CN115197752A - 带热量回收功能的煤气化设备 - Google Patents

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CN115197752A CN202210682157.1A CN202210682157A CN115197752A CN 115197752 A CN115197752 A CN 115197752A CN 202210682157 A CN202210682157 A CN 202210682157A CN 115197752 A CN115197752 A CN 115197752A
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Abstract

本发明公开了一种带热量回收功能的煤气化设备，所述带热量回收功能的煤气化设备包括：气化炉，用于含碳物质的燃烧气化；热量回收装置，所述热量回收装置与所述气化炉相连，用于回收气化炉燃烧后所得高温高压气体所包含的热量；洗气塔，所述洗气塔与所述气化炉相连通用于对粗煤气进行洗涤除尘；渣水处理装置，所述渣水处理装置与所述洗气塔相连通用于对细渣进行浓缩使灰水得到循环利用。根据本发明的带热量回收功能的煤气化设备能够提高煤的综合利用效率，节约能源。

Description

带热量回收功能的煤气化设备
本申请为中国申请日2016年02月04日，申请号201610080661.9，名称为“带热量回收功能的煤气化设备”的分案申请。
技术领域
本发明涉及煤气化技术领域，特别是涉及一种带热量回收功能的煤气化设备。
背景技术
相关技术中，气化炉是在高温高压下运行的，含碳物质燃烧之后的气化产物具有较高的温度和压力。激冷流程的工艺及操作相对简单，主要用于煤化工项目，已经日趋成熟和完善。然而，从能量利用角度出发，激冷流程气化炉主要存在热效率低，资源浪费大，能源利用不合理等问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明在于提出一种带热量回收功能的煤气化设备，所述带热量回收功能的煤气化设备可以实现能量的回收利用，提高能量利用率。
根据本发明实施例的带热量回收功能的煤气化设备，包括：气化炉，用于含碳物质的燃烧气化；热量回收装置，所述热量回收装置与所述气化炉相连，用于回收气化炉燃烧后所得高温高压气体所包含的热量；洗气塔，所述洗气塔与所述气化炉相连通用于对粗煤气进行洗涤除尘；渣水处理装置，所述渣水处理装置与所述洗气塔相连通用于对细渣进行浓缩使灰水得到循环利用。
根据本发明实施例的带热量回收功能的煤气化设备，可以实现能量的回收利用，还能有效的提高热煤气效率，提高能量利用率，节约能源。
另外，根据本发明上述实施例的带热量回收功能的煤气化设备还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述气化炉采用湿法进料或干法进料。
根据本发明的一个实施例，所述气化炉包括燃烧室和设在所述燃烧室下游的激冷室，所述燃烧室具有用于向燃烧室内通入含碳物质和氧气的烧嘴。
进一步地，所述热量回收装置包括第一热量回收室和汽包，所述第一热量回收室的入口与所述燃烧室的出口相连，所述第一热量回收室的出口与所述激冷室相连，且所述汽包与所述第一热量回收室相连。
进一步地,所述热量回收装置还包括第二热量回收室，所述第二热量回收室与所述汽包相连，所述第二热量回收室串接在所述激冷室和所述洗气塔之间，且所述第二热量回收室包括一个或多个。
进一步地,所述第一热量回收室和所述第二热量回收室通过管路直连，且所述第二热量回收室包括相互串联的多个。
可选地，所述第一热量回收室置于所述气化炉内，且所述第二热量回收室置于所述气化炉外。
可选地，所述激冷室的下游连接有粗渣处理系统，所述第一热量回收室的下部设置有水浴组件，用于粗煤气经过喷水降温后由粗渣处理系统沉积和收集灰渣，所述水浴组件与所述渣水处理装置相连且所述渣水处理装置向所述水浴组件供水。
根据本发明的一个实施例，所述渣水处理装置包括：闪蒸处理系统、沉降槽、灰水槽、饱和热水塔和高压灰水泵，所述闪蒸处理系统、所述沉降槽、所述灰水槽、所述饱和热水塔、所述高压灰水泵沿水流方向依次相连，所述闪蒸处理系统和所述高压灰水泵均与所述洗气塔相连。
进一步地，所述沉降槽的下游连接有细渣处理系统，所述闪蒸处理系统和所述饱和热水塔相连用于将蒸汽输送至所述饱和热水塔。
附图说明
图1是本发明实施例的带热量回收功能的煤气化设备一个实施例的示意图。
图2是本发明实施例的带热量回收功能的煤气化设备另一个实施例的示意图。
附图标记：
带热量回收功能的煤气化设备100，气化炉1，燃烧室11，激冷室12，烧嘴111，粗渣处理系统121，第一热量回收室21，汽包22，第二热量回收室23，洗气塔3，闪蒸处理系统41，沉降槽42，细渣处理系统421，灰水槽43，饱和热水塔44，高压灰水泵45，激冷水泵47。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明属于煤气化领域，涉及到一种带热量回收功能的煤气化流程，是一种能够回收气化炉1中煤燃烧产物所含的显热的流程。能有效地提高热煤气效率，提高能量利用率。
本发明中的气化炉1所带的热量回收部分是将气化炉1中燃烧生成的1200～1650℃粗煤气进行热量回收，副产的饱和蒸汽，可用于蒸汽轮机发电，或者预热工艺介质，实现能量的回收利用，从而使热煤气效率比单纯的激冷流程提高5～8％，可回收相当于原料煤15～18％的能量。
下面结合图1和图2详细描述根据本发明实施例的带热量回收功能的煤气化设备100。
参照图1和图2，根据本发明实施例的带热量回收功能的煤气化设备100，包括：气化炉1、热量回收装置、洗气塔3以及渣水处理装置。
具体而言，结合图1和图2，气化炉1用于含碳物质的燃烧气化。热量回收装置与气化炉1相连，热量回收装置用于回收气化炉1燃烧后所得高温高压气体所包含的热量。洗气塔3与气化炉1相连通用于对粗煤气进行洗涤除尘。渣水处理装置与洗气塔3相连通用于对细渣进行浓缩使灰水得到循环利用。
其中，气化炉1主要用于各种含碳物质的燃烧气化；热量回收装置是设备的核心，可回收气化炉1燃烧后所得高温高压气体所包含的热量；洗气塔3可对粗煤气进行洗涤除尘；洗气塔3洗涤粗煤气所得的黑水进入渣水处理装置，渣水处理装置可对细渣进行浓缩使灰水得到循环利用。这样可以在一定程度上提高能量利用率，节约能源。
根据本发明实施例的带热量回收功能的煤气化设备100，可以实现能量的回收利用，还能有效的提高热煤气效率，提高能量利用率，节约能源。
根据本发明的一些具体实施例，气化炉1可以采用湿法进料或干法进料。
其中，湿法，又称相分离法或热致相分离法，与干法相对应。原理是：将高沸点小分子作为致孔剂添加到聚烯烃中，加热熔融成均匀体系，然后降温发生相分离，经双向拉伸后用有机溶剂萃取出小分子，可制备相互贯通的微孔膜材料。
另外，气化炉1的操作温度靠气化物料燃烧放出的热量来维持，湿法进料时料浆中的液相组份要气化吸收热量，就会需要更多的气化物料燃烧放热来维持，氧耗就会增大。气化炉1的具体进料方法可以根据实际需要适应性选择。
根据本发明的一些实施例，参照图1和图2，气化炉1包括燃烧室11和激冷室12，激冷室12设在燃烧室11的下游，燃烧室11具有烧嘴111，烧嘴111可以用于向燃烧室11内通入含碳物质和氧气。
其中，含碳物质和氧气通过烧嘴111进入气化炉1的燃烧室11内燃烧，所得粗煤气的温度高达1200～1650℃。
进一步地，参照图1，热量回收装置包括第一热量回收室21和汽包22，第一热量回收室21的入口与燃烧室11的出口相连，第一热量回收室21的出口与激冷室12相连，且汽包22与第一热量回收室21相连。
热量回收装置的入口与气化炉1的燃烧室出口相连。其中，当设备100上仅设有一个第一热量回收室21时，此时可称为一段式热量回收，一段式热量回收的最下部可以设置水浴组件，用于粗煤气中灰渣的沉积和收集，而粗煤气经过喷水降温后进入洗气塔3。
进一步地,如图2所示，热量回收装置还包括第二热量回收室23，第二热量回收室23与汽包22相连，第二热量回收室23串接在激冷室12和洗气塔3之间，且第二热量回收室23包括一个或多个。
热量回收装置可以为一段式热量回收，也可以为多段式热量回收，多段式热量回收室例如多个第二热量回收室23之间用管道直连。
进一步地,如图2所示，第一热量回收室21和第二热量回收室23通过管路直连，且第二热量回收室23包括相互串联的多个。
例如，在图2的示例中，第二热量回收室23可以为两个，且两个第二热量回收室23可以与第一热量回收室21串联。
当然，第二热量回收室23可以为三个、四个、五个等，本发明对第二热量回收室23的个数不作具体限定，实际应用中可以根据需要适应性设置。
可选地，第一热量回收室21置于气化炉1内，且第二热量回收室23置于气化炉1外。
具体地，多段式热量回收室之间用管道直连，其中，一段式热量回收室置于气化炉1内，其余各段热量回收室设置于气化炉1外。
各段热量回收装置可以副产相同压力的蒸汽，也可以副产不同压力等级的蒸汽，副产蒸汽可用于发电，也可用于锅炉水的加热。
可选地，参照图1和图2，激冷室12的下游连接有粗渣处理系统121，第一热量回收室21的下部设置有水浴组件，用于粗煤气经过喷水降温后由粗渣处理系统121沉积和收集灰渣，水浴组件与渣水处理装置相连且渣水处理装置向水浴组件供水。其中，粗渣处理系统121可以提取燃烧产生的粗渣细渣，对黑水除尘除氧，完成水的循环利用，降低水资源的浪费。
根据本发明的一些实施例，参照图1和图2，渣水处理装置包括：闪蒸处理系统41、沉降槽42、灰水槽43、饱和热水塔44和高压灰水泵45，闪蒸处理系统41、沉降槽42、灰水槽43、饱和热水塔44、高压灰水泵45沿水流方向依次相连，闪蒸处理系统41和高压灰水泵45均与洗气塔3相连。
其中，参照图1和图2，在激冷室12与洗气塔3之间可以设有激冷水泵47。
进一步地，如图1和图2所示，沉降槽42的下游连接有细渣处理系统421，闪蒸处理系统41和饱和热水塔44相连用于将蒸汽输送至饱和热水塔44。
本发明提供一种带热量回收功能的煤气化设备100，包括：气化炉1、热量回收装置、洗气塔3、渣水处理装置。
实施流程如下：含碳物质和氧气经过烧嘴111进入气化炉1的燃烧室11，在燃烧室11内发生部分氧化还原反应得到高温高压的粗煤气；高温粗煤气在热量回收室中降温冷却，回收的热量被副产蒸汽或用于加热锅炉水，从而提高了煤的利用率。
第一热量回收室21的粗煤气经喷水降温后进入洗气塔3，得到进一步净化后进入后工段。
第二热量回收室23的粗煤气连续经过多个热量回收室后进入洗气塔3，得到进一步净化后进入后工段。
洗气塔3洗涤粗煤气所得的黑水，进入闪蒸处理系统41进行热量回收，热量回收后的黑水到达沉降槽42除灰除尘，然后再经饱和热水塔44回收热量后，灰水再循环回洗气塔3，这一系列的过程实现了灰水的循环再生利用。
煤浆和氧气通过烧嘴111进入气化炉1的燃烧室11发生部分氧化还原反应，所得粗煤气的温度高达1200～1650℃；高温高压粗煤气进入热量回收装置，通过热量回收装置对粗煤气进行热量回收；回收的热量通过汽包22得到高压蒸汽。
对于热量回收装置，本实施例分两种情况：
其一，图1所示的为一段式热量回收。第一热量回收室21的进出口分别与气化炉1的燃烧室出口、激冷室入口直连，第一热量回收室21内嵌于气化炉1中，以辐射换热的方式吸收热量，被第一热量回收室21冷却的粗煤气进入激冷室12被激冷洗涤，然后离开气化炉1进洗气塔3。
其二，图2所示的为多段式热量回收。多段式热量回收包括第一热量回收室21、第二热量回收室23(其中，第二热量回收室23可以为一个或者多个)。第一热量回收室21的进出口分别与气化炉1的燃烧室11出口、出激冷室12的粗煤气管道直连，出第一热量回收室21的粗煤气离开气化炉1，直接进入第二热量回收室23，经过降温之后，粗煤气直接进入第二热量回收室23，出第二热量回收室23的粗煤气进入到洗气塔3。第一热量回收室21内嵌于气化炉1中，以辐射换热的方式吸收热量，第二热量回收室23置于气化炉1外，都以对流换热的方式吸收热量，多个第二热量回收室23之间用管道直连。
对于渣水处理装置，包括粗渣处理系统121、闪蒸处理系统41、沉降槽42、细渣处理系统421、灰水槽43以及饱和热水塔44。
粗煤气在洗气塔3中被高压灰水洗涤，除灰除尘后离开气化岛，进入后工段。
在激冷室12中，从粗煤气脱离出来的粗渣进入粗渣处理系统121。
在洗气塔3中，洗涤粗煤气所得的黑水22，进入闪蒸处理系统41进行热量回收，回收的热量进入饱和热水塔44预热灰水，以达到除氧的目的。
闪蒸处理系统41富集的黑水24进入沉降槽42，经过沉降浓缩后的黑水26进入细渣处理系统421回收细渣，从沉降槽42得到的灰水25经过灰水槽43进入饱和热水塔44，经过出闪蒸处理系统41的蒸汽23升温除氧后，灰水经高压灰水泵45升压进入洗气塔3，这一系列的过程实现了水的循环利用，节省水源。
综上所述，带热量回收功能的煤气化装置100，通过一段或多段热量回收室不仅能够完成能量的回收再利用，还可以降低整个装置的水循环量，降低设备尺寸，减少投资。
本发明涉及煤化工领域，公开了一种带热量回收功能的煤气化装置100，能够回收气化炉1燃烧后所得高温高压气体所包含的热量，可以副产10.0MPa或其他压力等级的蒸汽。具体而言，本发明包含带有热量回收装置的气化炉1、对粗煤气进行洗涤除尘的洗气塔3和对细渣进行浓缩使灰水得到循环利用的渣水处理装置。此种带有热量回收功能的煤气化装置100能够提高煤的利用效率。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种带热量回收功能的煤气化设备，其特征在于，包括：
气化炉，用于含碳物质的燃烧气化，所述气化炉包括燃烧室和设在所述燃烧室下游的激冷室，所述燃烧室具有用于向燃烧室内通入含碳物质和氧气的烧嘴；
热量回收装置，所述热量回收装置与所述气化炉相连，用于回收气化炉燃烧后所得高温高压气体所包含的热量；
所述热量回收装置包括第一热量回收室和汽包，所述第一热量回收室的入口与所述燃烧室的出口相连，所述第一热量回收室的出口与所述激冷室相连，且所述汽包与所述第一热量回收室相连；
其中，所述第一热量回收室置于所述气化炉内，所述燃烧室、所述第一热量回收室、所述激冷室在所述气化炉内依次排列；
洗气塔，所述洗气塔与所述气化炉相连通用于对粗煤气进行洗涤除尘；
渣水处理装置，所述渣水处理装置与所述洗气塔相连通用于对细渣进行浓缩使灰水得到循环利用；
所述渣水处理装置包括：闪蒸处理系统、沉降槽、灰水槽、饱和热水塔和高压灰水泵，所述闪蒸处理系统、所述沉降槽、所述灰水槽、所述饱和热水塔、所述高压灰水泵沿水流方向依次相连，所述闪蒸处理系统和所述高压灰水泵均与所述洗气塔相连，以使所述闪蒸处理系统富集的黑水进入所述沉降槽，从所述沉降槽得到的灰水经过所述灰水槽进入饱和热水塔，经过闪蒸处理系统的蒸汽升温除氧后，所述灰水经所述高压灰水泵升压进入洗气塔。
2.根据权利要求1所述的带热量回收功能的煤气化设备，其特征在于，所述燃烧室具有用于向燃烧室内通入含碳物质和氧气的烧嘴，所述烧嘴位于所述气化炉的上部。
3.根据权利要求1所述的带热量回收功能的煤气化设备，其特征在于,所述热量回收装置还包括第二热量回收室，所述第二热量回收室与所述汽包相连，所述第二热量回收室串接在所述激冷室和所述洗气塔之间，且所述第二热量回收室包括一个或多个；
所述第一热量回收室以辐射换热的方式吸收热量，所述第二热量回收室以对流换热的方式吸收热量。
4.根据权利要求3所述的带热量回收功能的煤气化设备，其特征在于，所述第二热量回收室串接在所述激冷室和所述洗气塔之间，且所述第二热量回收室包括第二热量回收室a和第二热量回收室b，所述第二热量回收室a的一端与所述气包相连，所述第二热量回收室a的第二端与所述第二热量回收室b的第一端相连，所述第二热量回收室b的出气口第二端与所述洗气塔相连。
5.根据权利要求1所述的带热量回收功能的煤气化设备，其特征在于，还包括：激冷水泵，所述激冷水泵连接在所述激冷室与所述洗气塔之间。
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