] 图2为管头插入件在火管锅炉中的安装示意图。
[0032]图3为管头插入件结构示意图；
[0033]图4为多根管头插入件组合安装示意图。
[0034]图5为气化炉9中雾化喷嘴10的安装示意图。
[0035]图6为图5中的A-A剖视图。
[0036]其中，1-喇叭口、1.1-大口端、1.2-小口端、1.3-斜坡、2_插入段、2.1-前端、2.2-后端、3-火管式锅炉、4-上管板、5-换热管、6-管头插入件、7-耐火衬里、8-上管箱、9-气化炉、9.1-反应室、10-雾化喷嘴、11-吹灰器、12-多管式旋风除尘器、13-飞灰过滤器、14-省煤器、15-输气管。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图对本发明系统作进一步解释说明:
[0038]气化炉9顶部经输气管15依次与火管式锅炉3、多管式旋风除尘器12、飞灰过滤器13和省煤器14相连，所述输气管15具有膜式水冷壁，所述气化炉9的反应室9.1上方环形设有至少一层雾化喷嘴10，所述雾化喷嘴10 (如采用专利号为200820067507.9的两相流雾化喷射冷却装置)可喷出液体和气体混合的水雾对反应后的粗合成气进行激冷降温，优选所述雾化喷嘴10与水平方向夹角b为5?15°C，向下倾角C为5?15度，喷嘴喷射锥角d为75?150度，通过控制雾化喷嘴的角度，可以实现高效雾化的目的，提高快速冷确效果。所述雾化喷嘴10和反应室9.1之间的气化炉9壁面上还设有吹灰器11。此外，所述气化炉9内还设有煤粉喷嘴、蒸汽喷嘴等，此为现有技术，在此不作详述。
[0039]所述火管式锅炉3具有常规的管程和壳程，所述管程中的换热管5上端经管头插入件6穿过上管板4与上管箱8连通，其中，所述管头插入件6由与换热管5上端插接的插入段2和与上管箱8连通的开口段组成，所述开口段为具有斜坡状内壁的喇叭口 1，斜坡状内壁的坡度a为5° -20°，优选7° -15°，利用喇叭口特有的斜坡状内壁结构，扩大进气的截面积同时避免局部灰尘堆积。所述喇叭口 I的两端分别为大口端1.1和小口端1.2，所述小口端1.2与插入段2的前端2.1相连且内壁表面平滑过渡，使含尘气顺利由喇叭口 I顺气体下行经插入段2通入换热管5内。所述大口端1.1的截面为多边形，优选为五边形或六边形，本实施例中为六边形，小口端1.2的截面为圆形，这样在上管板4上布置时，每个管头插入件6的周围按照多边形边的数量对应拼接相应数量、同样大小的管头插入件6，最终多个管头插入件6的喇叭口 I拼接后可全部覆盖住进气面的上管板4，喇叭口 I与上管板4之间的落差空间可方便的用耐火衬里7填充，而无需浇注料或另外套装管套。所述插入段2和喇叭口 I的壁厚< 2mm。安装时，先将从管头插入件6的插入段2的后端2.2向下穿过上管板4插入换热管5，使插入段2位于换热管内，喇叭口 I位于于上管板4上方，按同样的方法插入第二根多边形管头插入件6 (插入管2及与之相连的喇叭口 I)，调整方位，使得相邻两根管头插入件6的喇叭口 I大口端1.1接触，并使其多边形边相互配合拼接，间隙控制在<0.5_。重复以上方法，插入相应的多根管头插入件6，插接后的效果详见图3。多边形管头插入件6的喇叭口 I与上管板4之间的空隙用耐火衬里7填充。含尘气体进入火管锅炉3后，经过管头插入件6的喇叭口 I及插入管2进入换热管5间接换热，换热后出换热管5排出火管锅炉3。
[0040]工艺过程:
[0041]干煤粉与作为气化剂的氧气以及部分蒸汽一起混合进入气化炉9的反应室9.1内，在炉内反应生成高温粗合成气，温度为1200?1650°C，炉中气化压力为1.0?6.5MPa，粗合成气在气化炉9内形成旋流自下向上流动，在气化炉反应室9.1上方被多层环形设置的雾化喷嘴10喷出的水/气混合的80?250 μ m水雾部分冷激降温至850°C以下，同时吹灰器11定期吹灰，防止灰尘在局部沉积；降温后的粗合成气经具有膜式水冷壁的输气管15进入火管式锅炉3与饱和水间接换热降温得到350°C以下的粗合成气并副产水蒸汽，再经过多管旋风分离器12将合成气中所含的粒径大于5 μπι的固体100%除掉，然后经飞灰过滤器13进一步除去粗合成气中的干灰，除灰后的合成气含尘量小于lmg/m3，然后进入省煤器14进一步将合成气冷却到220?260°C后进入下一工序，供下游工序使用，多管旋风分离器12和飞灰过滤器13分离得到的干灰可用作高性能水泥的原料。
【主权项】
1.一种带废热回收干粉固体燃料气化工艺，其特征在于，将煤粉通入气化炉的反应室内，在气化剂的作用下气化反应生成1200?1650°C的粗合成气，所述粗合成气上升至反应室上方时被雾化喷嘴喷出的水雾冷却至850°C以下，然后上升经具有膜式水冷壁的输气管送入火管式锅炉中走管程与壳程的水换热进一步降温至350°C以下，再送入多管式旋风除尘器、飞灰过滤器进一步除尘至含尘量小于lmg/m3，除尘后的粗合成气再进入省煤器进一步冷却至220?260°C后进入下一工序。
2.如权利要求1所述的带废热回收干粉固体燃料气化工艺，其特征在于，所述雾化喷嘴喷出的水雾粒径为80?250 μ m。
3.如权利要求1或2所述的带废热回收干粉固体燃料气化工艺，其特征在于，所述雾化喷嘴与水平方向夹角为5?15°C，向下倾角为5?15度，喷嘴喷射锥角75?150度。
4.一种带废热回收干粉固体燃料气化系统，包括气化炉，其特征在于，所述气化炉顶部经输气管依次与火管式锅炉、多管式旋风除尘器、飞灰过滤器和省煤器相连，所述输气管具有膜式水冷壁，所述气化炉的反应室上方环形设有至少一层雾化喷嘴。
5.如权利要求4所述的带废热回收干粉固体燃料气化系统，其特征在于，所述雾化喷嘴和反应室之间的气化炉壁面上还设有吹灰器。
6.如权利要求4所述的带废热回收干粉固体燃料气化系统，其特征在于，所述雾化喷嘴与水平方向夹角为5?15°C，向下倾角为5?15度，喷嘴喷射锥角75?150度。
7.如权利要求4一 6任一项所述的带废热回收干粉固体燃料气化系统，其特征在于，所述火管式锅炉包括管程和壳程，所述管程中的换热管上端经管头插入件穿过上管板与上管箱连通，其中，所述管头插入件由与换热管上端插接的插入段和与上管箱连通的开口段组成，所述开口段为具有斜坡状内壁的喇叭口，所述喇叭口的两端分别为大口端和小口端，所述小口端与插入段的前端相连且内壁表面平滑过渡。
8.如权利要求7所述的带废热回收干粉固体燃料气化系统，其特征在于，所述大口端的截面为多边形，小口端的截面为圆形。
9.如权利要求7所述的带废热回收干粉固体燃料气化系统，其特征在于，所述喇叭口的斜坡状内壁的坡度为5° -20°。
10.如权利要求8所述的带废热回收干粉固体燃料气化系统，其特征在于，所述大口端的截面为五边形或六边形。
【专利摘要】本发明涉及一种带废热回收干粉固体燃料气化工艺及其系统，解决了存在的设备结构复杂，设备投资和运行成本高、系统易积灰、稳定性差，污染环境等问题。技术方案为将煤粉通入气化炉的反应室内，在气化剂的作用下气化反应生成1200～1650℃的粗合成气，所述粗合成气上升至反应室上方时被雾化喷嘴喷出的水雾冷却，然后上升经具有膜式水冷壁的输气管送入火管式锅炉中走管程与壳程的水换热进一步降温，再送入多管式旋风除尘器、飞灰过滤器进一步除尘至含尘量小于1mg/m3，除尘后的粗合成气再进入省煤器进一步冷却至220～260℃后进入下一工序。本发明工艺简单、煤种适应性广、设备投资成本和运行成本低、对环境友好。
【IPC分类】C10J3-74, C10J3-84, C10J3-48, C10J3-46
【公开号】CN104673394
【申请号】CN201510057797
【发明人】徐才福, 夏吴, 张宗飞, 张志华, 殷为玉, 姜逢章, 谢国雄, 王明国
【申请人】中国五环工程有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年2月4日