[發明專利]氣化爐系統及其運行工藝

有效

• 申請號: 202210296119.2
• 申請日: 2022-03-24
• 公開（公告）號: CN114395423B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 樊強;許世森;李小宇;劉剛;陶繼業;劉沅;陳智;任永強
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能集團技術創新中心有限公司
• 主分類號: C10J3/72
• 分類號: C10J3/72;C10J3/82
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃垚琳

本發明提供了一種氣化爐系統及其運行工藝。氣化爐系統包括包括洗滌塔、氣化爐、冷卻器、銨分離罐和壓縮機。氣化爐具有合成氣出口和激冷氣進口，洗滌塔具有合成氣進口、第一激冷氣出口和第二激冷氣出口，合成氣進口與合成氣出口相連通，冷卻器具有冷卻劑進口、冷卻劑出口、激冷氣冷卻進口和激冷氣冷卻出口，第一激冷氣出口與激冷氣冷卻進口相連通，銨分離罐具有激冷氣銨分離進口、激冷氣銨分離出口和廢水口，激冷氣銨分離進口與激冷氣冷卻出口相連通，壓縮機具有激冷氣壓縮進口和激冷氣壓縮出口，激冷氣壓縮進口與激冷氣銨分離出口相連通，激冷氣壓縮出口與激冷氣進口相連通。本發明可有效解決激冷氣中銨鹽結晶堵塞管路的問題。

技術領域

本發明屬于煤氣化技術領域，具體涉及氣化爐系統及其運行工藝。

背景技術

干煤粉加壓氣化技術以其煤種適應性廣、效率高、廢水量低、綠色環保的優點已經成為IGCC發電及現代煤氣化技術發展的最主要方向。IGCC發電裝置采用兩段式氣化爐作為氣頭，產生高溫合成氣經過除灰洗滌后進入燃氣輪機發電，同時副產的蒸汽進入蒸汽輪機發電，因此IGCC的發電效率比常規的燃煤電廠高。

IGCC氣化爐氣化反應區上部的合成氣溫度約為1500℃，而爐頂溫度一般需要控制在700℃~850℃之間，因為如果溫度過高會導致爐頂積灰。所以需要將洗滌后的低溫激冷氣增壓后返回氣化爐對高溫合成氣進行降溫處理。但是在實際運行過程中經常會出現設備管道的堵塞和損壞的問題。

發明內容

本發明是基于發明人對以下事實和問題的發現和認識做出的：

本申請的發明人通過研究發現，造成設備管道堵塞和損壞的根本原因是激冷氣中含有的銨鹽因管道散熱降溫導致銨鹽結晶析出固體顆粒，這種銨鹽結晶將附著在換熱器、壓縮機、管道的部位，對動設備造成嚴重損壞，對經設備造成堵塞，影響了裝置連續運行。

相關技術中是通過將濕洗后的合成氣（約150℃）和除灰后的合成氣（約210℃）混合后進壓縮機返回氣化爐，其目的是保證激冷氣的溫度高于銨鹽結晶溫度，從而防止堵塞。

本申請的發明人通過研究發現，這種工藝方法存在的弊端就是激冷氣溫度過高，激冷后的氣化爐爐頂溫度也高，這就需要更大的激冷氣量來提供降溫所需的冷量。因此這就使壓縮機的循環倍率和功耗大大的升高，導致后續系統的設備尺寸要求也相應變大。此外，由于氣化爐需要的激冷氣量變大，導致流過壓縮機的激冷氣流量增大，隨之而來的是合成氣經過壓縮機和其他相關設備時的流速也增大，同時因為合成氣對氣化爐的磨損速度與氣流速度的三次方成正比，所以氣化爐的磨損速度也就大大的增加了，導致氣化爐的使用壽命大大縮短。

因此，本發明提供了一種氣化爐系統以解決上述氣化爐系統管路易堵塞的問題。

一種氣化爐系統，包括洗滌塔、氣化爐、冷卻器、銨分離罐和壓縮機。

所述氣化爐具有合成氣出口和激冷氣進口；

所述洗滌塔具有合成氣進口、第一激冷氣出口和第二激冷氣出口，所述洗滌塔的合成氣進口與氣化爐的合成氣出口相連通；

所述冷卻器具有冷卻劑進口、冷卻劑出口、激冷氣冷卻進口和激冷氣冷卻出口，所述洗滌塔的第一激冷氣出口與所述冷卻器的激冷氣冷卻進口相連通；

所述銨分離罐具有激冷氣銨分離進口、激冷氣銨分離出口和廢水口，所述激冷氣銨分離進口與所述激冷氣冷卻出口相連通；

所述壓縮機具有激冷氣壓縮進口和激冷氣壓縮出口，所述激冷氣壓縮進口與所述激冷氣銨分離出口相連通，所述激冷氣壓縮出口與所述氣化爐的激冷氣進口相連通。

進一步的，所述冷卻劑進口與冷卻劑出口均設置于所述冷卻器的側壁上，所述冷卻器進一步包括冷卻劑管路，所述冷卻劑管路的一端與所述冷卻劑進口相連通，所述冷卻劑管路的另一端與所述冷卻劑出口相連通，其中所述冷卻劑管路為S型或螺旋狀。