CN113847607A - 煤气化渣处理系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及煤化工技术领域，特别涉及一种煤气化渣处理系统。煤气化渣处理系统包括：煤气化渣处理装置，包括焚烧炉，焚烧炉对煤气化渣进行焚烧；和锅炉系统，包括锅炉，锅炉与焚烧炉的尾部烟道连接，以接收由焚烧炉流出的烟气。通过将焚烧炉和锅炉耦合在一起，先对煤气化渣进行焚烧，然后将煤气化渣焚烧所产生的烟气通入锅炉中，可以实现对煤气化渣的清洁高效处理。

Description

煤气化渣处理系统

技术领域

本公开涉及煤化工技术领域，特别涉及一种煤气化渣处理系统。

背景技术

随着煤化工产业的迅猛发展，煤气化渣年排放量与日俱增，其规模化处置与资源化利用迫在眉睫。然而，目前对煤气化渣的处理的方式较为单一，通常直接堆放或填埋，存在资源浪费，以及环境污染等方面的问题。

发明内容

本公开旨在提供一种清洁高效的煤气化渣处理系统。

为了实现上述目的，本公开所提供的煤气化渣处理系统，包括：

煤气化渣处理装置，包括焚烧炉，焚烧炉对煤气化渣进行焚烧；和

锅炉系统，包括锅炉，锅炉与焚烧炉的尾部烟道连接，以接收由焚烧炉流出的烟气。

在一些实施例中，煤气化渣处理装置包括至少一级第一换热器，至少一级第一换热器设置于由尾部烟道至锅炉的烟气流路中，以对由焚烧炉流向锅炉的烟气进行降温。

在一些实施例中，第一换热器为气水换热器或气汽换热器。

在一些实施例中，第一换热器为气水换热器，其中：第一换热器的进水口与锅炉的高压给水管路连接，使得锅炉系统的高压给水管路中的水流至第一换热器中；和/或，第一换热器的出水口与锅炉系统的发电设备连接，使得从第一换热器流出的水流至发电设备中。

在一些实施例中，锅炉系统包括第二换热器，第二换热器设置于锅炉中，以与锅炉中的烟气换热，第一换热器与第二换热器并联和/或串联。

在一些实施例中，锅炉系统与焚烧炉的一次风口和/或二次风口连接，以向焚烧炉内通入热一次风和/或热二次风。

在一些实施例中，锅炉系统包括空预器，空预器沿着烟气排出方向布置于锅炉的下游，并对由锅炉排出的烟气进行降温，空预器的出气口与一次风口和/或二次风口连接，以将从空预器流出的空气引至一次风口和/或二次风口。

在一些实施例中，煤气化渣处理系统包括热风驱动机构，热风驱动机构设置于锅炉系统与一次风口和/或二次风口之间的管路上，以驱动热风由锅炉系统流向一次风口和/或二次风口。

在一些实施例中，焚烧炉内未设置受热面；和/或，煤气化渣处理系统包括烟气驱动机构，烟气驱动机构设置于尾部烟道与锅炉之间的烟气流路上，以驱动烟气由尾部烟道流向锅炉。

在一些实施例中，锅炉系统包括脱硝系统、除尘系统和脱硫系统中的至少之一，脱硝系统对从锅炉排出的烟气进行脱硝，除尘系统对从锅炉排出的烟气进行除尘，脱硫系统对从锅炉排出的烟气进行脱硫；和/或，煤气化渣处理装置包括干化机，干化机对流向焚烧炉的煤气化渣进行干燥。

本公开将焚烧炉和锅炉耦合在一起，先对煤气化渣进行焚烧，然后将煤气化渣焚烧所产生的烟气通入锅炉中，可以实现对煤气化渣的清洁高效处理。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例进行详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开煤气化渣处理系统的结构简图。

附图标记说明：

100、煤气化渣处理系统；10、煤气化渣处理装置；20、锅炉系统；30、煤气化渣预处理装置；40、烟气净化系统；

1、输送机构；2、干化机；3、储仓；4、焚烧炉；41、尾部烟道；42、一次风口；43、二次风口；44、炉体；5、第一换热器；51、进水口；52、出水口；6、烟气驱动机构；61、风机；7、热风驱动机构；

8、发电设备；9、锅炉；10、第二换热器；11、脱硝系统；12、空预器；121、出气口；13、除尘系统；14、排烟驱动机构；15、脱硫系统；16、烟囱；17、高压给水管路。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

此外，下面所描述的本公开不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

煤制油(Coal-to-liquids,CTL)技术是以煤炭为原料，通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术，该技术是煤炭清洁利用的重要手段，是维护国家能源安全和应对环境保护要求的有效举措，因此，该技术近年来得到了极大的重视和发展。

然而，煤制油技术却也是重要的废渣产生源头。据了解，百万吨煤炼制油工程中，每年都会产生90多万吨的灰渣，主要来自于煤气化渣和锅炉灰渣。

其中，煤气化渣是煤与氧气或富氧空气发生不完全燃烧生成CO与H₂的过程中，煤中无机矿物质经过不同的物理化学转变伴随着煤中残留的碳颗粒形成的固态残渣。煤气化渣包括粗渣和细渣两大类。粗渣即浆化煤炭颗粒在气化炉高温高压条件下经熔融、激冷、凝结等流程，并由气化炉底部排渣口排出的含水渣。细渣即通过气化炉顶部由粗煤气气流携出并经初步洗涤净化和沉淀得到的含水渣。无论是粗渣还是细渣，气化渣残的碳量普遍偏高，细渣相对于粗渣残碳量更高。

在每年所产生的灰渣中，煤气化渣占比较大，可以达到95％左右。并且，随着煤化工产业的迅猛发展，煤气化渣的排放量与日俱增。因此，煤气化渣的资源化利用迫在眉睫。

然而，目前煤气化渣的处理方式较为单一，有效处理程度不高，多数直接堆放或填埋，不仅未对煤气化渣的能量进行有效利用，而且还造成严重的环境污染和土地资源浪费，制约煤气化工产业的可持续发展。

针对上述情况，本公开提供一种煤气化渣处理系统，以对煤气化渣进行清洁高效的处理，为煤气化工产业的可持续发展提供助力。由于与粗渣相比，细渣的残碳量更高，可利用价值更大，因此，本公开所提供的煤气化渣处理系统，尤其适用于对细渣进行处理。

图1示例性地示出了本公开的煤气化渣处理系统。

参见图1，在本公开中，煤气化渣处理系统100包括煤气化渣处理装置10和锅炉系统20。其中，煤气化渣处理装置10包括焚烧炉4，焚烧炉4对煤气化渣进行焚烧。锅炉系统20包括锅炉9，锅炉9与焚烧炉4的尾部烟道41连接，以接收由焚烧炉4流出的烟气。

可以理解，焚烧炉4是一种焚烧处理废物(包括废液、废气和废渣)的设备，而锅炉9是一种通过煤或天然气及其他辅助燃料燃烧后产生蒸汽的设备。

基于上述设置，煤气化渣处理系统100可以基于焚烧炉4和锅炉9的耦合，对煤气化渣进行处理。其中，焚烧炉4先对煤气化渣进行焚烧，利用煤气化渣中的残碳燃料，来实现煤气化渣的焚烧，产生高温高压的烟气。锅炉9在焚烧炉4后接收煤气化渣焚烧产生的高温高压烟气，煤气化渣焚烧产生的高温高压烟气进入锅炉9后，相应烟气中的热量可以被锅炉9内的受热面吸收，从而实现对煤气化渣分解所产生热量的进一步吸收。

由于煤气化渣可以先后经历焚烧炉4和锅炉9的两级处理，而没有再被直接堆放或填埋，因此，可以有效减少煤气化渣对环境的污染和对土地资源的侵占。

并且，由于煤气化渣能量可以由焚烧炉4和锅炉9进行先后两级再利用，不仅焚烧炉4可以通过对煤气化渣进行焚烧，来回收煤气化渣的能量，而且锅炉9可以通过吸收煤气化渣经焚烧炉4焚烧后所产生烟气中的热量，来实现对煤气化渣分解所产生热量的进一步吸收，因此，煤气化渣的能量利用率较高。

可见，本公开通过耦合焚烧炉4和锅炉9对煤气化渣进行处理，可以实现对煤气化渣的清洁高效处理，提高煤气化渣的能量利用率，减少资源浪费和环境污染。

这种焚烧炉4和锅炉9耦合对煤气化渣进行处理的方式，不仅与直接堆放或填埋的方式相比具有诸多优点，而且与焚烧炉4和锅炉9非耦合的方式相比，也具有诸多优点。

其中，焚烧炉4和锅炉9非耦合的处理方式，是指仅利用焚烧炉4和锅炉9中的一个对煤气化渣进行处理的方式。

当仅利用焚烧炉4进行煤气化渣进行处理时，煤气化渣仅在焚烧炉4内进行燃烧，煤气化渣焚烧产生的烟气没有被通入锅炉9中进行进一步处理。这种处理方式，虽然也可以对煤气化渣进行一定利用，但由于煤气化渣焚烧所产生的烟气没有被进一步处理，因此，不仅煤气化渣焚烧所产生烟气中的能量被浪费，造成煤气化渣能量利用率较低，而且，未被处理的烟气直接排放，难以满足环保排放要求，容易造成环境污染，并且，这种情况下，若想对废渣焚烧后烟气进行净化处理，需要另外设置专门的净化装置，例如需要另外设置专门的除尘装置、脱硫装置和脱硝装置，来对烟气中的污染物进行脱除，但这又会增加煤气化渣处理系统的结构复杂性，并导致投资成本的大幅增加。

而与上述仅利用焚烧炉4对煤气化渣进行焚烧的处理方式不同，本公开所提供的焚烧炉4和锅炉9耦合的煤气化渣处理方式，在焚烧炉4之后，进一步利用锅炉4对煤气化渣经焚烧炉4焚烧后的烟气进行处理，这样，不仅锅炉9可以进一步吸收煤气化渣分解后所产生热量，提高煤气化渣的能量利用率，而且，由于锅炉9一般原本就配套有烟气净化系统40，例如，参见图1，锅炉9下游一般布置有脱硝系统11、除尘系统13和脱硫系统15中的至少之一，对锅炉9排出烟气进行脱硝、除尘和脱硫处理中的至少之一，因此，将煤气化渣焚烧后的烟气通入锅炉9中，还使得可以利用锅炉9自身配套的烟气净化系统40来对煤气化渣焚烧后的烟气进行净化，如此，煤气化渣焚烧后产生的烟气可以与锅炉9内部燃料燃烧所产生的烟气一起，经过锅炉9自身配套的烟气净化系统40进行净化，达到目标排放水平后再进行排放，这样，一方面，煤气化渣焚烧后的烟气可以被进一步净化处理，污染物水平可以有效降低，清洁程度更高，因此，可以实现更加环保的排放过程，另一方面，由于煤气化渣焚烧后的烟气净化，直接由锅炉9原本就有的烟气净化系统40完成即可，无需再另外设置专门的烟气净化装置，因此，结构更加简单，成本更低。

可见，与仅利用焚烧炉4对煤气化渣进行焚烧的处理方式相比，本公开所提供的焚烧炉4和锅炉9耦合的煤气化渣处理方式，可以基于较将简单的结构和较低的成本，实现更加清洁的细渣处理过程。

当仅利用锅炉9对煤气化渣处理时，煤气化渣直接通入锅炉9中进行燃烧，这种情况下，由于煤气化渣中的挥发性成分的含量较小，可燃性较差，且锅炉9自身的结构并不是按照煤气化渣的特性设计的，因此，直接将煤气化渣送入锅炉9中进行掺烧，容易造成燃烧不充分，导致锅炉大渣及飞灰含碳量大幅度增加，影响锅炉效率及锅炉飞灰的再次利用，并且，所造成的锅炉9的飞灰量增加，还容易造成炉内受热面磨损，这些均制约煤气化渣的掺烧比例，导致这种情况下，仅能掺烧少量的煤气化渣，所以，煤气化渣的处理量将会受到较大的限制。

而与上述直接利用锅炉9对煤气化渣进行掺烧的方式不同，本公开所提供的焚烧炉4和锅炉9耦合的煤气化渣处理方式，不再直接将煤气化渣送入锅炉9中进行掺烧，而是先利用焚烧炉4对煤气化渣进行焚烧，之后再将煤气化渣焚烧产生的烟气通入锅炉9中，这样，可以避免煤气化渣直接送入锅炉9中时所引起的大渣及飞灰含碳量大幅度增加以及炉内受热面磨损等问题，焚烧炉4内多送入一些煤气化渣进行焚烧，也不会对锅炉9飞灰和大渣含碳量造成过多影响，不会影响锅炉9的安全稳定运行，因此，有利于增大煤气化渣的处置耦合比例，实现对更大量煤气化渣的处理，提高煤气化渣处理系统100的煤气化渣处理能力。

可见，与直接利用锅炉9对煤气化渣进行掺烧的方式相比，本公开所提供的焚烧炉4和锅炉9耦合的煤气化渣处理方式，可以增大煤气化渣的处置耦合比例，提高煤气化渣处理系统100的煤气化渣处理能力。

由上述分析可知，本公开的煤气化渣处理系统100是一种焚烧炉4与锅炉9耦合的煤气化渣处置系统，其通过先利用焚烧炉4对煤气化渣进行焚烧，然后再利用锅炉9对煤气化渣经焚烧炉4焚烧后的烟气中的能量进行再利用，可以在实现煤气化渣高效清洁处理的同时，降低煤气化渣处理系统100的投资成本，提高煤气化渣能量的利用率，减少煤气化渣处理的污染物排放水平，增大对煤气化渣的处理能力。

其中，为了改善煤气化渣在焚烧炉4内的焚烧效果，在一些实施例中，焚烧炉4内未设置受热面。焚烧炉4内的受热面，是位于焚烧炉4内用于对焚烧炉4内空气进行降温的部分。当焚烧炉4内没有设置受热面时，焚烧炉4为绝热焚烧炉。由于这种情况下，没有受热面对焚烧炉4内的空气进行降温，因此，焚烧炉4内可以维持较高的温度水平，从而煤气化渣能够在焚烧炉4内更加稳定充分地燃烧，实现更好的煤气化渣焚烧效果。

除了可以通过将焚烧炉4设置为绝热焚烧炉，来改善煤气化渣的焚烧效果，还可以采用其他手段，来改善煤气化渣的焚烧效果。

例如，参见图1，在一些实施例中，锅炉系统20与焚烧炉4的一次风口42和/或二次风口43连接，以向焚烧炉4内通入热一次风和/或热二次风。

在上述设置方式中，锅炉系统20与焚烧炉4之间，不仅进行烟气耦合，同时还进行热风耦合。由于较高温度的热风有利于提高焚烧炉4内的温度水平，而焚烧炉4较高的温度水平有利于提高煤气化渣在焚烧炉4内的燃烧稳定性，因此，由锅炉系统20向焚烧炉4内通入热一次风和/热二次风，可以有效改善煤气化渣的焚烧效果。并且，由于焚烧炉4的热一次风和热二次风均来自于锅炉系统20，而无需再为焚烧炉4另外配备热风供应系统，因此，还有利于简化煤气化渣处理系统100的整体结构。

其中，由锅炉系统20送至焚烧炉4的热风具体可以取自锅炉系统20的空预器12。空预器12是一种以空气作为换热工质的换热器。参见图1，在锅炉系统20中，空预器12沿着烟气排出方向布置于锅炉9的下游，并对由锅炉9排出的烟气进行降温。工作时，空气进入空预器12，与从锅炉9排出的烟气换热，吸收从锅炉9排出的烟气中的热量，温度升高，之后，温度升高的空气从空预器12的出气口121流出，流向锅炉9，作为锅炉9的二次风。由此可知，空预器12的出气口121处的空气温度较高，因此，可以将空预器12的出气口121与焚烧炉4的一次风口42和/或二次风口43连接，将从空预器12流出的空气引至一次风口42和/或二次风口43，用作焚烧炉4的热一次风和/或热二次风。

由于从空预器12流出的空气温度较高，因此，将该温度较高的空气引至焚烧炉4内，作为焚烧炉4的热一次风和/或热二次风，有利于提高焚烧炉4内的温度，改善煤气化渣在焚烧炉4内的焚烧效果。

由于可以通过将焚烧炉4设置为绝缘焚烧炉，或向焚烧炉4中通入热风的方式，来改善煤气化渣在焚烧炉4内的焚烧效果，因此，从另一个角度讲，可以降低对煤气化渣的质量要求，例如，可以降低对煤气化渣干燥水平的要求，使得煤气化渣即使干燥后仍含有较多的水分，也能实现较好的焚烧效果，这有利于降低煤气化渣干燥系统的运行成本。

另外，为了改善煤气化渣的处理效果，参见图1，在一些实施例中，煤气化渣处理装置10不但包括焚烧炉4，同时还包括第一换热器5，第一换热器5设置于由焚烧炉4的尾部烟道41至锅炉9的烟气流路中，以对由焚烧炉4流向锅炉9的烟气进行降温。

在煤气化渣焚烧烟气进入锅炉9之前，预先利用第一换热器5对煤气化渣焚烧烟气进行降温，一方面，可以由第一换热器5对煤气化渣焚烧烟气中的热量进行预回收，使得第一换热器5可以与锅炉9一起，形成对煤气化渣焚烧烟气热量的两级回收，进一步提高煤气化渣的能量利用率，实现对煤气化渣热量更充分地利用，另一方面，第一换热器5可以对煤粉焚烧烟气进行降温，以免温度过高的煤气化渣焚烧烟气直接进入锅炉9中，造成锅炉9损害。煤气化渣焚烧后的烟气温度较高，经第一换热器5降温后，温度更适宜被锅炉9承受。

其中，第一换热器5的级数不作限制，可以为一级、两级或多级。当第一换热器5的级数不止一级时，可以更有效地提高煤气化渣的能量利用率。

另外，第一换热器5的类型也不作限制，例如，第一换热器5可以为气水换热器或气汽换热器。

当第一换热器5为气水换热器时，第一换热器5的用作与烟气换热的换热工质的水可以来自锅炉高压给水或低压凝结水。例如，参见图1，一些实施例中，第一换热器5的进水口51与锅炉9的高压给水管路17连接，使得锅炉9的高压给水管路17中的水流至第一换热器5中。此时，第一换热器5中的用于与烟气换热的水来自于锅炉9的高压给水，煤气化渣处理装置10与锅炉系统20之间，不仅进行烟气耦合，还进行气水耦合。由于这种情况下，可以直接利用锅炉9原本就有的高压给水来为第一换热器5提供换热工质，无需再另外为第一换热器5设置工质供给系统，因此，结构更加简单。并且，锅炉9的高压给水，温度较低，进入第一换热器5后，可以较充分地与煤气化渣焚烧烟气进行换热，实现对煤气化渣焚烧烟气热量较充分地利用。

另外，当第一换热器5为气水换热器时，参见图1，一些实施例中，第一换热器5的出水口52与锅炉系统20的发电设备8连接，使得从第一换热器5流出的水流至发电设备8(例如汽轮发电机组)中。此时，从第一换热器5中流出的与煤气化渣焚烧烟气换热之后的水可以流至发电设备8中，供发电设备8发电使用，实现发电设备8对第一换热器5所吸收的煤气化渣焚烧烟气的热量的有效利用。

继续参见图1，在一些实施例中，锅炉系统20包括第二换热器10，第二换热器10设置于锅炉9中，以与锅炉9中的烟气换热，第一换热器5与第二换热器10并联和/或串联。其中，设置于锅炉9内的第二换热器10用作锅炉9的换热面，其连接高压给水管路17和发电设备8，以将所吸收的锅炉9中烟气的热量传递至发电设备8，实现发电设备8对锅炉烟气热量的利用。由于第一换热器5和第二换热器10并联和/或串联，因此，第一换热器5和第二换热器10可以一起，吸收烟气的热量，并供发电设备8发电使用。

当第一换热器5与第二换热器10并联时，高压给水管路17中的水可以分两路，分别流至第一换热器5和第二换热器10中，流至第一换热器5中的一路高压给水在第一换热器5中与煤气化渣焚烧烟气换热，吸收煤气化渣焚烧烟气的热量，变为过热蒸汽，而流至第二换热器10中的另一路高压给水则在第二换热器10中与炉内烟气换热，吸收炉内烟气的热量，变为过热蒸汽，之后，这两部分过热蒸汽混合后，进入发电设备8中发电。这种情况尤其适用于第一换热器5自身即可满足发电设备8温度需求的情况。

而在第一换热器5自身无法满足发电设备8温度需求的情况下，第一换热器5可以先与锅炉9内的一部分第二换热器10并联，之后在与锅炉9内剩余的第二换热器10串联，使得工作时，工质可以分别进入第一换热器5和锅炉9内的部分第二换热器10受热，受热后的两部分工质又可以混合并经过锅炉9内剩余的第二换热器10继续加热后，变为过热蒸汽，最后再进入发电设备8发电。

可见，在第一换热器5和第二换热器10的配合下，可以更有效地利用煤气化渣的能量。

接下来对图1所示的实施例予以进一步地介绍。

如图1所示，在该实施例中，煤气化渣处理系统100可以实现对煤气化渣的高效、清洁和资源化利用，其包括煤气化渣处理装置10和锅炉系统20。煤气化渣处理装置10和锅炉系统20之间不仅进行烟气耦合，还进行水气耦合和热风耦合。其中，煤气化渣处理装置10包括煤气化渣预处理装置30、焚烧炉4和第一换热器5。锅炉系统20为燃煤电站，其包括锅炉9、第二换热器10、烟气净化系统40、烟囱16、空预器12、排烟驱动机构14和发电设备8。

煤气化渣预处理装置30设置于焚烧炉4的上游，用于在煤气化渣进入焚烧炉4之前，对煤气化渣进行预处理。如图1所示，在该实施例中，煤气化渣预处理装置30包括干化机2，干化机2对流向焚烧炉4的煤气化渣进行干燥，以降低煤气化渣的含水量，方便煤气化渣在焚烧炉4内燃烧。并且，如图1所示，在该实施例中，煤气化渣预处理装置30不仅包括干化机2，同时还包括输送机构1和储仓3。输送机构1(例如输送泵)用于输送煤气化渣。储仓3设置于干化机2的下游，并位于焚烧炉4的上游，用于储存煤气化渣。工作时，含有煤气化渣的煤气化渣浆液A由输送机构1输送至干化机2内，并在干化机2内进行干化，经干化机2干化后的煤气化渣，含水率可以有效降低(例如降低至30％左右)，随后，经过干化的煤气化渣被输送至储仓3内进行储存。当需要焚烧炉4对煤气化渣进行焚烧时，储存在储仓3内的煤气化渣被输送至焚烧炉4内。

焚烧炉4用于对煤气化渣进行焚烧。如图1所示，在该实施例中，焚烧炉4为流化床焚烧炉，其包括炉体44和尾部烟道41。炉体44为煤气化渣提供燃烧场所，其侧壁与储仓3连通，同时，其侧壁和底部分别设有一次风口42和二次风口43，均与锅炉系统20连接。尾部烟道41设置于炉体44的侧壁，并与炉体44的内部连通，用于供煤气化渣焚烧烟气流出至焚烧炉4外部。如图1所示，在该实施例中，焚烧炉4为绝热焚烧炉，其内部没有设置受热面，因此，可以维持较高的炉内温度水平，有利于实现煤气化渣在焚烧炉4内的稳定燃烧和燃尽。

第一换热器5设置于尾部烟道41中，用于在煤气化渣焚烧烟气经由尾部烟道41排出的过程中，与煤气化渣焚烧烟气换热，吸收煤气化渣焚烧烟气的热量，降低煤气化渣焚烧烟气的温度，在实现对煤气化渣焚烧烟气中热量的利用的同时，方便煤气化渣焚烧烟气以较合适的温度进入锅炉9中被锅炉9进一步吸收热量。如图1所示，在该实施例中，第一换热器5为水气换热器，其进水口51和出水口52分别与锅炉9的高压给水管路17和锅炉系统20的发电设备8连通，以利用锅炉9的高压给水吸收煤气化渣焚烧烟气中的热量，并将所吸收的热量供发电设备8发电使用，实现对煤气化渣焚烧烟气热量的有效利用。高压给水管路17具体可以为锅炉系统20的省煤器(图中未示出)的入口处的高压给水管道。

锅炉9为锅炉系统20的核心组成部分，其可以为煤粉锅炉或循环流化床锅炉，通过煤或天然气等燃料燃烧后，产生蒸汽，供发电设备8发电使用。锅炉9内设有受热面。锅炉9的受热面包括第二换热器10。并且，锅炉9的下游设有烟气净化系统40。

第二换热器10设置于锅炉9内部，用于与锅炉9内的烟气换热，吸收炉内烟气的热量，并供发电设备8发电使用。如图1所示，在该实施例中，第二换热器10为水汽换热器，其一方面与高压给水管路17连通，另一方面与发电设备8连通，以利用锅炉9的高压给水吸收炉内烟气中的热量，并将所吸收的热量供发电设备8发电使用，实现对炉内烟气热量的有效利用。并且，如图1所示，在该实施例中，第二换热器10与第一换热器5并联。工作时，高压给水B从高压给水管路17分两路，分别流向第一换热器5和第二换热器10，在与烟气换热，变为高温蒸汽后，两路蒸汽再混合，流向发电设备8。

烟气净化系统40设置于锅炉9的下游，用于对锅炉9排出的烟气进行净化。如图1所示，在该实施例中，烟气净化系统40包括沿着烟气排出方向依次连接的脱硝系统11、除尘系统13和脱硫系统15，以依次对锅炉排烟进行脱硝、除尘和脱硫处理，降低锅炉排烟中的污染物水平。脱硫系统15与烟囱16连通，以将经过净化的烟气经由烟囱16排入大气。

空预器12用于吸收锅炉排烟的热量，降低锅炉排烟的温度。如图1所示，在该实施例中，空预器12设置于脱硝系统11和除尘系统13之间的管路上，用于利用空气来吸收锅炉排烟的热量，降低锅炉排烟的温度。与锅炉排烟换热后，温度升高的空气从空预器12的出气口121流出。空预器12的出气口121与锅炉9的二次风入口(图中未示出)连通，以将温度较高的空气送入锅炉9中，用作锅炉9的二次风。

排烟驱动机构14用于为锅炉烟气的排放提供驱动力。如图1所示，在该实施例中，排烟驱动机构14设置于除尘系统13和脱硫系统15之间，驱动锅炉烟气依次流经脱硝系统11、空预器12、除尘系统13和脱硫系统15后，经由烟囱16排出至外部环境。示例性地，排烟驱动机构14为风机61，具体可以为引风风机。

如图1所示，在该实施例中，锅炉9与焚烧炉4的尾部烟道41连通，具体地，锅炉9的二次风箱(图中未示出)与尾部烟道41连通，同时，空预器12的出气口121与焚烧炉4的一次风口42和二次风口43连通。

其中，由于锅炉9与焚烧炉4的尾部烟道41连通，因此，煤气化渣焚烧烟气D从尾部烟道41流出后，可以流入锅炉9中，与锅炉9内的受热面换热，由锅炉9进一步吸收煤气化渣焚烧烟气中的热量，提高煤气化渣能量的利用率。并且，进入锅炉9中的煤气化渣焚烧烟气，可以与锅炉9中煤粉或燃气燃烧所产生的高温烟气一起，流经烟气净化系统40，依次进行脱硝、除尘和脱硫处理，待污染物脱除至燃煤电站所要求的排放水平之后，再从烟囱16排出至大气，这样可以防止煤气化渣焚烧烟气直接排放所造成的污染问题，且由于无需另外设置煤气化渣焚烧烟气净化系统，因此，结构较为简单，成本较低。

为了方便煤气化渣焚烧烟气D由尾部烟道41流向锅炉9，如图1所示，在该实施例中，煤气化渣处理系统100包括烟气驱动机构6，烟气驱动机构6设置于尾部烟道41和锅炉9之间的烟气流路上，以驱动烟气由尾部烟道41流向锅炉9。在烟气驱动机构6的作用下，煤气化渣焚烧烟气可以更顺畅高效地流向锅炉9。其中，烟气驱动机构6可以为风机61，具体地，可以为引风风机。

由于在该实施例中，空预器12的出气口121不仅与锅炉9的二次风入口连通，同时还与焚烧炉4的一次风口42和二次风口43连通，因此，焚烧炉4的一次热风和二次热风均来自于空预器12的出气口121。由于空预器12的出气口121处的空气温度较高，因此，从空预器12的出气口121处引一部分空气至焚烧炉4的一次风口42和二次风口43，可以为焚烧炉4提供热一次风和热二次风，从而可以提高焚烧炉4的温度，提升煤气化渣在焚烧炉4内的燃烧稳定性和燃尽率。

热风C向一次风口42和/或二次风口43的流动可以在热风驱动机构7的作用下进行。如图1所示，在该实施例中，空预器12的出气口121与一次风口42和二次风口43之间的管路上设有热风驱动机构7，该热风驱动机构7驱动热风由出气口121至一次风口42和二次风口43。作为示例，热风驱动机构7为风机61，具体地，为送风风机。

该实施例的煤气化渣处理系统100在工作时，含有煤气化渣的煤气化渣浆液A在输送机构1的作用下，流经干化机2进行干化，干化后的煤气化渣进入储仓3内储存，并在需要时，被送至焚烧炉4内焚烧；煤气化渣在焚烧炉4内焚烧时，产生高温烟气D，这部分烟气D在烟气驱动机构6的作用下，由焚烧炉4的尾部烟道41流向锅炉9，并在流经尾部烟道41的过程中，与尾部烟道41内的第一换热器5中的水换热，第一换热器5中的水B吸收煤气化渣焚烧烟气D中的热量，温度升高，变为高温蒸汽，与从锅炉9的第二换热器10流出的蒸汽混合后，一起流向发电设备8，完成发电过程，而煤气化渣焚烧烟气D流经第一换热器5后，温度降低至400℃左右，之后进入锅炉9，与锅炉9的受热面换热，被进一步降温，降温后的煤气化渣焚烧烟气与锅炉9燃料燃烧所产生的高温燃气一起，依次流经脱硝系统11、空预器12、除尘系统13和脱硫系统15后，经由烟囱16排出至外部环境，其中，在流经空预器12时，与空预器12中的空气换热，使从空预器12流出的空气温度升高，从空预器12流出的温度较高的空气中的一部分，在热风驱动机构7的作用下，流向焚烧炉4的一次风口42和二次风口43，提高焚烧炉4内的温度，使得煤气化渣在焚烧炉4内能够更加稳定且充分地燃烧。

可见，该实施例的煤气化渣处理系统100，具有以下优点：

(1)能量利用效率高。相比于常规煤气化渣煤气化渣处理系统，煤气化渣分解产生的热量可以由锅炉9进一步吸收，因此，煤气化渣的能量利用率较高。在高参数蒸汽下，该实施例煤气化渣处理系统100的循环效率远高于常规煤气化渣煤气化渣处理系统。

(2)煤气化渣处置耦合比例大，大比例耦合也不会对锅炉飞灰、大渣含碳量造成影响，不会对锅炉安全和稳定运行造成影响。

(3)煤气化渣处置过程中污染物排放满足锅炉系统锅炉排放标准要求，可以达到超低排放水平，清洁度较高。

(4)无需额外建设污染物脱除系统，结构简单，投资成本低。

(5)有利于降低煤气化渣干燥水平，减少煤气化渣干燥系统运行成本。

综上，该实施例的煤气化渣处理系统100，可以基于煤气化渣处理装置10和燃煤电站的耦合，实现对煤气化渣高效清洁的处理，提高煤气化渣能量利用率，减少煤气化渣处理污染物排放，使其满足燃煤电站的排放水平，同时，整个煤气化渣处理系统100结构较为简单，成本较低，且煤气化渣处理耦合比例较大，可以满足较大量煤气化渣的处理需求。

以上所述仅为本公开的示例性实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种煤气化渣处理系统(100)，其特征在于，包括：

煤气化渣处理装置(10)，包括焚烧炉(4)，所述焚烧炉(4)对煤气化渣进行焚烧；和

锅炉系统(20)，包括锅炉(9)，所述锅炉(9)与所述焚烧炉(4)的尾部烟道(41)连接，以接收由所述焚烧炉(4)流出的烟气。

2.根据权利要求1所述的煤气化渣处理系统(100)，其特征在于，所述煤气化渣处理装置(10)包括至少一级第一换热器(5)，所述至少一级第一换热器(5)设置于由所述尾部烟道(41)至所述锅炉(9)的烟气流路中，以对由所述焚烧炉(4)流向所述锅炉(9)的烟气进行降温。

3.根据权利要求2所述的煤气化渣处理系统(100)，其特征在于，所述第一换热器(5)为气水换热器或气汽换热器。

4.根据权利要求3所述的煤气化渣处理系统(100)，其特征在于，所述第一换热器(5)为气水换热器，其中：所述第一换热器(5)的进水口(51)与所述锅炉(9)的高压给水管路(17)连接，使得所述锅炉系统(20)的高压给水管路(17)中的水流至所述第一换热器(5)中；和/或，所述第一换热器(5)的出水口(52)与所述锅炉系统(20)的发电设备(8)连接，使得从所述第一换热器(5)流出的水流至所述发电设备(8)中。

5.根据权利要求2所述的煤气化渣处理系统(100)，其特征在于，所述锅炉系统(20)包括第二换热器(10)，所述第二换热器(10)设置于所述锅炉(9)中，以与所述锅炉(9)中的烟气换热，所述第一换热器(5)与所述第二换热器(10)并联和/或串联。

6.根据权利要求1-5任一所述的煤气化渣处理系统(100)，其特征在于，所述锅炉系统(20)与所述焚烧炉(4)的一次风口(42)和/或二次风口(43)连接，以向所述焚烧炉(4)内通入热一次风和/或热二次风。

7.根据权利要求6所述的煤气化渣处理系统(100)，其特征在于，所述锅炉系统(20)包括空预器(12)，所述空预器(12)沿着烟气排出方向布置于所述锅炉(9)的下游，并对由所述锅炉(9)排出的烟气进行降温，所述空预器(12)的出气口(121)与所述一次风口(42)和/或所述二次风口(43)连接，以将从所述空预器(12)流出的空气引至所述一次风口(42)和/或所述二次风口(43)。

8.根据权利要求6所述的煤气化渣处理系统(100)，其特征在于，所述煤气化渣处理系统(100)包括热风驱动机构(7)，所述热风驱动机构(7)设置于所述锅炉系统(20)与所述一次风口(42)和/或所述二次风口(43)之间的管路上，以驱动热风由所述锅炉系统(20)流向所述一次风口(42)和/或所述二次风口(43)。

9.根据权利要求1-5任一所述的煤气化渣处理系统(100)，其特征在于，所述焚烧炉(4)内未设置受热面；和/或，所述煤气化渣处理系统(100)包括烟气驱动机构(6)，所述烟气驱动机构(6)设置于所述尾部烟道(41)与所述锅炉(9)之间的烟气流路上，以驱动烟气由所述尾部烟道(41)流向所述锅炉(9)。

10.根据权利要求1-5任一所述的煤气化渣处理系统(100)，其特征在于，所述锅炉系统(20)包括脱硝系统(11)、除尘系统(13)和脱硫系统(15)中的至少之一，所述脱硝系统(11)对从所述锅炉(9)排出的烟气进行脱硝，所述除尘系统(13)对从所述锅炉(9)排出的烟气进行除尘，所述脱硫系统(15)对从所述锅炉(9)排出的烟气进行脱硫；和/或，所述煤气化渣处理装置(10)包括干化机(2)，所述干化机(2)对流向所述焚烧炉(4)的煤气化渣进行干燥。

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