专利名称：生物质合成气冷却用水管式余热锅炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物质燃料气化后产生的高温合成气的冷却系统，具体地指ー种生物质合成气冷却用水管式余热锅炉。
背景技术：
随着社会对能源需求的日益增长，作为主要能源来源的石化燃料在迅速減少。因此，寻找可替代能源已成为社会普遍关注的焦点，其中对环境污染较少、可再生利用的生物质燃料得到了广泛的应用。可利用的生物质燃料主要有各种农业废弃物，如稻壳、各类农作物秸杆等，也有林业废弃物，如枝丫柴、树根、废旧木材及边角料等。生物质燃料气化是各种生物质燃料应用方式中具有非常前景的利用方式。所谓生物质燃料气化是指将固体或液体燃料转化为气体燃料的热化学过程，在这个过程中，气化装置(如气化炉)内的游离氧或结合氧与固体或气体燃料中的碳进行热化学反应，生成可燃气体。生物质燃料气化产生的合成气经净化、降温、压缩等处理后可作集中或商业运输和使用，具体来说可供燃气轮机发电、供气直燃、合成生物柴油等。生物质燃料在气化炉内气化后直接出来的合成气的温度是较高的。为了使合成气达到エ业使用要求，必须对合成气进行浄化、压缩等处理，这就要求对自气化炉引出的高温合成气先进行降温处理。目前，常规气化系统中，对合成气进行降温处理通常采用激冷塔，设备工作时，在钢板筒内喷洒水与合成气混合，使合成气的温度下降到合成气净化设备工作要求的温度范围内。但喷水的作用必然会导致合成气的气体体积增大，这就要求激冷塔后续的合成气净化设备的处理能力也要増大，且运行中浄化水的使用量和后期污水处理量也会相应的增カロ，明显增大了项目的建设投入和运行成本。同时合成气蕴含的大量热能也白白浪费了，整体系统极不节能和环保。实际中也采用余热锅炉对激冷处理后的合成气进行降温，并回收余热，但是常规余热锅炉的炉壁往往敷设耐火浇注料，厚度较大的耐火层使整个余热锅炉重量很大，而且随着所需冷却的合成气的温度提高，耐火层的厚度需要作的更大。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题就是提供ー种生物质合成气冷却用水管式余热锅炉，能够适用于合成气温度较高的情况，其换热效率高、设备重量轻。为解决上述技术问题，本实用新型提供的ー种生物质合成气冷却用水管式余热锅炉，包括锅筒和设置于锅筒下方的炉体，其特别之处在于所述炉体为卧式结构，进ロ接头和出口接头位于炉体的水平两端；炉体包括炉壁和若干纵向布置的受热管，全部受热管的顶端通过上连管与上集箱连通，全部受热管的底端通过下连管与下集箱连通；上集箱通过蒸汽引出管与所述锅筒连通，用于回收水蒸气；下集箱通过下降管与所述锅筒的底端连通，用于提供冷却水；所述炉体的两侧壁为膜式壁管屏，膜式壁管屏的上端和下端也分别与上集箱和下集箱连通。上述技术方案中，所述炉体的膜式壁管屏和顶壁外表面敷设有隔热层。进ー步地，所述隔热层为保温棉材质的隔热层。上述技术方案中，所述炉体的下底面连接有落灰斗。上述技术方案中，所述进ロ接头和出口接头呈锥形。进ー步地，所述进ロ接头和出口接头的内壁敷设有耐火层。本实用新型的有益效果在于I)与激冷塔喷水降温相比，采用了受热管换热的方式，从而避免了采用喷水方式会增大合成气气体体积的问题，降低了建设投入和运行成本，同时充分吸收了合成气中的 热能，提闻了整个系统的节能环保性；2)与普通余热锅炉相比，炉体的两侧壁采用了膜式壁管屏，不但使余热锅炉适用的温度范围更广(待处理的合成气温度可在25(Ti00(rc内，考虑到合成气对金属的腐蚀，不适用于处理合成气温度在250°c以下的情況)，而且该结构使炉体两侧的密封性能好，并无需耐火浇注料构成的耐火层，使整个设备的重量显著减轻；3)炉体为卧式，且受热管均纵向布置，有利于凝结在受热管上的焦油沿受热管流下，并可通过落灰斗排出，避免了焦油长期粘附在受热管上堵塞合成气的流通通道的现象，确保了设备长期运行的稳定性；4)整个设备内仅附有少量耐火层，其整体蓄热量小，设备的现场启动和停止速度快，可迅速进行正常运行，减小了运行成本。
图I为本实用新型一个实施例的结构示意图。图2为图I的A-A剖视图。图中I—受热管，2—膜式壁管屏，3—上连管，4一上集箱，5—下连管，6—下集箱，7一锅筒，8—蒸汽引出管，9一下降管，10—落灰斗，11一隔热层，12一进ロ接头，13一出ロ接头。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施例作进ー步的详细描述。如图I和图2所示，本实用新型的ー种生物质合成气冷却用水管式余热锅炉，包括锅筒7和设置于锅筒7下方的炉体。该炉体为卧式结构，进ロ接头12和出ロ接头13位于炉体的水平两端，高温合成气在炉内水平流动。炉体包括炉壁和若干纵向布置的受热管1，炉体的两侧壁为膜式壁管屏2，起吸热和密封作用。高温合成气在若干受热管I间流动吋，受热管I和膜式壁管屏2内的冷却水吸收合成气余热以降低合成气温度。全部受热管I的顶端和底端分别与上连管3和下连管5焊接，上连管3和下连管5则分别与上集箱4和下集箱6焊接，膜式壁管屏2的上、下端也分别与上集箱4和下集箱6焊接。上集箱4通过蒸汽引出管8与锅筒7连通，且接ロ位于锅筒7内的液面上方，用于回收冷却水吸收合成气余热后产生的水蒸气，水蒸气可由锅筒7上部导出供其它エ艺使用；下集箱6通过下降管9与锅筒7的底端连通，锅筒7内的冷却水依次经下降管9、下集箱6、下连管5进入受热管I和膜式壁管屏2内。这样，利用水蒸汽和冷却水的之间的密度差，形成了锅筒7与受热管I和膜式壁管屏2之间自然水循环。生物质合成气在若干受热管I间流动时，随着热量不断被冷却水吸走，温度不断下降，合成气里含有的焦油也会不断的凝结出并粘附在受热管I和膜式壁管屏2的表面上，此时焦油处于液态。由于，受热管I和膜式壁管屏2是纵向布置的，所以在重力作用下，焦油会沿受热管I和膜式壁管屏2向下流动，滴入炉体下底面设置的落灰斗10内而从出口排出。上述进口接头12和出口接头13可采用锥形结构，其内壁可敷设耐火浇注料构成的耐火层,也可根据需求在耐火浇注料内部敷设水冷盘管。此外，炉体的膜式壁管屏2和顶壁外表面敷设有隔热层11，隔热层11优选保温性能好且密度小的保温棉材质，使设备的重量较传统余热锅炉显著减轻。 本实用新型的核心在于受热管I和膜式壁管屏2的设置，能够充分吸收合成气余热，并无须厚重的耐火浇注料，其换热效率高、设备重量轻。所以，其保护范围并不限于上述实施例。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神，例如炉体下底面接收焦油和粉尘的结构不限于落灰斗10 ;进口接头12和出口接头13的形状及是否敷设耐火层和设置水冷盘管等也可根据需要调整等。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型也意图包含这些改动和变形在内。
权利要求1.ー种生物质合成气冷却用水管式余热锅炉，包括锅筒(7)和设置于锅筒(7)下方的炉体，其特征在于所述炉体为卧式结构，进ロ接头(12)和出ロ接头(13)位于炉体的水平两端；炉体包括炉壁和若干纵向布置的受热管(1)，全部受热管(I)的顶端通过上连管(3)与上集箱(4)连通，全部受热管(I)的底端通过下连管(5)与下集箱(6)连通；上集箱(4)通过蒸汽引出管(8)与所述锅筒(7)连通，用于回收水蒸气；下集箱(6)通过下降管(9)与所述锅筒(7)的底端连通，用于提供冷却水；所述炉体的两侧壁为膜式壁管屏(2)，膜式壁管屏(2)的上端和下端也分别与上集箱(4)和下集箱(6)连通。
2.根据权利要求I所述的生物质合成气冷却用水管式余热锅炉，其特征在于所述炉体的膜式壁管屏(2 )和顶壁外表面敷设有隔热层(11)。
3.根据权利要求2所述的生物质合成气冷却用水管式余热锅炉，其特征在于所述隔热层(11)为保温棉材质的隔热层(11)。
4.根据权利要求I至3中任ー权利要求所述的生物质合成气冷却用水管式余热锅炉，其特征在于所述炉体的下底面连接有落灰斗(10)。
5.根据权利要求I至3中任ー权利要求所述的生物质合成气冷却用水管式余热锅炉，其特征在于所述进ロ接头(12)和出口接头(13)呈锥形。
6.根据权利要求5所述的生物质合成气冷却用水管式余热锅炉，其特征在于所述进ロ接头(12)和出口接头(13)的内壁敷设有耐火层。
专利摘要一种生物质合成气冷却用水管式余热锅炉，包括锅筒和设置于锅筒下方的炉体，所述炉体为卧式结构，进口接头和出口接头位于炉体的水平两端；炉体包括炉壁和若干纵向布置的受热管，全部受热管的顶端通过上连管与上集箱连通，全部受热管的底端通过下连管与下集箱连通；上集箱通过蒸汽引出管与所述锅筒连通，用于回收水蒸气；下集箱通过下降管与所述锅筒的底端连通，用于提供冷却水；所述炉体的两侧壁为膜式壁管屏，膜式壁管屏的上端和下端也分别与上集箱和下集箱连通。本实用新型的炉体两侧壁采用了膜式壁管屏，不但使余热锅炉适用的温度范围更广，而且该结构使炉体两侧的密封性能好，并无需耐火浇注料构成的耐火层，使整个设备的重量显著减轻。
文档编号C10J3/86GK202390400SQ201120560198
公开日2012年8月22日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者刘宝森, 周峰, 周锦峰 申请人:武汉凯迪工程技术研究总院有限公司