CN208121048U - 一种煤气化系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种煤气化系统，其包括：气化装置，其包括气化炉和位于所述气化炉下部的冷却室，所述气化炉用于将煤粉气化得到粗煤气和灰渣，所述冷却室包括废锅装置和位于所述废锅装置下方的激冷室，所述废锅装置用于回收煤粉气化产生的粗煤气和灰渣的热量并产生饱和蒸汽，所述激冷室的上部设有激冷装置，用于对经所述废锅装置回收热量后的粗煤气进行喷淋冷却和洗涤；黑水处理装置，所述黑水处理装置用于对所述冷却室中产生的黑水进行处理，分离出黑水中的固体，并将至少部分分离后的水回用作为激冷水送入所述激冷室中。所述煤气化系统能回收气化产生的热量而同时又能保证粗煤气的含灰量保持在较低的水平。
Description
技术领域
本实用新型涉及煤气化领域，具体涉及一种煤气化系统。
背景技术
我国是一个“富煤贫油少气”的国家，煤炭在很长时间内仍将是我国的主要化石能源。但现阶段煤炭直接燃烧利用不但能量的利用率低而且对环境的污染较严重，从而促使了煤炭清洁利用技术的发展。煤气化技术是煤基清洁利用的关键技术和龙头技术，特别是大型气流床气化技术现已成为大型煤气化技术的主流方向。随着国家对化工生产环保指标的“高标准、严要求、零容忍”管理理念的实施，近几来大型煤气化技术更是得到了迅猛发展。
根据气化后热能的回收情况，煤气化流程分为激冷流程气流床加压气化技术和废锅流程气流床加压气化技术。现已使用的气流床煤气化技术由于多采用激冷流程的煤气化技术，煤气化产生的热量利用率不高，生产的化工产品生产成本相对较高；而现在的废锅流程气流床加压气化技术由于气化炉出口粗煤气带灰量大，下游设备管道磨蚀严重，无法满足下游工段的需求。因此迫切需要开发一种能回收气化产生的热量而同时又能保证粗煤气的含灰量保持在较低的水平的煤气化系统。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种煤气化系统，以解决现有煤气化技术中热能利用不足并且粗煤气的含灰量较高的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种煤气化系统，其包括：
气化装置，其包括气化炉和位于所述气化炉下部的冷却室，所述气化炉用于将煤粉气化得到粗煤气和灰渣，所述冷却室包括废锅装置和位于所述废锅装置下方的激冷室，所述废锅装置用于回收煤粉气化产生的粗煤气和灰渣的热量并产生饱和蒸汽，所述激冷室的上部设有激冷装置，用于对经所述废锅装置回收热量后的粗煤气进行喷淋冷却和洗涤；
黑水处理装置，所述黑水处理装置用于对所述冷却室中产生的黑水进行处理，分离出黑水中的固体，并将至少部分分离后的水回用作为激冷水送入所述激冷室中。
根据本实用新型的系统，优选地，所述系统还包括粗煤气洗涤装置，用于对来自所述气化装置的粗煤气进行洗涤，所述粗煤气洗涤装置包括：
一级文丘里洗涤器，用于对来自所述冷却室的粗煤气进行洗涤、加湿，得到一级加湿粗煤气；
一级文丘里分离罐，用于对所述一级加湿粗煤气进行气液分离，得到分离后的粗煤气；
二级文丘里洗涤器，用于对来自所述一级文丘里分离罐的粗煤气进行洗涤、加湿，得到二级加湿粗煤气；和
洗涤塔，用于对所述二级加湿粗煤气进行洗涤以进一步除去其中的灰渣颗粒，并在塔顶得到处理后的煤气。
根据本实用新型的系统，优选地，所述黑水处理装置包括多级闪蒸罐、沉降槽、泥浆泵、真空过滤机和多级闪蒸罐换热器，其中所述多级闪蒸罐包括多个串联的闪蒸罐，用于依次对所述黑水进行闪蒸，以分离出气相；所述沉降槽用于对来自所述多级闪蒸罐的闪蒸剩余物进行固体和液体的沉降分离，以得到浆态的固体和上层的清液；所述泥浆泵用于将所述浆态的固体送到所述真空过滤机中进行真空过滤后排出；所述多级闪蒸罐换热器包括多个换热器，所述的多个换热器与所述的多个串联的闪蒸罐一一对应设置，用于使来自所述沉降槽的清液在进入所述激冷室前依次与各闪蒸罐分离出的气相换热升温。
本实用新型中的“黑水”是指激冷水与部分气化产生的灰渣的混合物。
优选地，所述系统还包括蒸汽利用装置，所述蒸汽利用装置包括汽包、过热炉和蒸汽轮机，所述汽包用于对与所述废锅装置换热后的锅炉水进行汽液分离，得到饱和蒸汽；所述过热炉用于对所述汽包分离出的饱和蒸汽进一步加热；所述蒸汽轮机用于利用来自所述过热炉的饱和蒸汽进行发电。
根据本实用新型的系统，优选地，所述系统还包括物料制备和输送装置，用于对煤进行研磨干燥制成符合要求的煤粉并输送到所述气化炉进行气化，优选地，所述物料制备和输送装置包括依次通过管道连接的原煤仓、称重给煤机、磨机、煤粉仓和煤粉加压输送泵。
根据本实用新型的系统，优选地，所述系统还包括连接到所述冷却室底部的渣处理装置，包括破渣机、渣锁斗和捞渣机，所述渣处理装置用于将所述冷却室底部的灰渣输送出所述气化系统。
根据本实用新型的系统，优选地，所述气化炉的侧壁设有水冷壁、水冷墙或者耐火砖层。
根据本实用新型的系统，优选地，所述废锅装置为列管式水冷壁或者盘管式水冷壁。
根据本实用新型的系统，优选地，所述激冷装置为激冷环与分布在所述激冷环上的喷头的组合。
本实用新型提供的煤气化系统，在现有的激冷流程的基础上加入了废锅装置，充分利用了气化过程中产生的热量，产生的蒸汽可用于发电。黑水处理装置采用多级闪蒸罐和多级闪蒸罐换热器，能够充分利用热量并回收循环水用于冷却洗涤。
附图说明
图1为根据本实用新型的气化系统的一种实施方式的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行说明，但本实用新型不限于此。
如图1所示，本实用新型的煤粉气化系统包括物料制备和输送装置1、气化装置2、粗煤气洗涤装置3、蒸汽利用装置4、黑水处理装置5以及渣处理装置6。
物料制备和输送装置1用于对煤进行研磨干燥制成符合要求的煤粉并输送到气化装置2进行气化，该物料制备和输送装置1包括依次通过管道连接的原煤仓11、称重给煤机12、磨机13、煤仓14和煤粉加压输送泵15。
气化装置2包括气化炉21和位于所述气化炉下部的冷却室，气化炉21用于将煤粉气化得到粗煤气和灰渣，冷却室包括废锅装置22和位于废锅装置22下方的激冷室23，废锅装置22用于回收煤粉气化产生的粗煤气和灰渣的热量并产生饱和蒸汽，激冷室23的上部设有激冷装置，用于对经废锅装置22回收热量后的粗煤气进行喷淋冷却和洗涤。根据本实用新型的优选实施方式，气化炉21的侧壁设有水冷壁，废锅装置22为列管式水冷壁，激冷装置为激冷环和喷头的组合，所述喷头分布在所述激冷环上以喷出激冷环中的水。
煤气洗涤装置3用于对来自所述气化装置的粗煤气进行洗涤，包括：一级文丘里洗涤器31，用于对来自冷却室的粗煤气进行洗涤、加湿，得到一级加湿粗煤气；一级文丘里分离罐32，用于对一级加湿粗煤气进行气液分离，得到分离后的粗煤气；二级文丘里洗涤器33，用于对来自一级文丘里分离罐的粗煤气进行洗涤、加湿，得到二级加湿粗煤气；和洗涤塔34，用于对所述二级加湿粗煤气进行洗涤以进一步除去其中的灰渣颗粒，并在塔顶得到处理后的煤气。如图1所示，一级文丘里洗涤器31、一级文丘里分离罐32、二级文丘里洗涤器33和洗涤塔34通过管道依次连接。
蒸汽利用装置4包括汽包41、过热炉42和蒸汽轮机43，通过管道依次连接，汽包用于对与废锅装置22换热后的锅炉水进行汽液分离，得到饱和蒸汽，过热炉42用于对汽包41分离出的饱和蒸汽进一步加热到550℃左右，蒸汽轮机43用于利用来自过热炉42的饱和蒸汽进行发电。
黑水处理装置5包括串联的一级闪蒸罐51和二级闪蒸罐52、沉降槽53、泥浆泵54、真空过滤机55以及与一级闪蒸罐51连接的一级闪蒸罐换热器56和与二级闪蒸罐52连接的二级闪蒸罐换热器57。一级闪蒸罐51和二级闪蒸罐52用于依次对黑水进行闪蒸，以分离出气相；沉降槽53用于对来自一级闪蒸罐51和二级闪蒸罐52的闪蒸剩余物进行固体和液体的沉降分离，以得到浆态的固体和上层的清液；泥浆泵54用于将浆态的固体送到真空过滤机中进行真空过滤后排出；一级闪蒸罐换热器56和二级闪蒸罐换热器57与一级闪蒸罐51和二级闪蒸罐52分别一一对应设置，用于使来自沉降槽53的清液在进入激冷装置前依次与各闪蒸罐分离出的气相换热升温。
渣处理装置6包括由上而下依次连接的破渣机61、渣锁斗62和捞渣机63，用于将冷却室底部的灰渣输送出气化系统。
以下对本实用新型的煤粉气化系统的工作过程进行说明。
来自原煤仓11的原煤经称重给煤机12计量称重后送入磨机13进行研磨干燥，制成符合气化要求的煤粉，研磨后的煤粉输送到粉煤仓14中，经过煤粉加压输送泵15后送到气化装置2中。
在气化炉21内，煤粉与氧气混合进行不完全燃烧，生成粗煤气，气化后的熔渣和粗气体向下进入到废锅装置22，在废锅装置22中，通过辐射换热，熔渣和粗煤气中的显热传递到废锅装置22的高压锅炉水中，加热后的高压锅炉水进入到蒸汽利用系统4的汽包41中，经汽液分离后，高压饱和蒸汽进入到过热炉42并被加热到550℃左右，经过热炉42加热的高压饱和蒸汽被送入到蒸汽轮机43中进行发电，产生的电力并入到电网。
换热冷却后的熔渣和粗煤气穿过废锅装置22后进入到激冷室23中，在激冷室23中经由激冷装置处喷出的冷水将熔渣迅速冷却固化，并将粗煤气冷却至190℃左右，冷却固化后的煤渣落入冷却室底部的渣处理装置6中，经渣处理装置6中的破渣机61破碎较大的渣块后进入到渣锁斗62，通过渣锁斗62减压后排出到捞渣机63中，经刮板刮出到外界汽车进行外排。
冷却后的气体从激冷室23的上部侧壁排出，进入粗煤气洗涤装置3，在一级文丘里洗涤器31中进行粗洗，粗洗后的煤气携带细灰颗粒在一级文丘里分离罐32中进行分离，分离后的煤气进入二级文丘里洗涤器33中进行再次洗涤，洗涤后粗煤气进入到洗涤塔34，在洗涤塔34内进行多层塔盘的洗涤后粗煤气从洗涤塔34上部排出，分离下来的水作为文丘里洗涤水送至一级文丘里洗涤器31和二级文丘里洗涤器33中，一级文丘里分离罐32分离下来的水排入到洗涤塔34中。
激冷室23下部的黑水经管道送入到一级闪蒸罐51中，闪蒸后的液体进一步在二级闪蒸罐52中进行闪蒸后送入沉降槽53，在沉降槽53内固体和液体沉降分离后，浆态的固体经泥浆泵54送到真空过滤机55，经真空过滤后固体排出，分离下的液体回收利用。经沉降槽53分离后的较干净液体与一级闪蒸罐51上的一级闪蒸换热器56、二级闪蒸罐52上的二级闪蒸换热器57进行换热，提高温度后作为急冷水送入到激冷室23中。
Claims (9)
1.一种煤气化系统，其特征在于，所述系统包括：
气化装置，其包括气化炉和位于所述气化炉下部的冷却室，所述气化炉用于将煤粉气化得到粗煤气和灰渣，所述冷却室包括废锅装置和位于所述废锅装置下方的激冷室，所述废锅装置用于回收煤粉气化产生的粗煤气和灰渣的热量并产生饱和蒸汽，所述激冷室的上部设有激冷装置，用于对经所述废锅装置回收热量后的粗煤气进行喷淋冷却和洗涤；
黑水处理装置，所述黑水处理装置用于对所述冷却室中产生的黑水进行处理，分离出黑水中的固体，并将至少部分分离后的水回用作为激冷水送入所述激冷室中。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括粗煤气洗涤装置，用于对来自所述气化装置的粗煤气进行洗涤，所述粗煤气洗涤装置包括：
一级文丘里洗涤器，用于对来自所述冷却室的粗煤气进行洗涤、加湿，得到一级加湿粗煤气；
一级文丘里分离罐，用于对所述一级加湿粗煤气进行气液分离，得到分离后的粗煤气；
二级文丘里洗涤器，用于对来自所述一级文丘里分离罐的粗煤气进行洗涤、加湿，得到二级加湿粗煤气；和
洗涤塔，用于对所述二级加湿粗煤气进行洗涤以进一步除去其中的灰渣颗粒，并在塔顶得到处理后的煤气。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述黑水处理装置包括多级闪蒸罐、沉降槽、泥浆泵、真空过滤机和多级闪蒸罐换热器，其中所述多级闪蒸罐包括多个串联的闪蒸罐，用于依次对所述黑水进行闪蒸，以分离出气相；所述沉降槽用于对来自所述多级闪蒸罐的闪蒸剩余物进行固体和液体的沉降分离，以得到浆态的固体和上层的清液；所述泥浆泵用于将所述浆态的固体送到所述真空过滤机中进行真空过滤后排出；所述多级闪蒸罐换热器包括多个换热器，所述的多个换热器与所述的多个串联的闪蒸罐一一对应设置，用于使来自所述沉降槽的清液在进入所述激冷室前依次与各闪蒸罐分离出的气相换热升温。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括蒸汽利用装置，所述蒸汽利用装置包括汽包、过热炉和蒸汽轮机，所述汽包用于对与所述废锅装置换热后的锅炉水进行汽液分离，得到饱和蒸汽；所述过热炉用于对所述汽包分离出的饱和蒸汽进一步加热；所述蒸汽轮机用于利用来自所述过热炉的饱和蒸汽进行发电。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括物料制备和输送装置，用于对煤进行研磨干燥制成符合要求的煤粉并输送到所述气化炉进行气化。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括连接到所述冷却室底部的渣处理装置，包括破渣机、渣锁斗和捞渣机，所述渣处理装置用于将所述冷却室底部的灰渣输送出所述气化系统。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述气化炉的侧壁设有水冷壁、水冷墙或者耐火砖层。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述废锅装置为列管式水冷壁或者盘管式水冷壁。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述激冷装置为激冷环与分布在所述激冷环上的喷头的组合。
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| CN112125365A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-25 | 中国天辰工程有限公司 | 一种煤气化黑水处理系统 |
| CN112708470A (zh) * | 2020-12-23 | 2021-04-27 | 华阳新材料科技集团有限公司 | 一种多喷嘴气化炉生产合成气的装置及方法 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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