一种全废锅流程气化系统技术方案

本发明专利技术提供了一种全废锅流程气化系统，包括气化反应室和全废锅流程高温显热回收装置，全废锅流程高温显热回收装置包括辐射段和对流段，气化反应室的合成气出口连接辐射段的高温侧入口，辐射段的高温侧出口通过导管段与对流段的高温侧入口连接，辐射段和对流段内均设有换热元件。本发明专利技术通过整个全废锅流程可最大限度地回收气化炉出口产物所蕴含的热量，并副产大量蒸汽，以提高整个系统的能源利用效率。本发明专利技术将整个传热系统整合到一个装置中，最大限度地提高了空间的利用率。高温气化产物直接进入辐射段，大大提高了气化产物显热回收与利用；辐射段底部增加了激冷结构，防止局部温度过高，改善了转角位置的结渣情况；系统效率大大提高。

A Full Waste Pot Gasification System

The present invention provides a gasification system for the whole waste pot process, including a gasification reaction chamber and a high temperature sensible heat recovery device for the whole waste pot process. The high temperature sensible heat recovery device for the whole waste pot process includes a radiation section and a convection section. The syngas outlet of the gasification reaction chamber connects the high temperature side entrance of the radiation section. The high temperature side exit of the radiation section is connected with the high temperature side entrance of the convection section through the conduit section. Heat transfer elements are arranged in the convection section. The invention can maximize the heat contained in the outlet product of the gasifier through the whole waste pot process, and produce a large amount of steam by-product, so as to improve the energy utilization efficiency of the whole system. The invention integrates the whole heat transfer system into a device, and maximizes the utilization rate of space. The high temperature gasification products directly enter the radiation section, which greatly improves the sensible heat recovery and utilization of gasification products; the chilling structure is added at the bottom of the radiation section to prevent excessive local temperature and improve slagging at the corner position; and the system efficiency is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种全废锅流程气化系统
本专利技术涉及一种全废锅流程气化系统，属于燃煤高温气化系统

技术介绍
煤等碳固体燃料经气化室高温气化后会形成1500℃左右的气化产物，气化产物主要为含H2、CO、CO2的合成气及熔融态灰渣，气化产物含有大量的高位显热，具有较高的回收价值。目前，针对气化产物主要采用的是湿法激冷技术，气化产物中蕴含的大量高位热量被冷却介质带走而损失。气化产物中含有液态熔渣和熔融态飞灰，显热回收过程存在大规模结渣的技术风险，气化后炉渣伴随合成气并流进入下游冷却系统，熔融态灰渣具有较强的粘结性，很容易直接在水冷壁上形成玷污粘结，甚至结渣堵渣，大大影响了系统的效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：如何提高气化产物的显热回收与利用，改善结渣情况，提高系统效率。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供一种全废锅流程气化系统，其特征在于：包括气化反应室和全废锅流程高温显热回收装置，所述全废锅流程高温显热回收装置包括辐射段和对流段，所述气化反应室的合成气出口连接所述辐射段的高温侧入口，所述辐射段的高温侧出口通过导管段与所述对流段的高温侧入口连接，所述辐射段和所述对流段内部均设有换热元件。优选地，所述气化反应室内部设有水冷壁，所述气化反应室内壁设有耐火材料层。优选地，所述辐射段包括外壳，所述外壳内设有同轴设置的内层圆筒形水冷壁和外层圆筒形水冷壁，所述内层圆筒形水冷壁内部形成同轴设置的中心通道，所述内层圆筒形水冷壁与所述外层圆筒形水冷壁之间形成环形通道。更优选地，所述中心通道与内层圆筒形水冷壁之间设有径向排列的水冷壁翅片，形成水冷屏蒸发面，多组所述水冷屏蒸发面沿周向均匀分布。更优选地，所述辐射段的下渣口位置设有激冷环，所述环形通道下部设有渣池，所述渣池底部设有排渣口；所述环形通道的上部出口通过所述导管段连接所述对流段。优选地，所述导管段为变径式管道，所述导管段内部设有水冷壁结构。优选地，所述对流段包括承压壳体，所述承压壳体内部从上至下依次设置有气体返向部分、蒸发部分和合成气出口部分。更优选地，所述气体返向部分与蒸发部分之间还设有过热部分。进一步地，所述过热部分内部的换热元件和蒸发部分内部的换热元件采用单圈或多圈设置的螺旋盘管，所述螺旋盘管外部设有水冷壁或者采用耐热衬里材料。进一步地，所述辐射段内的换热元件的进口和所述蒸发部分内的换热元件的进口均连接汽包下降管管道，所述辐射段内的换热元件的出口和所述蒸发部分内的换热元件的出口均通过汽包上升管至汽包，汽包饱和蒸汽出口管道连接所述过热部分内换热元件的进口，所述过热部分内换热元件的出口连接过热蒸汽输出管道。本专利技术提供的全废锅流程气化系统使用时，气化原料在气化反应室内气化，气化反应室出口的合成气进入辐射段进行放热，辐射段出口的合成气经过导管段进入对流段进一步回收热量。辐射段及蒸发部分内的水被合成气加热后蒸发为饱和蒸汽，并通过汽包出口饱和蒸汽管道进入过热部分进一步被加热，形成过热蒸汽，并通过过热蒸汽输出管道输出。相比现有技术，本专利技术提供的全废锅流程气化系统具有如下有益效果：1、通过整个全废锅流程可最大限度地回收气化炉出口气化产物所蕴含的热量，并副产大量蒸汽，以提高整个系统的能源利用效率。2、采用高温显热回收装置，将整个传热系统整合到一个装置中，最大限度地提高了空间的利用率。3、高温气化产物直接进入辐射段，大大提高了气化产物显热回收与利用。4、辐射段内部采用圆筒形水冷壁，内层水冷壁加水冷屏的结构大大增加了换热面积，提高了换热效率，减小了设备尺寸。5、辐射段底部增加了激冷结构，防止局部温度过高，改善了转角位置的结渣情况。6、辐射段、对流段蒸发部分产生的饱和蒸汽可利用对流段设置过热部分产生过热蒸汽，系统效率大大提高。7、气化产物经过辐射段进入对流段，温度降至800℃以下，降低了颗粒的粘结性，避免在对流段积灰。8、本专利技术提供的全废锅流程气化系统适用于气流床气化技术与流化床气化技术，气流床气化技术包含干法进料与湿法进料。附图说明图1为本实施例提供的全废锅流程气化系统整体结构示意图；图2为气化反应室内部结构示意图；图3为辐射段内部结构示意图；图4为对流段内部结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。图1为本实施例提供的全废锅流程气化系统整体结构示意图，所述的全废锅流程气化系统包括气化反应室1和全废锅流程高温显热回收装置，全废锅流程高温显热回收装置包含辐射段2和对流段3，气化反应室1的合成气出口连接辐射段2的高温侧入口，辐射段2的高温侧出口通过导管段4与对流段3的高温侧入口连接，辐射段2和对流段3内均设有换热元件。结合图2，气化反应室1内部设有水冷壁11，气化反应室1内壁设有耐火材料。结合图3，辐射段2包括外壳21，外壳21内设有同轴设置的内层圆筒形水冷壁22和外层圆筒形水冷壁23，内层圆筒形水冷壁22内部形成同轴设置的中心通道24，内层圆筒形水冷壁22与外层圆筒形水冷壁23之间形成环形通道25。中心通道24与内层圆筒形水冷壁22之间设有径向排列的水冷壁翅片26，形成水冷屏蒸发面，多组水冷屏蒸发面沿周向均匀分布。其中，内层圆筒形水冷壁22，由管子与鳍片构成。辐射段2的下渣口位置设有激冷环27，环形通道25下部设有渣池28，渣池28底部设有排渣口29。环形通道25的上部出口通过导管段4连接对流段3。导管段4采用变径型式，内部采用圆筒形水冷壁结构。对流段3包括承压壳体和设于承压壳体内部的内件，承压壳体内部从上至下依次设置有气体返向部分31、过热部分32(根据需要设置)、蒸发部分33和合成气出口部分34。结合图4，过热部分32和蒸发部分33内部的换热元件采用单圈或多圈螺旋盘管322的结构型式。螺旋盘管322外部设置筒形的水冷壁321或采用耐热衬里材料保护对流段的承压壳体。辐射段2内的内层圆筒形水冷壁22、外层圆筒形水冷壁23及水冷壁翅片26的进口均连接汽包下降管管道5，蒸发部分33内部的换热元件(及水冷壁321，若有的话)的进口也连接汽包下降管管道5。辐射段2内的内层圆筒形水冷壁22、外层圆筒形水冷壁23及水冷壁翅片26的出口均通过汽包出口饱和蒸汽管道6连接过热部分32内的换热元件的进口，蒸发部分33内部的换热元件(及水冷壁321，若有的话)的出口也通过汽包出口饱和蒸汽管道6连接过热部分32内的换热元件的进口。过热部分32内的换热元件的出口连接过热蒸汽输出管道7。下面以干煤粉气化反应为例，说明本实施例提供的全废锅流程气化系统的使用方法。首先，干煤粉在气化反应室1内气化，气化反应室1的气化产物出口参数如下表所示：气化反应室1出口的合成气温度为1650～1400℃，进入辐射段2进行放热，经过辐射段2后合成气温度降为700～800℃。辐射段2出口的合成气经过导管段4进入对流段3进一步回收热量，在对流段3内首先通过气体返向部分31将气体流向折为与过热部分32、蒸发部分33平行，然后经过热部分32、蒸发部分33放热，最后经合成气出口部分34流出，经过对流段3后合成气出口温度约200～350℃。辐射段2及蒸发部分33内的水被合成气加热后蒸发为饱和蒸汽，并通过汽包出口饱和蒸汽管道6进入过热部分32进一步被加热，形成过热蒸汽，并通过过热蒸汽输出管道7输出。应当理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全废锅流程气化系统，其特征在于：包括气化反应室(1)和全废锅流程高温显热回收装置，所述全废锅流程高温显热回收装置包括辐射段(2)和对流段(3)，所述气化反应室(1)的合成气出口连接所述辐射段(2)的高温侧入口，所述辐射段(2)的高温侧出口通过导管段(4)与所述对流段(3)的高温侧入口连接，所述辐射段(2)和所述对流段(3)内部均设有换热元件。

【技术特征摘要】
1.一种全废锅流程气化系统，其特征在于：包括气化反应室(1)和全废锅流程高温显热回收装置，所述全废锅流程高温显热回收装置包括辐射段(2)和对流段(3)，所述气化反应室(1)的合成气出口连接所述辐射段(2)的高温侧入口，所述辐射段(2)的高温侧出口通过导管段(4)与所述对流段(3)的高温侧入口连接，所述辐射段(2)和所述对流段(3)内部均设有换热元件。2.如权利要求1所述的一种全废锅流程气化系统，其特征在于：所述气化反应室(1)内部设有水冷壁(11)，所述气化反应室(1)内壁设有耐火材料层。3.如权利要求1所述的一种全废锅流程气化系统，其特征在于：所述辐射段(2)包括外壳(21)，所述外壳(21)内设有同轴设置的内层圆筒形水冷壁(22)和外层圆筒形水冷壁(23)，所述内层圆筒形水冷壁(22)内部形成同轴设置的中心通道(24)，所述内层圆筒形水冷壁(22)与所述外层圆筒形水冷壁(23)之间形成环形通道(25)。4.如权利要求3所述的一种全废锅流程气化系统，其特征在于：所述中心通道(24)与内层圆筒形水冷壁(22)之间设有径向排列的水冷壁翅片(26)，形成水冷屏蒸发面，多组所述水冷屏蒸发面沿周向均匀分布。5.如权利要求3所述的一种全废锅流程气化系统，其特征在于：所述辐射段(2)的下渣口位置设有激冷环(27)，所述环形通道(25)下部设有渣...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈君，江晶亮，倪建军，
申请(专利权)人：上海锅炉厂有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31