）内设置多个挡板，将热回收通道（200）分割成折流通道。
5.如权利要求1~3任一项所述的一种一体式全热回收气化炉，其特征在于，第一膜式水冷壁（22）内部设置耐热层。
6.如权利要求1~3任一项所述的一种一体式全热回收气化炉，其特征在于，激冷段（4）设置有开在承压壳体(100)上的激冷水入口（41）和激冷水出口（42）。
7.如权利要求1~3任一项所述的一种一体式全热回收气化炉，其特征在于，所述气化烧嘴（23）为多个且呈水平环绕承压壳体（100）对称布置。
8.如权利要求1~3任一项所述的一种一体式全热回收气化炉，其特征在于，所述水冷屏（13）连接在内膜式水冷壁（11）和外膜式水冷壁（12）之间。
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