[實用新型]一種高效熱能回收的氣化系統

有效

• 申請號: 201821345344.6
• 申請日: 2018-08-21
• 公開（公告）號: CN208667612U
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 趙靜一;黃萍;毛煒;張燕
• 申請（專利權）人: 北京邁未科技有限公司
• 主分類號: C10J3/00
• 分類號: C10J3/00;C10J3/72;C10J3/84;C10J3/86
• 代理公司: 北京中慧創科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11721
• 代理人: 由元

本申請提供了一種高效熱能回收的氣化系統，包括氣化爐，在氣化爐的輻射換熱室內的換熱面上設置有噴射裝置，形成貼近換熱面的低溫區和位于所述低溫區遠離所述換熱面一側的核心高溫區；氣固分離及冷灰設備，與所述氣化爐的合成氣出口連通設置；對流換熱裝置，用于回收合成氣的顯熱并產生動力蒸汽；氣體洗滌設備，包括串聯設置的文丘里洗滌器和洗滌塔；黑水處理系統，包括串聯設置的一級閃蒸裝置和二級閃蒸裝置。本申請同時還提供了高效熱能回收的氣化工藝，本申請方案采用邊區控溫技術的輻射換熱室，即可保證換熱管的安全，又可保證高輻射強度下熱量回收效率更高，飽和蒸汽產量高，設備體積更小。

技術領域

本實用新型屬于合成氣技術領域,具體涉及以化工產品、燃料氣和IGCC為目標的，可高效回收熱能的氣化系統及工藝。

背景技術

以煤、石油、煤焦等含碳物質為原料生產合成氣(主要成分為CO和H₂)的氣化技術，作為化石原料潔凈利用的重要手段，已廣泛應用于燃氣、合成氣、IGCC等領域。在氣化反應過程中，含碳原料的化學能大部分轉化為合成氣的化學能，但仍有約20％的化學能轉化為合成氣和灰渣的顯熱，從而導致熱量損失。如何提高這部分顯熱的回收和利用效率，對化工裝置生產和節能降耗意義重大。

目前，對氣化爐產生的高溫合成氣的熱量回收工藝主要有兩種，一種是通過快速冷卻方法將高溫合成氣中的顯熱轉移至黑水中，再對較低溫的黑水進行熱量的回收和綜合利用，一種是利用廢熱鍋爐回收合成氣中的高溫位熱能。

第一種工藝的代表為GE公司的水煤漿水氣化-水激冷工藝，在該工藝中，氣化爐產生的高溫合成氣(低于1400℃)經大量水冷卻后，迅速降溫至230～250℃，降溫后的合成氣經洗滌除塵(溫度進一步降至210～240℃)后送出。冷卻水和洗滌除塵水中的固含量較高，被稱為黑水，合成氣的顯熱大部分進入黑水中。黑水進入閃蒸裝置進行多級閃蒸，閃蒸出的部分蒸汽用于對黑水進行直接或間接加熱，剩余蒸汽則經冷卻水冷卻后回收。這種水激冷工藝具有操作簡單的優點，但工藝中的高溫位熱能大部分轉換為低溫熱能，能量利用效率較低，冷卻水消耗量大，且由于灰渣全部進入水中，水系統循環量大，功耗較高。

第二種工藝主要有以下幾種：一是以殼牌氣化技術為代表，該技術將合成氣在氣化爐頂部與低溫循環氣混合，溫度降至900℃以下后進入廢鍋進行換熱，換熱以對流換熱為主，但因氣體中所夾帶顆粒含量較高，廢鍋易出現堵塞和磨蝕現象，合成氣出廢鍋后采用飛灰過濾器進行氣固分離，分離出的干灰采用高壓氮氣進行氣提和冷卻，該氣化技術因采用干法除灰，具有高壓黑水處理簡單、循環量小的優點，但干法除灰采用的飛灰脫除系統較為復雜，操作難度高，且高壓氮氣的消耗量大，同時合成氣水氣比低，較難達到化工產品的生產要求。除了殼牌氣化技術，現有技術還有以GE廢鍋流程為代表的技術，其通過設置輻射廢鍋段和對流廢鍋段回收合成氣中的熱量，但對流廢鍋易產生積灰現象，難以保證長周期穩定運行要求。