[發(fā)明專(zhuān)利]水冷壁襯里及包含其的輻射廢鍋和氣化爐

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110482596.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113150835A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭慶華;于廣鎖;龔巖;許建良;梁欽鋒;王輔臣;劉海峰;王亦飛;代正華;陳雪莉;李偉鋒;郭曉鐳;王興軍;陸海峰;趙輝;劉霞;趙麗麗;沈中杰;丁路
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C10J3/76
• 分類(lèi)號(hào): C10J3/76;C10J3/86
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 王衛(wèi)彬;鄒玲

本發(fā)明公開(kāi)了一種水冷壁襯里及包含其的輻射廢鍋和氣化爐。所述水冷壁襯里包括筒體水冷壁，筒體水冷壁周向設(shè)置形成輻射廢鍋爐膛；多組換熱單元，多組換熱單元設(shè)置在輻射廢鍋爐膛內(nèi)且沿周向分布；每組換熱單元包括鰭片水冷壁Ⅰ和至少一組鰭片水冷壁Ⅱ；鰭片水冷壁Ⅰ沿由筒體水冷壁到輻射廢鍋爐膛的中心軸方向分布；鰭片水冷壁Ⅱ周向設(shè)置且與鰭片水冷壁Ⅰ交叉。本發(fā)明提供的水冷壁襯里在相同換熱量下，能有效降低廢鍋和氣化爐的高度，同時(shí)有效減少水冷壁積灰，提高水冷壁的長(zhǎng)周期運(yùn)行效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水冷壁襯里及包含其的輻射廢鍋和氣化爐。

背景技術(shù)

煤炭在現(xiàn)階段仍是我國(guó)的重要基礎(chǔ)能源和原料。近年來(lái)，我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，以氣流床煤氣化為代表的煤炭清潔高效利用技術(shù)是發(fā)展現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)和龍頭技術(shù)。我國(guó)在煤氣化技術(shù)基礎(chǔ)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、工程示范與應(yīng)用等方面成績(jī)顯著，開(kāi)發(fā)了以多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)等為代表的大型煤氣化技術(shù)，可滿(mǎn)足多元化煤化工產(chǎn)品對(duì)氣化技術(shù)的需求，對(duì)保障國(guó)家能源安全發(fā)揮了重要作用。

氣流床煤氣化技術(shù)主要包括激冷流程、廢鍋流程、廢鍋-激冷聯(lián)合流程(亦即半廢鍋流程)，其中，激冷流程應(yīng)用最為廣泛且裝置投資低，由于氣化爐產(chǎn)生的高溫合成氣在激冷后水氣比較高，可滿(mǎn)足全變換的蒸汽需要，該流程工藝主要應(yīng)用于煤制合成氨、煤制氫等產(chǎn)業(yè)。廢鍋流程能源利用率高，通過(guò)設(shè)置在氣化爐燃燒室出口的輻射廢鍋和對(duì)流廢鍋充分回收高溫合成氣熱量，但因設(shè)備龐大且裝置復(fù)雜，其一次投資較高，主要應(yīng)用于IGCC發(fā)電等行業(yè)。半廢鍋流程氣化技術(shù)的開(kāi)發(fā)介于激冷流程和廢鍋流程之間，既可以提高能源利用效率又可以適當(dāng)降低設(shè)備投資，對(duì)于煤制甲醇、煤制油F-T合成等采用部分變換工藝的行業(yè)以及電力行業(yè)更為適用，應(yīng)用前景較為廣闊。

目前，關(guān)于半廢鍋氣化技術(shù)的開(kāi)發(fā)，國(guó)內(nèi)的多噴嘴對(duì)置式煤氣化技術(shù)、晉華爐氣化技術(shù)等已完成了工程示范。半廢鍋氣化爐在運(yùn)行過(guò)程中除面臨水冷壁表面易積灰、結(jié)渣等問(wèn)題外，輻射廢鍋尺寸大、設(shè)備高度高也是半廢鍋氣化技術(shù)的一項(xiàng)短板，這也是該類(lèi)型裝置投資增加的主要原因。半廢鍋氣化爐與傳統(tǒng)激冷型氣化爐相比，相當(dāng)于將激冷型氣化爐的氣化/燃燒室與激冷室兩部分分開(kāi)后，在原氣化爐中部加入輻射廢鍋，變成由氣化/燃燒室、輻射廢鍋和激冷室三部分組成。以單爐日處理煤2000噸級(jí)氣化爐為例，半廢鍋流程氣化爐較激冷流程氣化爐高度增加約20米，氣化框架高度也相應(yīng)增加，導(dǎo)致氣化爐本體和氣化框架工程造價(jià)同時(shí)增加。若可以在保障熱量有效回收的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低設(shè)備高度，對(duì)提高該技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)具有重要意義。

在輻射廢鍋內(nèi)部增設(shè)水冷壁，以增加單位體積廢鍋的換熱面積，強(qiáng)化換熱效果，這在本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，是比較容易實(shí)現(xiàn)，但是水冷壁的增加會(huì)造成水冷壁間距縮小，很容易形成積灰、掛渣、架橋等現(xiàn)象，影響輻射廢鍋長(zhǎng)期運(yùn)行的換熱效率。當(dāng)前急需開(kāi)發(fā)一種既能強(qiáng)化換熱效果、降低廢鍋高度，又能減少水冷壁積灰等問(wèn)題的水冷壁結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)半廢鍋氣化爐單位體積內(nèi)熱量回收效率不高、設(shè)備尺寸大、高度太高，水冷壁易積灰導(dǎo)致?lián)Q熱效率下降的缺陷，提供了一種水冷壁襯里及包含其的輻射廢鍋和氣化爐。本發(fā)明提供的水冷壁襯里在相同換熱量下，能有效降低廢鍋和氣化爐的高度，同時(shí)有效減少水冷壁積灰，提高水冷壁的長(zhǎng)周期運(yùn)行效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種水冷壁襯里，其包括：

筒體水冷壁，所述筒體水冷壁周向設(shè)置，形成輻射廢鍋爐膛；

多組換熱單元，所述多組換熱單元設(shè)置在所述輻射廢鍋爐膛內(nèi)且沿周向分布；

每組所述換熱單元包括鰭片水冷壁Ⅰ和至少一組鰭片水冷壁Ⅱ；

所述鰭片水冷壁Ⅰ沿由所述筒體水冷壁到所述輻射廢鍋爐膛的中心軸方向分布；

所述鰭片水冷壁Ⅱ周向設(shè)置且與所述鰭片水冷壁Ⅰ交叉；