一种高温煤气显热回收工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种高温煤气显热回收工艺及装置，所述工艺包括干煤粉、载气CO2和气化剂通入气化炉，产生高温煤气；高温煤气和高压锅炉给水通入汽包，高压锅炉给水吸收高温煤气显热生成过热蒸汽或高压饱和蒸汽，过热蒸汽或高压饱和蒸汽减压得到蒸汽，蒸汽与O2混合后进入到气化炉；从汽包输出的高温煤气通入干法除尘设备中除尘，得到粗煤气；粗煤气进入换热器管程降温后，进入变换装置；从变换装置输出的粗煤气，净化脱除CO2和单质硫磺；将净化脱除得到的CO2输送至换热器壳程中，吸收粗煤气的热量后压缩，得到压缩CO2；将压缩CO2作为载气CO2与干煤粉混合，输送至气化炉中。本申请实施例将高温煤气显热多次回收利用，提高了高温煤气显热的利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种高温煤气显热回收工艺及装置
本专利技术涉及显热回收领域，特别涉及一种高温煤气显热回收工艺及装置。
技术介绍
我国的能源结构是“富煤、少油、缺气”，煤炭资源相对丰富。在相当长的时期内，我国以煤为主的能源消费结构难以改变。因此，煤炭的高效、清洁利用是我国经济和社会可持续发展必然的战略选择，是保证我国能源稳定可靠供应以及可持续发展的重要基础。煤炭清洁转化是煤炭高效利用的主要途径之一，煤气化技术是煤炭清洁转化的关键和核心。积极发展煤制合成气，可以通过煤炭资源相对丰富和缓解我国缺气的问题，而且对于保障我国的能源安全，具有重要的战略意义。气流床气化技术是煤气化技术的主要组成部分，气流床气化技术指干煤粉或者水煤浆中含碳物质在高温、高压下发生气化反应生成高温煤气和尘渣的反应，气流床气化技术是煤制油、煤制气、煤制醇等煤化工的龙头技术。近十年来，我国具有自主知识产权的煤气化技术取得了显著的科技成果和进步，例如：航天炉、神宁炉、东方炉、二段加压气流床粉煤加压气化、四喷嘴水煤浆加压气化、清华炉、多元料浆加压气化。除晋华炉外，我国开发的煤气化技术一般采用激冷流程，激冷流程具有工艺和操作相对简单，但是存在气化炉能源利用率低、热能浪费严重、资源浪费严重、能源利用不合理等缺点。部分气流床煤气化工艺采用废锅回收高温煤气热量。例如：Shell气流床气化工艺和Texaco水煤浆。Shell气流床气化炉顶部排出的高温煤气与循环气混合后进入废热锅炉，副产高压和中压蒸汽；Texaco水煤浆高压煤气从气化室出来先后进入辐射废锅和对流废锅，辐射废锅回收合成气显热和渣相变热，对流废锅回收合成气显热，副产高压饱和蒸汽。除了少部分蒸汽可用作气化炉气化剂外，大部分高压饱和蒸汽外供，不利于提高煤气热值。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种高温煤气显热回收工艺及装置，以解决现有技术中高温煤气显热不能被充分利用的问题。第一方面，本专利技术提供一种高温煤气显热回收工艺，所述工艺包括：干煤粉、载气CO2和气化剂通入气化炉，产生高温煤气，所述气化剂包括蒸汽和O2；所述高温煤气和高压锅炉给水通入汽包，所述高压锅炉给水吸收高温煤气显热生成过热蒸汽或高压饱和蒸汽，所述过热蒸汽或高压饱和蒸汽减压得到蒸汽，蒸汽与来自空分的O2混合后进入到所述气化炉；从所述汽包输出的高温煤气通入干法除尘设备中除尘，得到粗煤气；所述粗煤气进入换热器管程降温后，进入变换装置，在变换装置中将粗煤气中的CO变换为CO2；从所述变换装置输出的粗煤气，输送至净化装置，净化脱除CO2和单质硫磺；将净化脱除得到的CO2输送至换热器壳程中，吸收粗煤气的热量后压缩，得到压缩CO2；将压缩CO2作为载气CO2与干煤粉混合，输送至所述气化炉中。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，通入所述汽包的高温煤气的温度为1200-1600℃，从所述汽包输出的高温煤气的温度为700-750℃。结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，进入所述换热器管程的粗煤气的温度为700-750℃，从所述换热器管程输出的粗煤气的温度为650-700℃，进入换热器壳程的CO2的温度为15-25℃，从所述换热器壳程输出的CO2的温度为70-160℃。结合第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述变换装置包括固定床反应器，变换催化剂采用铜基催化剂。结合第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述净化装置采用低温甲醇洗工艺。结合第一方面，在第一方面的第五种可能的实现方式中,所述换热器壳程中CO2比所述换热器管程中粗煤气的压力高5-15kPa。第二方面，本申请提供一种高温煤气显热回收装置，所述装置包括空分装置、气化炉、汽包、高压锅炉、干法除尘装置、换热器、变换装置、净化装置、压缩机和减压阀；所述气化炉设置有气化剂进料管、干煤粉进料管和高温煤气出料管；所述空分装置与所述气化剂进料管连接；所述汽包设置有第一汽包进口、第二汽包进口、第一汽包出口和第二汽包出口；所述高温煤气出料管与所述第一汽包进口连接；所述高压锅炉与所述第二汽包进口连接；所述第一汽包出口与所述干法除尘装置的进口连接；所述第二汽包出口通过减压阀与所述气化剂进料管连接；所述换热器设置有管程进口、管程出口、壳程进口和壳程出口；所述干法除尘装置的出口与所述管程进口连接，所述管程出口与所述变换装置的进口连接；所述变换装置的出口与所述净化装置的进口连接；所述净化装置设置有CO2出口；所述CO2出口与所述壳程进口连接；所述壳程出口与所述压缩机的进口连接；所述压缩机的出口与所述干煤粉进料管连接。结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述装置还包括蒸汽涡流发电机，所述第二汽包出口还与蒸汽涡轮发电机连接。结合第二方面，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述换热器包括列管式换热器、夹套式换热器、蛇管式换热器或管套式换热器。结合第二方面，在第二方面的第三种可能的实现方式中，在所述壳程进口和壳程出口分别设置测温仪，在所述管程进口和管程出口分别设置测压仪，用以监控粗煤气的压力和CO2的温度。由以上技术方案可知，本专利技术提供的一种高温煤气显热回收工艺及装置，所述工艺包括干煤粉、载气CO2和气化剂通入气化炉，产生高温煤气；高温煤气和高压锅炉给水通入汽包，高压锅炉给水吸收高温煤气显热生成过热蒸汽或高压饱和蒸汽，过热蒸汽或高压饱和蒸汽减压得到蒸汽，蒸汽与O2混合后进入到气化炉；从汽包输出的高温煤气通入干法除尘设备中除尘，得到粗煤气；粗煤气进入换热器管程降温后，进入变换装置；从变换装置输出的粗煤气，净化脱除CO2和单质硫磺；将净化脱除得到的CO2输送至换热器壳程中，吸收粗煤气的热量后压缩，得到压缩CO2；将压缩CO2作为载气CO2与干煤粉混合，输送至气化炉中。本申请实施例将高温煤气显热多次回收利用，提高了高温煤气显热的利用率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种高温煤气显热回收工艺的流程图；图2为本专利技术提供的一种高温煤气显热回收装置的结构示意图。图示说明：1-空分装置，2-气化炉，21-气化剂进料管，22-干煤粉进料管，23-高温煤气出料管，3-汽包，4-高压锅炉，5-干法除尘装置，6-换热器，7-变换装置，8-净化装置，9-压缩机，10-减压阀。具体实施方式参考图1，其示出了本专利技术实施例提供的一种高温煤气显热回收工艺，所述工艺包括：步骤S100、干煤粉、载气CO2和气化剂通入气化炉，产生高温煤气，所述气化剂包括蒸汽和O2；本申请实施例中，首先将干煤粉与载气CO2混合后，与气化剂在气化炉中发生反应生成高温煤气和液态渣。需要说明的是，本申请实施例中的气化炉为气流床气化炉。步骤S200、所述高温煤气和高压锅炉给水通入汽包，所述高压锅炉给水吸收高温煤气显热生成过热蒸汽或高压饱和蒸汽，随后，所述过热蒸汽或高压饱和蒸汽减压得到蒸汽，蒸汽与来自空分的O2混合后作为气化剂进入到所述气化炉；经过汽包，所述高温煤气的热量可以被利用，为高压锅炉给水提供热量，避免本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温煤气显热回收工艺，其特征在于，所述工艺包括：干煤粉、载气CO2和气化剂通入气化炉，产生高温煤气，所述气化剂包括蒸汽和O2；所述高温煤气和高压锅炉给水通入汽包，所述高压锅炉给水吸收高温煤气显热生成过热蒸汽或高压饱和蒸汽，所述过热蒸汽或高压饱和蒸汽减压得到蒸汽，蒸汽与来自空分的O2混合后进入到所述气化炉；从所述汽包输出的高温煤气通入干法除尘设备中除尘，得到粗煤气；所述粗煤气进入换热器管程降温后，进入变换装置，在变换装置中将粗煤气中的CO变换为CO2；从所述变换装置输出的粗煤气，输送至净化装置，净化脱除CO2和单质硫磺；将净化脱除得到的CO2输送至换热器壳程中，吸收粗煤气的热量后压缩，得到压缩CO2；将压缩CO2作为载气CO2与干煤粉混合，输送至所述气化炉中。

【技术特征摘要】
1.一种高温煤气显热回收工艺，其特征在于，所述工艺包括：干煤粉、载气CO2和气化剂通入气化炉，产生高温煤气，所述气化剂包括蒸汽和O2；所述高温煤气和高压锅炉给水通入汽包，所述高压锅炉给水吸收高温煤气显热生成过热蒸汽或高压饱和蒸汽，所述过热蒸汽或高压饱和蒸汽减压得到蒸汽，蒸汽与来自空分的O2混合后进入到所述气化炉；从所述汽包输出的高温煤气通入干法除尘设备中除尘，得到粗煤气；所述粗煤气进入换热器管程降温后，进入变换装置，在变换装置中将粗煤气中的CO变换为CO2；从所述变换装置输出的粗煤气，输送至净化装置，净化脱除CO2和单质硫磺；将净化脱除得到的CO2输送至换热器壳程中，吸收粗煤气的热量后压缩，得到压缩CO2；将压缩CO2作为载气CO2与干煤粉混合，输送至所述气化炉中。2.根据权利要求1所述的一种高温煤气显热回收工艺，其特征在于，通入所述汽包的高温煤气的温度为1200-1600℃，从所述汽包输出的高温煤气的温度为700-750℃。3.根据权利要求1所述的一种高温煤气显热回收工艺，其特征在于，进入所述换热器管程的粗煤气的温度为700-750℃，从所述换热器管程输出的粗煤气的温度为650-700℃，进入换热器壳程的CO2的温度为15-25℃，从所述换热器壳程输出的CO2的温度为70-160℃。4.根据权利要求1所述的一种高温煤气显热回收工艺，其特征在于，所述变换装置包括固定床反应器，变换催化剂采用铜基催化剂。5.根据权利要求1所述的一种高温煤气显热回收工艺，其特征在于，所述净化装置采用低温甲醇洗工艺。6.根据权利要求1所述的一种高温煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚敏，匡建平，刘水刚，贺树民，张镓铄，夏支文，袁继禹，赵建宁，姚强，赵元琪，刘吉平，李俊廷，院建森，
申请(专利权)人：宁夏神耀科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64