废热锅炉换热器及固定床加压气化系统的制作方法

本实用新型涉及工业热气回收设备领域，尤其是涉及一种废热锅炉换热器及固定床加压气化系统。

背景技术：

目前，随着节能减排的意识在大众普遍达到共识，传统的煤气化工业、合成氨工业、乙烯工业等化工或石化工业的产生的废气常常直接排放到大气，造成热量大量的浪费。

余热回收不仅可以带来能源方面的经济效益，还可以减少环境污染；废热锅炉是利用工业生产过程中的余热来生产蒸汽的重要设备，被广泛应用于煤气化工业、合成氨工业、乙烯工业等化工或石化的废热回收；废热锅炉被设置在各类工业流程中，用于回收余热，在提高整体装置的热效率，减少环境污染和满足某些工艺要求方面，起着十分重要的作用；可见，充分利用余热资源将会产生巨大的经济效益和社会效益。

但是，目前的煤气化工业产出的煤气普遍存在带灰量大、对设备磨蚀严重，以及余热回收效率低，换热设备极易堵塞等问题。

因此，需要一种新型废热锅炉换热器，以实现对煤气化出炉煤气直接余热回收并进行初步除尘，同时能够副产过热蒸汽进行应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种废热锅炉换热器，该废热锅炉换热器的目的在于解决现有技术中由于煤气带灰量大、对设备磨蚀严重，以及余热回收效率低，换热设备极易堵塞等技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种废热锅炉换热器，包括：壳体、汽包、余热换热列管、蒸汽过热列管、压差检测元件和集灰罐；

所述余热换热列管设置在壳体内中部位置，余热换热列管设置有进液管和出液管，进液管与汽包底部相连通，出液管与汽包中部相连通；

所述蒸汽过热列管设置在壳体内上部位置，蒸汽过热列管设置有进气管和出气管，进气管与汽包相连通，出气管与过热蒸汽外管相连通；用以向外部输送蒸汽。

所述压差检测元件安装壳体内，进而实现压差检测元件对余热换热列管与蒸汽过热列管的积尘状况进行监控实时监控；

在壳体内下部位置设置有分离空间，用于进行气灰分离，以降低气体含尘量；

在壳体上部壳壁设有进气口，下部壳壁上还设有排气口；并且，排气口优选设置在位于分离空间位置的壳壁上；

所述集灰罐与壳体的底部连通，用以收集分离出的灰尘。

进一步的，还包括可燃气体检测元件，所述可燃气体检测元件安装在汽包的蒸汽出口位置上，用以对所述换热器内余热换热列管与蒸汽过热列管磨损情况进行监控。

进一步的，所述壳体的内壁采用耐热耐火材料，其中，向火面为耐磨浇注料或者重质耐火料衬里。

进一步的，所述壳体内利用余热换热列管加热外来软水，软水加热后进入高位的汽包，在汽包内产生饱和蒸汽，汽包内的饱和蒸汽进入所述蒸汽过热列管，将饱和蒸汽加热为过热蒸汽并外送。

进一步的，所述蒸汽过热列管和所述余热换热列管的顶部分别设置有防磨瓦，以减小对换热列管的磨蚀。

进一步的，所述壳体与封头采用法兰连接，便于对壳体内余热换热列管与蒸汽过热列管进行拆装维护。

进一步的，所述集灰罐的进口设置有锁渣球阀。

进一步的，所述废热锅炉换热器的热源采用粗煤气和/或原料气。

进一步的，所述热源采用的供气反应器为固定床煤气化技术反应器、循环流化床煤气化技术反应器、气流床煤气化技术反应器或焦炉气甲烷转化反应器。

一种固定床加压气化系统，包括预热器、混合器、气化反应器、除尘分离器、洗涤饱和塔，以及如上所述的废热锅炉换热器；

所述预热器、混合器、气化反应器、除尘分离器、废热锅炉换热器、洗涤饱和塔依次相连通，所述除尘分离器、所述废热锅炉换热器和所述洗涤饱和塔均与灰水处理系统相连通。

结合以上技术方案，本实用新型提供的废热锅炉换热器具有以下技术效果：

利用壳体内的余热换热列管和蒸汽过热列管能够对粗煤气/原料气的热量进行有效利用，余热回收效率高，副产蒸汽品味高；壳体内设置的压差检测元件，能够对余热换热列管和蒸汽过热列管积尘情况进行监控，能保证设备的安全运行。在壳体下部的分离空间中，粗煤气/原料气中的细小固体颗粒进行沉降分离，分离下来的细小固体颗粒进入集灰罐，并通过排灰口排出，经过分离的粗煤气/原料气通过壳体的排气口送出。采用本实施例提供的废热锅炉换热器，具有结构合理、效率高、污染小、占地少、投资省、节能环保的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的废热锅炉换热器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的废热锅炉换热器的又一结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的废热锅炉换热器的另一结构示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的固定床加压气化系统的结构示意图。

附图标记：

1-壳体；2-汽包；3-余热换热列管；4-蒸汽过热列管；5-压差检测元件；6-集灰罐；7-防磨瓦；8-可燃气体检测元件；9-锁渣球阀；11-分离空间；12-进气口；13-排气口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

请参见图1；本实施例提供了一种废热锅炉换热器，该废热锅炉换热器包括：壳体1、汽包2、余热换热列管3、蒸汽过热列管4、压差检测元件5和集灰罐6。

所述余热换热列管3设置在壳体1内中部位置，余热换热列管3设置有进液管和出液管，进液管与汽包2底部相连通，出液管与汽包2中部相连通；进入壳体1中的气体对余热换热列管3中的软水进行加热，加热后的软水进入汽包2，在汽包2内产生饱和蒸汽，以对在后工序提供条件，实现对工业产出的废热煤气热能的利用。

所述蒸汽过热列管4设置在壳体1内上部位置，所述蒸汽过热列管4设置有进气管和出气管，进气管与汽包2相连通，出气管与过热蒸汽外管相连通；在余热换热列管3中加热后的软水在汽包2内产生饱和蒸汽后，通过汽包2将饱和蒸汽输入至蒸汽过热列管4中，再由废热煤气加热为过热蒸汽并外送使用。

优选地，所述蒸汽过热列管4和所述余热换热列管3的顶部分别设置有防磨瓦7，以减小气体进口处对蒸汽过热列管4和所述余热换热列管3的磨蚀，延长蒸汽过热列管4和所述余热换热列管3的使用寿命。

所述压差检测元件5安装壳体1内，压差检测元件5作用是测量壳体1内部含尘气体的浓度，进而反应压差值的变化，即粉尘浓度高压差值大，反之压差值低。用以对余热换热列管3与蒸汽过热列管4积尘状况进行监控，能够实时对壳体1内的余热换热列管3与蒸汽过热列管4积尘进行清理，保障该废热锅炉换热器使用的稳定性。

在壳体1内下部位置设置有分离空间11，用于进行气灰分离，以降低气体含尘量。

在壳体1上部壳壁设有进气口12，下部壳壁上还设有排气口13。

优选地，排气口13设置在位于分离空间11位置的壳壁上，用于将初步净化的气体进行排出。

所述集灰罐6与壳体1的底部连通，用以收集分离出的灰尘。

请参照图2；本实施提供废热锅炉换热器中，还包括可燃气体检测元件8，所述可燃气体检测元件8安装在汽包2的蒸汽出口位置上，用以对所述换热器内余热换热列管3与蒸汽过热列管4的磨损情况进行监控，便于工人了解换热器内部使用状况，进而进行维修或者更换，保障该废热锅炉换热器使用的稳定性。

优选地，所述壳体1的内壁采用耐热耐火材料，其中，向火面为耐磨浇注料或者重质耐火料衬里。

优选地，所述壳体1与封头采用法兰连接，便于对壳体1内余热换热列管3与蒸汽过热列管4进行拆装维护。

请参照图3；优选地，所述集灰罐6的进口设置有锁渣球阀9，以利用水力将收集的灰排出。

本实施提供的废热锅炉换热器中，该废热锅炉换热器的热源采用粗煤气和/或原料气。

热源采用的供气反应器可以采用为固定床煤气化技术反应器、循环流化床煤气化技术反应器、气流床煤气化技术反应器或焦炉气甲烷转化反应器等等。

下面说明本实施提供的废热锅炉换热器的工作原理：

粗煤气/原料气由壳体1的入口进入废热锅炉换热器中，气体自上而下通过蒸汽过热列管4和余热换热列管3。粗煤气/原料气通过蒸汽过热列管4，将汽包2输送到的蒸汽过热列管4的饱和蒸汽进行加热，使蒸汽达到过热状态后外送至过热蒸汽外管。

粗煤气/原料气通过蒸汽过热列管4后继续向下流动，通过余热换热列管3，将外界送来的软水加热，使软水达到饱和状态，达到饱和状态的汽液两相软水送到汽包2，在汽包2内副产饱和蒸汽，饱和蒸汽送入到蒸汽过热列管4中加热。

粗煤气/原料气通过余热换热列管3后，进入废热锅炉换热器下部的分离空间11，在此空间中，粗煤气/原料气中的细小固体颗粒进行沉降分离，分离下来的细小固体颗粒进入集灰罐6，并通过排灰口排出。经过分离的粗煤气/原料气通过壳体1的排气口13送出。

在上述工作过程中，压差检测元件5能够实时测量壳体1内部含尘气体的浓度，进而反应压差值的变化，用以对余热换热列管3与蒸汽过热列管4积尘状况进行监控，保障该废热锅炉换热器使用的稳定性。

同时，安装在汽包2的蒸汽出口位置上的可燃气体检测元件8，能够对所述换热器内余热换热列管3与蒸汽过热列管4的磨损情况进行监控，便于工人了解换热器内部使用状况，进而进行维修或者更换，保障该废热锅炉换热器使用的稳定性。

采用本实施例提供的废热锅炉换热器，具有结构合理、效率高、污染小、占地少、投资省、节能环保、有效发挥行业产能和经济效益的优点。对以烟煤、无烟煤、焦炭为原料的固定床气化技术以及流化床、气流床气化技术实现了洁净煤气化、节能减排、环境友好，有着极好的产业化前景和广泛的社会效益。

实施例二

请参照图4，本实施提供了一种固定床加压气化系统，该系统包括预热器、混合器、气化反应器、除尘分离器、洗涤饱和塔，以及如上实施例一所述的废热锅炉换热器；

所述预热器、混合器、气化反应器、除尘分离器、废热锅炉换热器、洗涤饱和塔依次相连通，所述除尘分离器、所述废热锅炉换热器和所述洗涤饱和塔均与灰水处理系统相连通。

本实施例中的固定床加压气化系统在工作过程中，气化反应器中生成的高温气体进入除尘分离器进行初步除尘后进入废热锅炉换热器，在废热锅炉换热器中包含有冷却水，冷却水吸收进入煤气废锅中气体的热量，冷却水受热后进入汽包，在汽包中副产水蒸汽，水蒸汽进入蒸汽过热列管中，使水蒸汽加热为过热蒸汽，蒸汽过热列管与输出蒸汽至气化反应器下部区域，当水蒸汽直接进入气化反应器的下部区域时，进入气化反应器内的水蒸汽的温度低于气化反应器的内部温度，因此，可以起到对于气化反应器的底部区域降温的作用。此外，当气化反应器中的气化剂中包含水蒸汽时，进入气化反应器的水蒸汽可作为气化剂的一部分参与气化反应。当使用的气化剂中不包含水蒸汽时，废热锅炉换热器中产生的过热蒸汽可用于预热气化剂，预热后的气化剂经由气化剂入口进入气化反应器内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。