高温煤气显热回收利用的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了高温煤气显热回收再利用的系统和方法，系统包括：气化炉，具有煤料入口、气化剂入口和高温煤气出口；第一换热装置，其由内而外依次形成第一换热通道、第二换热通道和第三换热通道，第一换热通道设置有高温煤气入口和中温煤气出口，第二换热通道设置有低温介质入口和高温介质出口，第三换热通道设置有低温气化剂入口和高温气化剂出口，高温气化剂出口与气化剂入口相连；第二换热装置，具有中温煤气入口、低温煤气出口、低温水入口和蒸汽出口，中温煤气入口与中温煤气出口相连。采用该系统可以有效回收高温煤气中的余热，并且在设备磨蚀泄露情况下也不会直接接触，避免了发生爆燃甚至爆炸现象，确保了生产的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于显热回收再利用领域，具体而言，本专利技术涉及高温煤气显热回收再利用的系统和方法。
技术介绍
在利用煤炭、生物质、垃圾等固体燃料生产煤气的过程中，产生的高温煤气温度很高，一般在800-900℃左右，必须进行冷却才能进行除尘等后续处理以达到煤气使用标准，同时高温煤气含有大量的能品较高的显热，若能用这些显热预热气化剂并重新参与气化反应，将大幅提高煤气产率和煤气化过程的能源和资源转化效率。因此，利用气化剂将高温煤气冷却降温冷却并回收其显热具有重要非常重要的节能减排意义。但是煤气尤其是高温煤气是易燃易爆气体，在换热过程中若与气化剂直接接触，将会与其内含氧成分发生剧烈燃烧反应，形成爆燃甚至是爆炸事故，严重时会损坏设备甚至造成重大的财产甚至人员生命损失事故。由此可见，采用合适的技术对高温煤气冷却并回收利用其显热是煤气生产行业非常关键的一环。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种高温煤气显热回收再利用的系统和方法，采用该系统可以有效回收高温煤气中的余热，并且在设备磨蚀泄露情况下也不会直接接触，避免了发生爆燃甚至爆炸现象，确保了生产的安全性。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种高温煤气显热回收利用的系统。根据本专利技术的实施例，所述系统包括：气化炉，所述气化炉具有煤料入口、气化剂入口和高温煤气出口；第一换热装置，所述第一换热装置由内而外依次形成第一换热通道、第二换热通道和第三换热通道，所述第一换热通道设置有高温煤气入口和中温煤气出口，所述高温煤气入口与所述高温煤气出口相连，所述第二换热通道设置有低温介质入口和高温介质出口，所述第三换热通道设置有低温气化剂入口和高温气化剂出口，所述高温气化剂出口与所述气化剂入口相连；第二换热装置，所述第二换热装置具有中温煤气入口、低温煤气出口、低温水入口和蒸汽出口，所述中温煤气入口与所述中温煤气出口相连。根据本专利技术实施例的高温煤气显热回收再利用的系统通过采用由内而外的第一通道、第二通道和第三通道构成的第一换热装置，使得高温煤气走第一通道，换热介质走第二通道与第一通道中的高温煤气间接换热，而气化剂走第三通道与第二通道中的换热介质间接换热，由于高温煤气与气化剂经换热介质间接换热，高温煤气与气化剂即使在设备磨蚀泄露情况下也不会直接接触，避免了发生爆燃甚至爆炸现象，确保了生产的安全性，并且将预热后的高温气化剂供给至气化炉中参与气化反应，可以显著提高高温煤气预热的利用价值，同时将第一通道中换热后得到的中温煤气供给至第二换热装置中进行余热再回收，实现了高温煤气显热的梯级利用，从而提高能源利用率。另外，根据本专利技术上述实施例的高温煤气显热回收再利用的系统还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述低温气化剂入口为低温气体入口，所述高温气化剂入口为高温气体入口，其中，所述气体为选自空气、二氧化碳、水蒸汽和富氧空气中的至少一种。在本专利技术的一些实施例中，所述低温介质入口为低温饱和蒸汽入口，所述高温介质出口为过热蒸汽出口，所述低温饱和蒸汽入口与所述蒸汽出口相连，所述过热蒸汽出口与所述气化剂入口相连。在本专利技术的一些实施例中，所述低温介质入口为低温二氧化碳入口，所述高温介质出口为高温二氧化碳出口，所述高温二氧化碳出口与所述气化剂入口相连。在本专利技术的一些实施例中，所述低温介质入口为液态水入口，所述高温介质出口为过热蒸汽出口，所述过热蒸汽出口与所述气化剂入口相连。在本专利技术的一些实施例中，所述低温介质入口为低温氮气入口，所述高温介质出口为高温氮气出口；所述系统进一步包括：氮气降温装置，所述氮气降温装置具有氮气进口和氮气出口，所述高温氮气出口与所述氮气进口相连，所述氮气出口与所述低温氮气入口相连。在本专利技术的另一个方面，本专利技术提出了一种利用上述系统实施高温煤气显热回收再利用的方法。根据本专利技术的实施例，所述方法包括：(1)将煤料和气化剂供给至所述气化炉中进行换热处理，以便得到高温煤气；(2)将所述高温煤气、低温介质和低温气化剂分别供给至所述第一换热装置的第一换热通道、第二换热通道和第三换热通道，以便得到中温煤气、高温介质和高温气化剂，并将所述高温气化剂供给至步骤(1)中的所述气化炉作为气化剂使用；(3)将所述中温煤气和低温水供给至所述第二换热装置中进行换热，以便得到低温煤气和蒸汽。根据本专利技术实施例的高温煤气显热回收再利用的方法通过采用由内而外的第一通道、第二通道和第三通道构成的第一换热装置，使得高温煤气走第一通道，换热介质走第二通道与第一通道中的高温煤气间接换热，而气化剂走第三通道与第二通道中的换热介质间接换热，由于高温煤气与气化剂经换热介质间接换热，高温煤气与气化剂即使在设备磨蚀泄露情况下也不会直接接触，避免了发生爆燃甚至爆炸现象，确保了生产的安全性，并且将预热后的高温气化剂供给至气化炉中参与气化反应，可以显著提高高温煤气预热的利用价值，同时将第一通道中换热后得到的中温煤气供给至第二换热装置中进行余热再回收，实现了高温煤气显热的梯级利用，从而提高能源利用率。另外，根据本专利技术上述实施例的高温煤气显热回收再利用的方法还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，所述低温气化剂为低温气体，所述气体为选自空气、二氧化碳、水蒸汽和富氧空气中的至少一种。在本专利技术的一些实施例中，所述低温介质为低温饱和蒸汽，所述高温介质为过热蒸汽，将所述蒸汽供给至步骤(2)中作为低温饱和蒸汽使用，将所述过热蒸汽供给至步骤(1)中的所述气化炉作为所述气化剂使用。在本专利技术的一些实施例中，所述低温介质为低温二氧化碳，所述高温介质为高温二氧化碳，将所述高温二氧化碳供给至步骤(1)中的所述气化炉作为所述气化剂使用。在本专利技术的一些实施例中，所述低温介质为液态水，所述高温介质为过热蒸汽，将所述过热蒸汽供给至步骤(1)中的所述气化炉作为所述气化剂使用。在本专利技术的一些实施例中，所述低温介质为低温氮气，所述高温介质为高温氮气；任选的，所述方法进一步包括：(4)将所述高温氮气供给至所述氮气降温装置中进行降温，并将得到的降温后的氮气作为所述低温氮气使用。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的高温煤气显热回收再利用的系统结构示意图；图2是根据本专利技术再一个实施例的高温煤气显热回收再利用的系统结构示意图；图3是根据本专利技术又一个实施例的高温煤气显热回收再利用的系统结构示意图；图4是根据本专利技术又一个实施例的高温煤气显热回收再利用的系统结构示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的高温煤气显热回收再利用的方法流程示意图；图6是根据本专利技术再一个实施例的高温煤气显热回收再利用的方法流程示意图；图7是根据本专利技术又一个实施例的高温煤气显热回收再利用的方法流程示意图；图8是根据本专利技术又一个实施例的高温煤气显热回收再利用的方法流程示意图；图9是根据本专利技术又一个实施例的高温煤气显热回收再利用的方法流程示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温煤气显热回收再利用的系统，其特征在于，包括：气化炉，所述气化炉具有煤料入口、气化剂入口和高温煤气出口；第一换热装置，所述第一换热装置由内而外依次形成第一换热通道、第二换热通道和第三换热通道，所述第一换热通道设置有高温煤气入口和中温煤气出口，所述高温煤气入口与所述高温煤气出口相连，所述第二换热通道设置有低温介质入口和高温介质出口，所述第三换热通道设置有低温气化剂入口和高温气化剂出口，所述高温气化剂出口与所述气化剂入口相连；第二换热装置，所述第二换热装置具有中温煤气入口、低温煤气出口、低温水入口和蒸汽出口，所述中温煤气入口与所述中温煤气出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种高温煤气显热回收再利用的系统，其特征在于，包括：气化炉，所述气化炉具有煤料入口、气化剂入口和高温煤气出口；第一换热装置，所述第一换热装置由内而外依次形成第一换热通道、第二换热通道和第三换热通道，所述第一换热通道设置有高温煤气入口和中温煤气出口，所述高温煤气入口与所述高温煤气出口相连，所述第二换热通道设置有低温介质入口和高温介质出口，所述第三换热通道设置有低温气化剂入口和高温气化剂出口，所述高温气化剂出口与所述气化剂入口相连；第二换热装置，所述第二换热装置具有中温煤气入口、低温煤气出口、低温水入口和蒸汽出口，所述中温煤气入口与所述中温煤气出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述低温气化剂入口为低温气体入口，所述高温气化剂入口为高温气体入口。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述低温介质入口为低温饱和蒸汽入口，所述高温介质出口为过热蒸汽出口，所述低温饱和蒸汽入口与所述蒸汽出口相连，所述过热蒸汽出口与所述气化剂入口相连。4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述低温介质入口为低温二氧化碳入口，所述高温介质出口为高温二氧化碳出口，所述高温二氧化碳出口与所述气化剂入口相连；任选的，所述低温介质入口为液态水入口，所述高温介质出口为过热蒸汽出口，所述过热蒸汽出口与所述气化剂入口相连。5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述低温介质入口为低温氮气入口，所述高温介质出口为高温氮气出口；任选的，所述系统进一步包括：氮气降温装置，所述氮气降温装置具有氮气进口和氮气出口，所述高温氮气出口与所述氮气进口相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘周恩，史雪君，吴黎阳，余海鹏，苏二强，孙宝林，黄伟，史东军，吴道洪，
申请(专利权)人：北京神雾环境能源科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11