[發(fā)明專利]一種旋風(fēng)換熱裝置及工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711440437.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108194909B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李育珍;文海榮;段潤(rùn)斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): F22B1/18
• 分類號(hào): F22B1/18;F22G1/16;F28D7/16;B01D45/02;B01D46/16
• 代理公司: 太原市科瑞達(dá)專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發(fā)明屬于煤氣化生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種旋風(fēng)換熱裝置及工藝。該裝置包括旋風(fēng)分離罐、列管式換熱器，配套的高壓蒸汽加熱爐、蒸汽發(fā)電機(jī)、干灰鎖斗冷卻器。旋風(fēng)分離罐、列管式換熱器為同軸安裝，并且與換熱器管程形成通路；本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于安裝成型，旋風(fēng)分離罐可以進(jìn)行有效的氣、固分離，相對(duì)于傳統(tǒng)的水洗滌方式，可節(jié)省大量的水資源；另外，換熱器可以回收含固氣體大量顯熱，用于副產(chǎn)蒸汽，用來(lái)發(fā)電，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)效益，而且有利于節(jié)能、環(huán)保。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種旋風(fēng)換熱裝置及工藝，屬于煤氣化生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

煤氣化技術(shù)是煤制油、煤制氣、煤制甲醇等煤化工的龍頭技術(shù)。近年來(lái)，我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤氣化技術(shù)取得了顯著的科技成果和進(jìn)步；粉煤加壓氣化技術(shù)因其煤種適應(yīng)性好、氣化效率高、環(huán)保性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)從而成為工業(yè)運(yùn)行的主流技術(shù)，但該技術(shù)在節(jié)能、節(jié)水、規(guī)?；б娴确矫嫒匀淮嬖诤艽蟀l(fā)展空間，特別是氣化技術(shù)的大型化領(lǐng)域。因此，為了支撐煤化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大規(guī)模、節(jié)能節(jié)水新型干煤粉氣流床氣化技術(shù)勢(shì)在必行。國(guó)際上，比較成熟的氣流床氣化技術(shù)有：殼牌干煤粉氣化技術(shù)；GSP干煤粉氣化技術(shù)；科林干煤粉氣化技術(shù)；GE水煤漿氣化技術(shù)。國(guó)產(chǎn)化粉煤加壓氣化技術(shù)主要有航天爐、神寧爐、東方爐和二段加壓氣化爐。但無(wú)論是哪種粉煤氣化技術(shù)，它們都是能量利用率低的激冷流程，大多采用合成氣與水直接接觸洗滌的方式進(jìn)行除塵，由于粗合成氣溫度高、壓力高、流速快，經(jīng)洗滌后的合成氣仍會(huì)夾帶少許的固體顆粒進(jìn)入變換工序，除塵效果并不十分理想，而且該工藝不僅合成氣除灰流程長(zhǎng)、設(shè)備投資大、洗滌水用量大，而且除塵操作仍較為復(fù)雜，在生產(chǎn)中帶來(lái)了一些新的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中煤氣化生產(chǎn)除塵過(guò)程中存在的流程長(zhǎng)、設(shè)備投資大、洗滌水量大、后續(xù)處理成本高等問(wèn)題，提供一種符合現(xiàn)代煤氣化生產(chǎn)除塵要求的新型旋風(fēng)換熱裝置及工藝。

本發(fā)明提供了一種旋風(fēng)換熱裝置，包括旋風(fēng)分離罐、列管式換熱器，高壓蒸汽加熱爐、蒸汽發(fā)電機(jī)、鎖斗冷卻器；所述旋分離罐為由一個(gè)圓柱筒體和一個(gè)下部的圓錐筒體組成，圓柱筒體中部設(shè)有切向入口，圓錐筒體底部設(shè)有軸向出口，切向入口為高溫含固氣體入口，下端軸向出口為固體出口，旋風(fēng)分離罐分為含固氣體入口、旋流腔和廢料腔，圓柱筒體內(nèi)部腔室為旋流腔，圓錐筒體內(nèi)部腔室為廢料腔，鎖斗冷卻器與廢料腔底部連通，鎖斗冷卻器帶有水冷壁夾套；

列管式換熱器切向入口有兩個(gè)，下部為冷卻介質(zhì)進(jìn)口，上部為冷卻介質(zhì)出口，列管式換熱器底部為進(jìn)氣口，氣體在列管式換熱器的管程與水換熱，列管式換熱器頂部設(shè)有氣體出口，氣體出口連接進(jìn)入集氣腔，集氣腔與外部氣體管線相連接，冷卻介質(zhì)出口連接加熱爐。

上述裝置中，旋風(fēng)分離罐、列管式換熱器均經(jīng)過(guò)耐磨襯里處理。

優(yōu)選的，含固氣體穿過(guò)旋風(fēng)分離罐中部進(jìn)入旋風(fēng)分離罐，經(jīng)過(guò)氣、固分離后的氣體向上穿過(guò)列管式換熱器。

本發(fā)明提供了一種旋風(fēng)換熱工藝，包括以下步驟：

（1）含固氣體以500~800℃的溫度、3.0~7.0 MPa的壓力由含固氣體入口切向進(jìn)入旋風(fēng)分離罐內(nèi)，送入圓柱筒體，在進(jìn)氣腔中高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，在離心力和重力共同作用下，含固氣體中的固體顆粒發(fā)生離心沉降，再沿著旋風(fēng)分離罐內(nèi)壁面向下旋動(dòng)至廢料腔，最后由固體出口定時(shí)排出到鎖斗冷卻器；分離后的氣體向中間聚集，并沿著軸向方向上旋動(dòng)進(jìn)入列管式換熱器的管程入口；

（2）分離后的氣體進(jìn)入上部的列管式換熱器，氣體與水進(jìn)行換熱，換熱后的氣體從管程頂部進(jìn)入集氣腔，集氣腔與外部氣體管線相連接；

（3）冷卻介質(zhì)高壓液態(tài)水從冷卻介質(zhì)進(jìn)口進(jìn)入列管式換熱器底部，沿殼程從上部的冷卻介質(zhì)出口排出，所產(chǎn)高壓飽和蒸汽經(jīng)過(guò)加熱爐繼續(xù)加熱后變成過(guò)熱蒸汽，所產(chǎn)的過(guò)熱蒸汽用于發(fā)電。