气流床气化系统和气化的方法技术方案

本发明专利技术公开了气流床气化系统和气化的方法，系统包括：气化炉，其包括：气化室，气化室具有水煤浆入口和高温合成气出口；辐射废锅，辐射废锅与气化室底部连通，辐射废锅内设有第一水冷壁，第一水冷壁具有第一进水口和第一蒸汽出口，辐射废锅具有粗合成气出口和出渣口；旋风分离器，旋风分离器内设有第二水冷壁，第二水冷壁具有第二进水口和第二蒸汽出口，旋风分离器具有第一粗合成气入口、第一粗合成气出口和排灰口，第一粗合成气入口与粗合成气出口相连；对流废锅，对流废锅内设有水冷管，水冷管具有第三进水口和第三蒸汽出口，对流废锅具有第二粗合成气入口和第二粗合成气出口，第二粗合成气入口与第一粗合成气出口相连。

Airflow gasification system and gasification method

The invention discloses an entrained-flow gasification system and a gasification method, which comprises a gasifier, including a gasification chamber with coal water slurry inlet and high temperature syngas outlet, a radiation waste pan, a radiation waste pan connected with the bottom of the gasification chamber, a first water wall with a first water inlet and a first steam outlet, and a radiation waste pan with rough synthesis. Gas outlet and slag outlet; cyclone separator, cyclone separator with a second water wall, the second water wall with a second water inlet and a second steam outlet, cyclone separator with the first crude syngas inlet, the first crude syngas outlet and ash outlet, the first crude syngas inlet and crude syngas outlet connected; convective waste pot, convective waste pot with a water-cooled pipe, water-cooled pipe has The third inlet and the third steam outlet, the convective waste boiler has the second crude syngas inlet and the second crude syngas outlet, and the second crude syngas inlet is connected with the first crude syngas outlet.

【技术实现步骤摘要】
气流床气化系统和气化的方法
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气化的方法。
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。煤气化技术有2种后续流程，即激冷流程和废锅流程。激冷流程包括煤浆制备、气化炉、激冷室、文丘里喷口、激冷洗涤塔等部分；废锅流程包括废热锅炉、除尘器、激冷气返回的循环压缩机、激冷洗涤塔等。没有激冷洗涤塔的全废锅流程在煤化工中不适用。在早期的应用中，激冷流程用于合成氨，全废锅流程用于发电。这2种后续流程对于后续工艺有不同的影响。激冷流程出口的合成气中，水蒸气的含量较高，能够在变换工艺中将全部CO转变成H2和CO2，后续还可以回收较多的低位能。废锅流程出口的合成气中，水蒸气的含量较低，在变换工艺中只需将部分CO转变成H2和CO2，这个流程回收到一部分高位能，有利于提高整个流程的能量转化效率。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气化的方法。该系统通过在辐射废锅和对流废锅之间设置带有水冷壁的旋风分离器，可显著减少灰尘颗粒对对流废锅的磨损，并且设置在旋风分离器中的水冷壁可以对经辐射废锅处理后的粗合成气进行进一步换热，从而在提高合成气品质的同时实现高温合成气显热的充分回收。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：气化炉，所述气化炉包括：气化室，所述气化室具有烧嘴；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第一水冷壁，所述第一水冷壁具有第一进水口和第一蒸汽出口，所述辐射废锅具有粗合成气出口和出渣口；旋风分离器，所述旋风分离器内设有第二水冷壁，所述第二水冷壁具有第二进水口和第二蒸汽出口，所述旋风分离器具有第一粗合成气入口、第一粗合成气出口和排灰口，所述第一粗合成气入口与所述粗合成气出口相连；对流废锅，所述对流废锅内设有水冷管，所述水冷管具有第三进水口和第三蒸汽出口，所述对流废锅具有第二粗合成气入口和第二粗合成气出口，所述第二粗合成气入口与所述第一粗合成气出口相连。根据本专利技术实施例的气流床气化系统，将水煤浆、氧气经烧嘴供给至气化室气化，得到高温合成气，高温隔合成气下行进入辐射废锅中，在辐射废锅里，高温合成气与第一水冷壁换热，高温合成气的显热被第一水冷壁回收，得到高品质的第一蒸汽和粗合成气；粗合成气进入具有水冷壁的旋风分离器进行换热除尘，可将粗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，同时旋风分离器中的水冷壁可以对经辐射废锅处理后的粗合成气进行进一步换热，从而在提高合成气品质的同时实现高温合成气显热的充分回收，并且可得到高品质的第二蒸汽；在对流废锅内，经旋风分离器换热除尘后得到的第二粗合成气与对流废锅内水冷管换热，实现对第二粗合成气显热的进一步回收，即实现了对高温合成气显热的第三次回收，同时可得到高品质的第三蒸汽。由此，该系统通过在辐射废锅和对流废锅之间设置带有水冷壁的旋风分离器，可显著减少灰尘颗粒对对流废锅的磨损，并且设置在旋风分离器中的水冷壁可以对经辐射废锅处理后的粗合成气进行进一步换热，从而在净化合成气的同时实现合成气显热的充分回收。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：洗涤塔，所述洗涤塔具有粗合成气入口、洗涤水入口、洗涤后气出口和黑水出口，所述粗合成气入口与所述第二粗合成气出口相连；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相连。由此，可以得到干净的合成气，同时实现洗涤水的循环利用，节约工艺能耗。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：合成气存储装置，所述合成气存储装置与所述洗涤后气出口相连，并且所述洗涤塔的洗涤后气出口上设有除沫器。由此，可在除去合成气中的夹带水雾后实现合成气的存储。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、所述第二蒸汽出口和所述第三蒸汽出口相连。由此，有利于实现对第一蒸汽、第二蒸汽和第三蒸汽的后续利用。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：渣池，所述渣池与所述出渣口相连。由此，有利于将水煤浆气化后的灰渣集中处理。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粉煤气化的方法，根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)将水煤浆、氧气经所述烧嘴供给至所述气化炉，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第一水冷壁进行换热，得到粗合成气、第一蒸汽和灰渣；(2)将所述粗合成气供给至所述旋风分离器中与所述第二水冷壁进行换热除尘，以便得到第二蒸汽、第一粗合成气和灰尘颗粒；(3)将所述第一粗合成气供给至所述对流废锅中与所述水冷管进行换热，以便得到第三蒸汽和第二粗合成气。根据本专利技术实施例的粉煤气化的方法，通过将水煤浆和氧气经烧嘴供给至气化室气化，得到高温合成气，高温合成气下行进入辐射废锅中，在辐射废锅里，高温合成气与第一水冷壁换热，高温合成气的显热被第一水冷壁回收，得到高品质的第一蒸汽和粗合成气；粗合成气进入具有水冷壁的旋风分离器进行换热除尘，可将粗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，同时旋风分离器中的水冷壁可以对经辐射废锅处理后的粗合成气进行进一步换热，从而在提高合成气品质的同时实现高温合成气显热的充分回收，并且可得到高品质的第二蒸汽；在对流废锅内，经旋风分离器换热除尘后得到的第二粗合成气与对流废锅内水冷管换热，实现对第二粗合成气显热的进一步回收，即实现了对高温合成气显热的第三次回收，同时可得到高品质的第三蒸汽。由此，该方法通过在辐射废锅和对流废锅之间设置带有水冷壁的旋风分离器，可显著减少灰尘颗粒对对流废锅的磨损，并且设置在旋风分离器中的水冷壁可以对经辐射废锅处理后的粗合成气进行进一步换热，从而净化合成气的同时实现合成气显热的充分回收。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，上述粉煤气化的方法进一步包括：(4)将所述第二粗合成气供给至所述洗涤塔中与洗涤水进行逆流接触，以便得到洗涤后气和黑水；(5)将所述黑水供给至黑水处理装置中进行处理，以便得到灰水，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：气化炉，所述气化炉包括：气化室，所述气化室具有烧嘴；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第一水冷壁，所述第一水冷壁具有第一进水口和第一蒸汽出口，所述辐射废锅具有粗合成气出口和出渣口；旋风分离器，所述旋风分离器内设有第二水冷壁，所述第二水冷壁具有第二进水口和第二蒸汽出口，所述旋风分离器具有第一粗合成气入口、第一粗合成气出口和排灰口，所述第一粗合成气入口与所述粗合成气出口相连；对流废锅，所述对流废锅内设有水冷管，所述水冷管具有第三进水口和第三蒸汽出口，所述对流废锅具有第二粗合成气入口和第二粗合成气出口，所述第二粗合成气入口与所述第一粗合成气出口相连。

【技术特征摘要】
1.一种气流床气化系统，其特征在于，包括：气化炉，所述气化炉包括：气化室，所述气化室具有烧嘴；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第一水冷壁，所述第一水冷壁具有第一进水口和第一蒸汽出口，所述辐射废锅具有粗合成气出口和出渣口；旋风分离器，所述旋风分离器内设有第二水冷壁，所述第二水冷壁具有第二进水口和第二蒸汽出口，所述旋风分离器具有第一粗合成气入口、第一粗合成气出口和排灰口，所述第一粗合成气入口与所述粗合成气出口相连；对流废锅，所述对流废锅内设有水冷管，所述水冷管具有第三进水口和第三蒸汽出口，所述对流废锅具有第二粗合成气入口和第二粗合成气出口，所述第二粗合成气入口与所述第一粗合成气出口相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：洗涤塔，所述洗涤塔具有粗合成气入口、洗涤水入口、洗涤后合成气出口和黑水出口，所述粗合成气入口与所述第二粗合成气出口相连；灰水处理装置，所述灰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相连。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，进一步包括：合成气存储装置，所述合成气存储装置与所述洗涤后气出口相连，并且所述洗涤塔的洗涤后气出口上设有除沫器。4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，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、所述第二蒸汽出口和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕大鹏，张建胜，
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