气流床气化系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了气流床气化系统和方法，系统包括：第一气化炉，包括：气化室，具有第一烧嘴和高温合成气出口；辐射废锅，与所述气化室底部相连且与高温合成气出口连通，辐射废锅内设有水冷壁，水冷壁具有第一进水口和第一蒸汽出口，辐射废锅的底部收缩形成粗合成气出口；激冷室，与所述辐射废锅的底部相连，粗合成气出口延伸至激冷室的液面以下，激冷室具有第一黑水出口、激冷后合成气出口和出渣口；第二气化炉，具有第二烧嘴、激冷后合成气入口、合成气出口和排渣口；旋风分离器，具有合成气入口、灰尘出口和除尘后合成气出口；对流废锅，内设有水冷管，水冷管具有第二进水口和第二蒸汽出口，对流废锅具有除尘后合成气入口和换热后合成气出口。

Gasification system and system of entrained flow gasification

The invention discloses an entrained-flow gasification system and system, which comprises a first gasifier with a first burner and a high-temperature syngas outlet, a radiation waste pan connected with the bottom of the gasification chamber and a high-temperature syngas outlet, a water-cooling wall in the radiation waste pan, a first water inlet and a first steam outlet, and a bottom shrinkage shape of the radiation waste pan. The quenching chamber is connected with the bottom of the radiation waste pot, and the outlet of the crude syngas extends below the liquid level of the quenching chamber. The quenching chamber has a first black water outlet, a syngas outlet and a slag outlet after quenching; the second gasifier has a second burner, a syngas outlet after quenching, a syngas outlet and a slag outlet; and the cyclone separator has a syngas inlet and dust outlet. The outlet and the syngas outlet after dust removal; the convective waste cooker has a water-cooling pipe, a water-cooling pipe has a second inlet and a second steam outlet, and the convective waste cooker has a syngas inlet after dust removal and a syngas outlet after heat exchange.

【技术实现步骤摘要】
气流床气化系统和方法
本专利技术属于煤气化领域，具体而言，本专利技术涉及气流床气化系统和方法。
技术介绍
煤气化技术指的是以煤和水为原料，在气化炉内与氧气进行氧化反应，最终获得合成气(主要是CO、H2)的过程，整个过程需要高温高压、非均相、流动、传递等复杂的物化过程。煤气化技术是煤炭清洁技术，是煤炭能源转化技术，是我国可持续发展的能源技术。世界上工业化的煤气化技术有三种，一是固定床，如Lurgi技术，二是流化床，如高温温克勒等，三是气流床，如GE、多喷嘴对置式气化技术。废锅流程和激冷流程相比，前者可以拿到一些高位能，后者只能拿到部分低位能，总的效果是前者略优于后者。但是对于一个装置来说，能效是指整个流程。提高全流程的能量转换效率，不能只看气化单元，更重要的是全流程单元的搭配，如何将产出的能量全部利用起来，热能设计是一个系统，不是一个单元。因此，现有废锅流程工艺有待进一步改进，以提升工艺能效。
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气流床气化系统和方法。该系统可合理利用能量，提高热效率，同时可减少水资源的浪费，提高企业的经济性。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种气流床气化系统，根据本专利技术的实施例，该系统包括：第一气化炉，所述第一气化炉包括：气化室，所述气化室具有第一烧嘴；辐射废锅，所述辐射废锅与所述气化室底部连通，所述辐射废锅内设有水冷壁，所述水冷壁具有第一进水口和第一蒸汽出口，所述辐射废锅的底部收缩形成粗合成气出口；激冷室，所述激冷室与所述辐射废锅的底部相连，所述粗合成气出口延伸至所述激冷室的液面以下，所述激冷室具有第一黑水出口、激冷后合成气出口和出渣口；第二气化炉，所述第二气化炉具有第二烧嘴、激冷后合成气入口、合成气出口和排渣口，所述激冷后合成气入口与所述激冷后合成气出口相连；旋风分离器，所述旋风分离器具有合成气入口、灰尘出口和除尘后合成气出口，所述合成气入口与所述合成气出口相连；对流废锅，所述对流废锅内设有水冷管，所述水冷管具有第二进水口和第二蒸汽出口，所述对流废锅具有除尘后合成气入口和换热后合成气出口，所述除尘后合成气入口与所述除尘后合成气出口相连。根据本专利技术实施例的气流床气化系统，通过将煤、氧气供给至第一气化炉的气化室气化，可得到高温合成气，高温合成气下行至辐射废锅与水冷壁换热，高温合成气的显热被回收，得到高品质的第一蒸汽，粗合成气从辐射废锅的底部出来后即被送至激冷室液面下，实现粗合成气的激冷，且在激冷室里，即可以实现粗合成气的降温，还能实现粗合成气的初步洗涤净化，将粗合成气中的杂质去除；在第二气化炉里，将第二气化炉气化所得的高温合成气与第一气化炉激冷室出来的温度较低的激冷后合成气混合换热，降低所得的气体的温度，降低对后续设备的热损害，此时合成气温度低于1000摄氏度，无需再设立辐射废锅、激冷室等，减少了设备投资和水资源的消耗；经换热后合成气经旋风分离器分离，可将合成气中的灰尘颗粒除去，减少灰尘颗粒对后续对流废锅的磨损；同时在对流废锅内，除尘后合成气与对流废锅内水冷管里的水换热，实现对除尘后合成气显热的回收，即实现了对高温合成气显热的再次回收，同时可得到高品质的第二蒸汽。由此，该系统可合理利用能量，提高热效率，同时可减少水资源的浪费，降低了设备的投资，提高企业的经济性。另外，根据本专利技术上述实施例的气流床气化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，上述气流床气化系统进一步包括：汽包，所述汽包具有蒸汽入口和饱和蒸汽出口，所述蒸汽入口与所述第一蒸汽出口和所述第二蒸汽出口相连。由此，有利于实现对第一蒸汽和第二蒸汽的回收利用，减少工艺对水资源的消耗，提高企业的经济消耗。在本专利技术的一些实施例中，上述气流床气化系统进一步包括：合成气洗涤塔，所述合成气洗涤塔具有换热后合成气入口、洗涤水入口、净化后合成气出口和黑水出口，所述换热后合成气入口与所述换热后合成气出口相连。由此，有利于实现换热后合成气的净化。在本专利技术的一些实施例中，上述气流床气化系统进一步包括：黑水处理装置，所述黑水处理装置具有黑水入口和灰水出口，所述黑水入口与所述黑水出口相连，所述灰水出口与所述洗涤水入口和所述激冷室中的至少之一相连。由此，有利于实现黑水的回收利用，进一步减少水资源的消耗，提高企业的经济效益。在本专利技术的一些实施例中，上述气流床气化系统进一步包括：灰渣排放装置，所述灰渣排放装置与所述出渣口相连。由此，有利于及时收集激冷室所得的灰渣，促进反应的顺行。在本专利技术的再一个方面，本专利技术提出了一种采用上述气流床气化系统进行气流床气化的方法，根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将煤、氧气经所述第一烧嘴供给至所述第一气化炉，使得在所述气化室发生气化反应，得到高温合成气，所述高温合成气在所述辐射废锅中与所述水冷壁进行换热，得到粗合成气和第一蒸汽，所述粗合成气在所述激冷室进行激冷处理，得到第一黑水、激冷后合成气和灰渣；(2)将煤、氧气经所述第二烧嘴供给至所述第二气化炉进行气化反应，并将所述激冷后合成气与气化所得的气体混合，以便得到合成气；(3)将所述合成气供给至所述旋风分离器中进行旋风除尘，以便得到除尘后合成气和灰尘；(4)将所述除尘后合成气供给至所述对流废锅中与所述水冷管进行换热，以便得到第二蒸汽和换热后合成气。根据本专利技术实施例的气流床气化方法，通过将煤、氧气供给至第一气化炉的气化室气化，可得到高温合成气，高温合成气下行至辐射废锅与水冷壁换热，高温合成气的显热被回收，得到高品质的第一蒸汽，粗合成气从辐射废锅的底部出来后即被送至激冷室液面下，实现粗合成气的激冷，且在激冷室里，即可以实现粗合成气的降温，还能实现粗合成气的初步洗涤净化，将粗合成气中的杂质去除；在第二气化炉里，将第二气化炉气化所得的高温合成气与第一气化炉激冷室出来的温度较低的激冷后合成气混合换热，降低气化所得的气体的温度，降低对后续设备的热损害，此时合成气温度低于1000摄氏度，无需再设立辐射废锅、激冷室等，减少了设备投资和水资源的消耗；经换热后合成气经旋风分离器分离，可将合成气中的灰尘颗粒除去，减少灰尘颗粒对后续对流废锅的磨损；同时在对流废锅内，除尘后合成气与对流废锅内水冷管里的水换热，实现对除尘后合成气显热的回收，即实现了对高温合成气显热的再次回收，同时可得到高品质的第二蒸汽。由此，该系统可合理利用能量，提高热效率，同时可减少水资源的浪费，降低了设备的投资，提高企业的经济性。另外，根据本专利技术上述实施例的气流床气化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，上述气流床气化方法进一步包括：(5)将所述第一蒸汽和所述第二蒸汽供给至所述汽包。由此，有利于实现对第一蒸汽和第二蒸汽的回收利用，减少工艺对水资源的消耗，提高企业的经济消耗。在本专利技术的一些实施例中，上述气流床气化方法进一步包括：(6)将所述换热后合成气供给至所述合成气洗涤塔中与洗涤水逆流接触，以便得到净化后合成气和黑水。由此，有利于实现换热后合成气的净化。在本专利技术的一些实施例中，上述气流床气化方法进一步包括：(7)将所述黑水供给至所述黑水处理装置中进行处理，以便得到灰水，并将所述灰水供给至步骤(6)中的所述合成气洗涤塔作为所述洗涤水使用和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气流床气化系统，其特征在于，包括：第一气化炉，所述第一气化炉包括：气化室，所述气化室具有第一烧嘴；辐射废锅，所述辐射废锅与所述气化室底部连通，所述辐射废锅内设有水冷壁，所述水冷壁具有第一进水口和第一蒸汽出口，所述辐射废锅的底部收缩形成粗合成气出口；激冷室，所述激冷室与所述辐射废锅的底部相连，所述粗合成气出口延伸至所述激冷室的液面以下，所述激冷室具有第一黑水出口、激冷后合成气出口和出渣口；第二气化炉，所述第二气化炉具有第二烧嘴、激冷后合成气入口、合成气出口和排渣口，所述激冷后合成气入口与所述激冷后合成气出口相连；旋风分离器，所述旋风分离器具有合成气入口、灰尘出口和除尘后合成气出口，所述合成气入口与所述合成气出口相连；对流废锅，所述对流废锅内设有水冷管，所述水冷管具有第二进水口和第二蒸汽出口，所述对流废锅具有除尘后合成气入口和换热后合成气出口，所述除尘后合成气入口与所述除尘后合成气出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种气流床气化系统，其特征在于，包括：第一气化炉，所述第一气化炉包括：气化室，所述气化室具有第一烧嘴；辐射废锅，所述辐射废锅与所述气化室底部连通，所述辐射废锅内设有水冷壁，所述水冷壁具有第一进水口和第一蒸汽出口，所述辐射废锅的底部收缩形成粗合成气出口；激冷室，所述激冷室与所述辐射废锅的底部相连，所述粗合成气出口延伸至所述激冷室的液面以下，所述激冷室具有第一黑水出口、激冷后合成气出口和出渣口；第二气化炉，所述第二气化炉具有第二烧嘴、激冷后合成气入口、合成气出口和排渣口，所述激冷后合成气入口与所述激冷后合成气出口相连；旋风分离器，所述旋风分离器具有合成气入口、灰尘出口和除尘后合成气出口，所述合成气入口与所述合成气出口相连；对流废锅，所述对流废锅内设有水冷管，所述水冷管具有第二进水口和第二蒸汽出口，所述对流废锅具有除尘后合成气入口和换热后合成气出口，所述除尘后合成气入口与所述除尘后合成气出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：汽包，所述汽包具有蒸汽入口和饱和蒸汽出口，所述蒸汽入口与所述第一蒸汽出口相连。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，进一步包括：合成气洗涤塔，所述合成气洗涤塔具有换热后合成气入口、洗涤水入口、净化后合成气出口和黑水出口，所述换热后合成气入口与所述换热后合成气出口相连。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，进一步包括：黑水处理装置，所述黑水处理装置具有黑水入口和灰水出口，所述黑水入口与所述黑水出口相连，所述灰水出口与所述洗涤水入口和所述激冷室中的至少之...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建胜，毕大鹏，袁苹，
申请(专利权)人：清华大学山西清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：山西,14