[發(fā)明專利]高溫合成氣顯熱回收與洗滌除塵裝置

有效

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• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN104388126B
• 公開（公告）日: 2017-03-15
• 發(fā)明（設計）人: 倪建軍;李平;池國鎮(zhèn);張翔
• 申請（專利權(quán)）人: 上海鍋爐廠有限公司
• 主分類號: C10J3/86
• 分類號: C10J3/86;C10J3/84;C10J3/80
• 代理公司: 上海大邦律師事務所31252
• 代理人: 陳宏

技術領域

本發(fā)明涉及一種可吸收高溫合成氣顯熱，同時達到洗滌除塵效果的裝置。

背景技術

當前，世界石油價格的不斷飆升和國際上對石油資源的爭奪愈演愈烈，使世界各國都加強了石油替代能源的研究與開發(fā)。我國是世界第二大能源消費國，經(jīng)濟快速發(fā)展，能源需求持續(xù)增長。根據(jù)預測，2020年我國原油消費量將達到4.5~5億噸，對外依存度將超過60%。能源安全穩(wěn)定供給及相關的環(huán)境問題，已成為制約經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，能源安全面臨嚴峻考驗。

為了保障能源安全供應和可持續(xù)發(fā)展，國家制定了“節(jié)約優(yōu)先，立足國內(nèi)，煤為基礎，多元發(fā)展”的能源戰(zhàn)略。作為基礎能源和重要原料，煤炭在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中的戰(zhàn)略地位進一步突出。發(fā)展煤氣化為核心的煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化技術，是《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要》的主要方向，以甲醇為主導產(chǎn)品的煤基能源化學品是當前發(fā)展的熱點，是國民經(jīng)濟和社會可持續(xù)科學發(fā)展的客觀要求，符合國家重大戰(zhàn)略需求。

開發(fā)適于甲醇及烴類合成(F-T合成)的高效節(jié)能的大型化煤氣化技術，對促進資源可持續(xù)高效利用、實現(xiàn)污染物近零排放、保護環(huán)境，保障國家能源安全，促進國民經(jīng)濟可持續(xù)科學發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。

高溫高壓下氣流床煤氣化過程中傳遞過程起著重要作用，不同強化傳遞過程的技術手段以及顯熱回收方式產(chǎn)生了不同形式的氣流床氣化爐，其中具有代表性的是Shell氣化的廢鍋流程和GSP氣化的激冷流程。采用廢鍋流程，煤氣中水蒸汽含量較低，煤氣進變換反應還需另補充蒸汽，裝置投資巨大，因此不適于化工生產(chǎn)；激冷流程的煤氣化工藝在我國煤氣化裝置中占了大部分市場份額。激冷流程用于生產(chǎn)合成氨、制氫較為合適，而應用于生產(chǎn)甲醇、F-T合成不太理想，能量利用效率較低。這是由于產(chǎn)品氣用作羥基合成氣(F-T合成)或生產(chǎn)甲醇，僅需要對粗煤氣進行部分變換，煤氣中的水氣比(mol)達到0.6以上即可滿足變換的要求。如果采用激冷流程，水氣比將超過1.4，煤氣中的蒸汽量大大過量，進變換之前必須進行冷凝分離。能量利用效率較低，并且大大增加了循環(huán)水消耗。

為了解決上述高溫粗煤氣冷卻、增濕問題，同時滿足各種應用要求和能量利用效率目標，迫切需要一種新型高溫合成氣顯熱回收與洗滌除塵裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了克服現(xiàn)有技術存在的以上缺點，而提出的一種高溫合成氣顯熱回收與洗滌除塵裝置。其能最大限度的利用氣化產(chǎn)物的高溫顯熱，并對粗煤氣進行有效的降溫、增濕和除塵凈化處理。

本發(fā)明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種高溫合成氣顯熱回收與洗滌除塵裝置，其特征在于，包括一承壓殼體、一氣化爐、一蒸汽發(fā)生器、一環(huán)形通道、一導向管、一洗滌冷卻塔，其中氣化爐、承壓殼體、蒸汽發(fā)生器和環(huán)形通道同軸設置，通過導向管將殼體與洗滌冷卻塔相連。

蒸汽發(fā)生器入口區(qū)域帶有激冷氣入口，設有中心通道和上升通道兩個流道，底部設有渣池，外殼的上部側(cè)面設有粗煤氣出口與導向管連接至洗滌冷卻塔，塔的上部設有噴水口，粗煤氣和噴淋水在塔板上進行傳質(zhì)傳熱。塔釜設有排灰水口，凈化后的合成氣從塔頂離開。

上述高溫合成氣顯熱回收與洗滌除塵裝置，其中，所述的低溫激冷氣優(yōu)選為180~380℃的凈化后粗煤氣或惰性氣體。粗煤氣在進入蒸汽發(fā)生器之前先被激冷至900℃左右。

上述高溫合成氣顯熱回收與洗滌除塵裝置，其中，灰渣在粗煤氣攜帶下經(jīng)過蒸汽發(fā)生器進入渣池，大顆粒的灰和渣被捕集，少量的細灰隨著粗煤氣折返進入蒸汽發(fā)生器環(huán)形通道。

上述高溫合成氣顯熱回收與洗滌除塵裝置，其中，攜帶細灰顆粒的粗煤氣經(jīng)過導向管進入洗滌冷卻塔的氣體分布管，導向管的出口氣體溫度控制在300~400℃。

上述高溫合成氣顯熱回收與洗滌除塵裝置，其中，粗煤氣在洗滌冷卻塔內(nèi)被噴淋水充分的洗滌冷卻。洗滌水伴隨細灰進入塔釜形成灰水，去灰水處理系統(tǒng)；增濕凈化后的合成氣從塔頂離開進入后續(xù)工段，出口溫度控制在200~300℃。

上述高溫合成氣顯熱回收與洗滌除塵裝置，其中，所述的激冷水可來自煤氣化后續(xù)凈化單元的澄清灰水或閃蒸冷凝水。

本發(fā)明采用了以上的技術方案，其產(chǎn)生的技術效果是顯著的：由于采用了余熱鍋爐和激冷流程相結(jié)合的方式，有效回收了合成氣的高位顯熱，富產(chǎn)大量中高壓蒸汽作為動力蒸汽或驅(qū)動透平，可以大大降低動力煤消耗，從而明顯降低系統(tǒng)的能耗；同時激冷流程的引入，從經(jīng)濟上大大縮減了設備尺寸，降低了水冷壁等結(jié)構(gòu)制造的投資費用，保證了合成氣中的水汽含量，有利于后續(xù)工段的變換反應，便于化工生產(chǎn)。

附圖說明