[發明專利]一種合成氣濕化器及加熱加濕方法無效

申請號：	200910079797.8	申請日：	2009-03-11
公開（公告）號：	CN101832182A	公開（公告）日：	2010-09-15
發明（設計）人：	徐震;王岳;肖云漢	申請（專利權）人：	中國科學院工程熱物理研究所
主分類號：	F02C7/22	分類號：	F02C7/22;F02C7/224;F02C3/20;C10L3/00
代理公司：	中科專利商標代理有限責任公司 11021	代理人：	周國城
地址：	100080***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種合成氣濕化器加熱加濕方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及燃料技術，是一種合成氣濕化器及加熱加濕方法，用于燃氣輪機合成氣燃料供給系統。

背景技術

整體煤氣化燃氣蒸汽聯合循環(IGCC)技術是實現煤炭潔凈高效利用，減少排放的先進發電技術。在現代燃氣輪機發電技術中，NOx是造成環境污染的主要污染物。對于IGCC，氣化過程產生的合成氣經過凈化被用作燃氣輪機的燃料氣，而燃燒室內較高的燃燒溫度會導致大量熱NOx的生成，污染環境，因此必須采取措施對系統NOx排放進行控制。

通過在凈化后的合成氣燃料中注入稀釋劑，降低燃燒溫度以減少熱產生的NOx是控制燃燒過程NOx排放的簡單而有效的措施。現有的技術途徑主要有兩類，一是利用回收系統中低品位余熱獲得的熱水將合成氣加濕；二是向合成氣中注入空氣分離過程產生的氮氣。

對于前者，合成氣濕化器是關鍵設備，它對燃氣輪機燃料供應系統總體性能影響較大。由于燃氣輪機經常變工況運行，要求燃料供應系統中的設備結構緊湊、容積小，以避免儲存大量燃料氣導致較大的燃料流量調節慣性，進而影響系統的變工況性能。同時，在目前的燃氣輪機參數下，合成氣濕化器的工作壓力可達30bar，工作溫度可達200℃以上，化學工業上的普通加濕裝置難以滿足要求。

現有的合成氣加濕技術利用填料塔實現，多使用散堆填料或規整填料。然而，氣體處理量一定時，填料的容積受限于液泛氣速和比接觸面積，只有增加填料體積才能增加工質的處理量，這就使得整個裝置尺寸相應增加。如前所述，這不利于燃氣輪機以及整個系統的變工況操作。填料的布水均勻程度或潤濕性能也存在問題，當系統負荷較小時，進入加濕裝置的水流量減小，會導致填料表面不能完全潤濕，從而減少氣液間的接觸面積，不利于傳熱傳質。

發明內容

本發明的目的是提供一種合成氣濕化器及加熱加濕方法，該合成氣濕化器是緊湊式的多孔填料濕化塔，該流程是用于合成氣加熱加濕過程的氣液逆流接觸方法，本發明針對合成氣濕化裝置的特殊要求，通過增加填料的比表面積以增加氣液之間的傳熱傳質，從而減小合成氣濕化所需的填料尺寸，克服了現有填料濕化塔存在的缺陷和不足。

為達到上述目的，本發明的技術解決方案是：

一種合成氣濕化器，用于燃氣輪機合成氣燃料的加熱加濕，包括殼體、布風器、多孔填料、霧化噴嘴、除霧器；其殼體頂部開設排氣管，殼體內排氣管下方側壁安裝進水管，進水管水平伸進后向下彎曲，進水管管口水平安裝至少一個環形管，環形管上有霧化噴嘴；在進水管與排氣管間設置除霧器；

殼體底部開設有排水管，排水管上方側壁安裝合成氣進氣管，合成氣進氣管氣口位置水平安裝環形布風器；

在水平布風器與水平霧化噴嘴之間的殼體內腔中充滿多孔填料。

所述的合成氣濕化器，其所述殼體底部側壁上，位于合成氣進氣管下方設有液位測量裝置，排水管上設有閥門或電動調節閥；為電動調節閥時，液位測量裝置與調節閥電連接，控制調節閥的開閉。

所述的合成氣濕化器，其所述霧化噴嘴均勻分布在單環管或多環管下側壁，噴口位于噴嘴下表面。

所述的合成氣濕化器，其所述空氣布風器，包括腔體、導流葉片、布風板，盤型腔體與合成氣進氣管口在同一水平位置，腔體正對進氣管口處設有導流葉片，腔體上表面垂直設有多數個近低遠高的弧形布風板，弧形布風板在腔體上表面以導流葉片為中心由近向遠構成多條弧，組成正對進氣口位置的導流錐。

所述的合成氣濕化器，其所述殼體，為圓柱形、方柱形、旋轉曲面形之一或組合型。

所述的合成氣濕化器，其所述多孔填料，為碳化硅泡沫陶瓷，結構為壁流式或波紋板式。

所述的合成氣濕化器，其所述合成氣燃料為煤層氣、煤炭氣化制取的含氫混合氣體或生物質氣化產生的氣體。