一种高温气化产物余热回收装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种高温气化产物余热回收装置及方法。所述装置包括通过管路连接的气化炉、废热锅炉和汽包，其特征在于，汽包分别与废热锅炉内过热器段、蒸发器段连接、预热器段连接。所述方法为：煤和气化剂在气化炉中进行气化反应，反应产生的高温合成气从气化炉中进入废热锅炉；汽包将饱和水通过汽水连接管路进入废热锅炉中进行加热产生饱和汽水混合物，饱和汽水混合物在汽包中进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽进入过热器段进行加热产生过热蒸汽；锅炉给水通过汽水连接管路进入预热器段进行预热升温，升温后的锅炉水进入汽包。本发明通用性好，适用于固定床、流化床和气流床等煤气化技术余热回收，且能量回收效率高。
【专利说明】
一种高温气化产物余热回收装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种回收煤气化余热的装置及方法，具体涉及一种高温气化产物余热 回收装置及方法，属于煤气化技术领域。
【背景技术】
[0002] 煤气化技术是清洁利用煤炭资源的重要途径和手段，主要通过煤与气化剂在气化 炉内，在一定的温度和压力下进行气化反应，生成高温高压的合成气，煤气化技术按压力、 气化剂、气化过程供热方式等分类，主要分为固定床、流化床、气流床气化技术。
[0003] 目前国内外有很多比较成熟的煤气化技术，主要有采用水煤浆的德士古气化炉， E-Gas气化炉和华东理工大学多喷嘴对置式气化炉以及采用干煤粉的壳牌气化炉，GSP气化 炉等，但针对气化产生后的高温合成气的能量回收成熟技术相对较少，而且目前的回收技 术存在通用性差、设备多、设备之间连接管路复杂等问题。
[0004] 中国专利CN102242005A公开了一种加压流化床气化技术余热回收技术，该技术只 适用流化床，而且设备多，占用场地大、设备之间管路连接复杂等问题。
[0005] 中国专利CN101161792B公开了一种加压气流床气化技术的余热回收，该技术只适 用气流床，而且存在设备不紧凑，占用场地大、设备之间管路连接复杂等问题。
[0006] 以上现有技术都存在通用性差，设备多，占用场地大、设备之间管路连接复杂等问 题。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的问题是提供一种适用于气流床、流化床和固定床等煤气化技术 余热回收的方法。
[0008] 为了解决上述问题，本发明提供了一种高温气化产物余热回收装置，包括通过管 路连接的气化炉、废热锅炉，废热锅炉包括蒸发器段、过热器段、预热器段，其中蒸发器段和 过热器段在膜式水冷壁之内，其特征在于，还包括汽包，汽包分别与废热锅炉内蒸发器段、 过热器段、预热器段连接;饱和水从汽包的出口分两路，一路通过汽水连接管路流入废热锅 炉中膜式水冷壁，形成的饱和汽水混合物返回至汽包，另一路通过汽水连接管路进入废热 锅炉中的蒸发器段，形成的饱和汽水混合物返回至汽包;汽包将饱和蒸汽通过汽水连接管 路进入废热锅炉中过热器段，形成的过热蒸汽从过热器段出口排出；锅炉给水通过汽水连 接管路进入预热器段进行预热升温，升温后的锅炉水通过汽水连接管路进入汽包。
[0009] 优选地，所述废热锅炉采用一体水管式锅炉结构，蒸发器段、过热器段和预热器段 均采用水管式锅炉形式;废热锅炉进口处设有温度调节装置。
[0010] 本发明还提供了一种高温气化产物余热回收方法，其特征在于，采用上述高温气 化产物余热回收装置，具体包括以下步骤：
[0011] 第一步:煤和气化剂在气化炉中进行气化反应，反应产生的高温合成气从气化炉 中进入废热锅炉，在废热锅炉进口处通过温度调节装置调节高温合成气的温度，调节温度 后的高温合成气进入废热锅炉的蒸发器段、过热器段、预热器段进行热量回收；
[0012] 第二步:汽包将饱和水通过汽水连接管路进入废热锅炉中进行加热产生饱和汽水 混合物，饱和汽水混合物在汽包中进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽进入过热器段进行加 热产生过热蒸汽；
[0013] 第三步：锅炉给水通过汽水连接管路进入预热器段进行预热升温，升温后的锅炉 水进入汽包。
[0014] 优选地，所述第一步中温度调节装置调节高温合成气的温度，以满足辐射废锅进 口温度和出口温度的工艺要求，温度调节装置的调节方法为物理调节或化学调节。
[0015] 优选地，所述物理调节方法为返低温合成气法;所述化学调节方法为投加煤进行 吸热反应法。
[0016] 本发明适用于以下条件的气化炉：
[0017] (1)气流床气化炉出口气体压力为3Mpa~8.7Mpa，温度1250°C~1800°C;
[0018] (2)流化床气化炉出口气体压力为O.IMpa~4Mpa，温度900°C~1050°C;
[0019] (3)固定床气化炉出口气体压力为O.IMpa~3Mpa，温度425°C~650°C。
[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0021] (1)通用性好，适用于固定床、流化床和气流床等煤气化技术余热回收；
[0022] (2)结构紧凑，设备少；
[0023] (3)能量回收效率高；
[0024] (4)采用水管锅炉的换热方式，与火管锅炉的方式相比，可以有效防止积灰和管子 的堵塞。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明提供的一种高温气化产物余热回收装置及方法。
【具体实施方式】
[0026] 为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0027]实施例
[0028] 如图1所示，为本发明提供的一种高温气化产物余热回收装置，包括通过管路连接 的气化炉1、废热锅炉2,废热锅炉2包括蒸发器段22、过热器段23、预热器段24,其中蒸发器 段22和过热器段23在膜式水冷壁25之内，还包括汽包3,汽包3分别与废热锅炉2内蒸发器段 22、过热器段23、预热器段24连接;饱和水G从汽包3的出口分两路，一路通过汽水连接管路 流入废热锅炉2中膜式水冷壁25,形成的饱和汽水混合物E返回至汽包3,另一路通过汽水连 接管路进入废热锅炉2中的蒸发器段22，形成的饱和汽水混合物E返回至汽包3;汽包3将饱 和蒸汽F通过汽水连接管路进入废热锅炉2中过热器段23,形成的过热蒸汽B从过热器段23 出口排出；锅炉给水C通过汽水连接管路进入预热器段24进行预热升温，升温后的锅炉水通 过汽水连接管路进入汽包3。废热锅炉2采用一体水管式锅炉结构，蒸发器段22、段23、预热 器段24均采用水管式锅炉形式;废热锅炉2进口处设有温度调节装置21。一种高温气化产物 余热回收方法：
[0029] (1)煤和气化剂在气化炉1中进行气化反应，反应产生的高温合成气A从气化炉1中 进入废热锅炉2，在废热锅炉2进口处通过温度调节装置21调节高温合成气A温度，以满足辐 射废锅进口温度和出口温度的工艺要求，温度调节装置21主要通过物理调节方法(如返低 温合成气D)和化学调节方法(如投加少量煤进行吸热反应），调节温度后的合成气依次进入 废热锅炉2中的蒸发器段22、过热器段23、预热器段24进行热量回收，三段位置可根据工艺 要求进行调整，热量回收后的合成气进入后续工艺进行处理；
[0030] (2)汽包3将饱和水G通过汽水连接管路进入废热锅炉2中蒸发器段22和膜式水冷 壁25进行加热产生饱和汽水混合物E，饱和汽水混合物E在汽包3中进行汽水分离，分离后的 饱和蒸汽F进热过热器段23进行加热产生过热蒸汽B;
[0031] (3)锅炉给水C通过汽水连接管路进入预热器段24进行预热升温，升温后的锅炉水 进入汽包3;低温合成气D从废热锅炉2底部进入后续工艺进行处理(管内物质的流动方向如 图1中箭头所示）。
【主权项】
1. 一种高温气化产物余热回收装置，包括通过管路连接的气化炉（1)、废热锅炉(2)，废 热锅炉（2)内从上至下依次为包括蒸发器段(22)、过热器段(23)、预热器段(24)，其中蒸发 器段(22)和过热器段(23)在膜式水冷壁(25)之内，其特征在于，还包括汽包(3)，汽包(3)分 别与废热锅炉（2)内过热器段(22)、蒸发器段(23)猶.下部连接、预热器段(24)连接;饱和水 (G)从汽包（3)的出口分两路，一路通过汽水连接管路流入废热锅炉（2)中膜式水冷壁段 (25)，形成的饱和汽水混合物(E)返回至汽包(3)，另一路通过汽水连接管路进入废热锅炉 (2)中的蒸发器段(22)，形成的饱和汽水混合物(E)返回至汽包(3);汽包(3)将饱和蒸汽(F) 通过汽水连接管路进入废热锅炉(2)中过热器段(23)，形成的过热蒸汽(B)从过热器段(23) 出口排出；锅炉给水(C)通过汽水连接管路进入预热器段(24)进行预热升温，升温后的锅炉 水通过汽水连接管路进入汽包(3)。2. 如权利要求1所述的高温气化产物余热回收装置，其特征在于，所述废热锅炉（2)采 用一体水管式锅炉结构，蒸发器段(22)、过热器段(23)、预热器段(24)均采用水管式锅炉形 式;废热锅炉(2)进口处设有温度调节装置(21)。3. -种高温气化产物余热回收方法，其特征在于，采用权利要求2所述的高温气化产物 余热回收装置，具体包括以下步骤： 第一步:煤和气化剂在气化炉（1)中进行气化反应，反应产生的高温合成气(A)从气化 炉（1)中进入废热锅炉（2)，在废热锅炉（2)进口处通过温度调节装置(21)调节高温合成气 (A)的温度，调节温度后的高温合成气（A)进入废热锅炉（2)的过热器段（22)、蒸发器段 (23)、预热器段(24)中进行热量回收； 第二步:汽包(3)将饱和水(G)通过汽水连接管路进入废热锅炉（2)中进行加热产生饱 和汽水混合物(E)，饱和汽水混合物(E)在汽包(3)中进行汽水分离，分离后的饱和蒸汽(F) 进入过热器段(23)进行加热产生过热蒸汽(B); 第三步:锅炉给水(C)通过汽水连接管路进入预热器段(24)进行预热升温，升温后的锅 炉水进入汽包。4. 如权利要求3所述的高温气化产物余热回收方法，其特征在于，所述第一步中温度调 节装置(21)调节高温合成气(A)的温度，以满足辐射废锅进口温度和出口温度的工艺要求， 温度调节装置(21)的调节方法为物理调节或化学调节。5. 如权利要求4所述的高温气化产物余热回收方法，其特征在于，所述物理调节方法为 返低温合成气法;所述化学调节方法为投加煤进行吸热反应法。
【文档编号】C10J3/86GK105950225SQ201610486233
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】苏智彬, 杜常宗, 陈世通, 叶勇, 韩晋
【申请人】上海锅炉厂有限公司