本实用新型专利技术公开了一种带热量回收的生物质与煤共气化装置，包括：气化炉壳体、设置在壳体顶部的烧嘴，设在壳体内且限定出气化腔室的第一水冷壁，气化室底部有气化室出渣口，与辐射废锅顶部连接。设在辐射废锅内且设定出气渣通道的第二水冷壁和水冷屏组，且水冷屏组沿第二水冷壁均匀周向分布。激冷室，包括与辐射废锅底部连接的下降管，且下降管低部浸入激冷水中，与下降管顶部连接的激冷环，激冷室的上部侧壁具有粗合成气出口。排渣池与激冷室下端相连，底部具有排渣口。第一旋风分离器，第二旋风分离器，旋风分离器具有气体进口、除尘后气出口和排灰口，且第一旋风分离器气体进口与气化炉粗合成气出口相连，第二旋风分离器气体进口与第一旋风分离器除尘后气出口相连，进行二次除尘。
A co gasification device of biomass and coal with heat recovery
【技术实现步骤摘要】
一种带热量回收的生物质与煤共气化装置
本专利属于生物质气化设备
，具体而言，本专利涉及一种带热量回收的生物质与煤共气化装置。
技术介绍
生物质气化是一个复杂的热力学反应过程，它是以生物质为原料，采用氧气（空气、富氧或纯氧等）、水蒸气或氢气等作为气化剂，在一定热力学条件通过热化学反应将固体生物质转化为可燃气的过程。生物质气化炉是利用废弃生物质在贫氧燃烧时产生可燃气体的一种能量转化设备，其使用方便，成本低廉，在生物质利用领域起到了重要的作用。但是由于其分布的分散性以及在处理后成为具有不规则的颗粒，导致生物质原料和空气在气化炉内混合不均，导致生物质气化效率过低。因此，利用现已发展的煤炭转化利用技术和设备，将生物质与煤进行共气化反应，不仅可以解决单独生物质气化存在的问题，还可以实现生物质资源的清洁高效资源化利用。目前生物质与煤共气化装置合成气冷却方式大部分采用激冷工艺，可以将气化室出来的高温煤气从1300摄氏度左右激冷到200摄氏度左右，但是能量回收效率低。辐射废锅可以将高温煤气从1300摄氏度冷却至700摄氏度左右，高温显热得以回收，然后再进行激冷，提高了能量利用率。
技术实现思路
本技术提供了一种带热量回收的生物质与煤共气化装置，该气化装置采用生物质与煤共进料，并且带有热量回收，提高了热利用率及气化效率。在本技术的一个方面，本技术提出了一种带热量回收的生物质与煤共气化装置。根据本技术的实施例，该装置包括：气化炉，所述气化炉包括：气化炉壳体、设置在壳体顶部的烧嘴，设在壳体内且限定出气化腔室的第一水冷壁，与辐射废锅顶部连接的气化室出渣口；辐射废锅，所述辐射废锅包括：设在辐射废锅内且设定出气渣通道的第二水冷壁。水冷屏组，所述水冷屏组设在气渣通道内且沿周向分布，每个所述水冷屏均由所述第二水冷壁向所述气渣通道中心轴方向延伸；激冷室，所述激冷室包括，与辐射废锅底部相连的下降管，激冷环，所述激冷环和下降管的顶部连接，激冷室的上部侧壁具有粗合成气出口。排渣池，所述排渣池与激冷室下端相连，底部具有排渣口。第一旋风分离器，具有气体进口、除尘后气出口和排灰口，第一旋风分离器气体进口与气化炉粗合成气出口相连。第二旋风分离器，具有气体进口、除尘后气出口和排灰口，第二旋风分离器气体进口与第一旋风分离器除尘后气出口相连，进行二次除尘。所述一种带热量回收的生物质与煤共气化气化炉为干法进料的加压气流床气化炉，气化原料煤粉与生物质的比例为1/2-4/5，气化剂为空气、纯氧或空气/纯氧与水蒸气的混合物。在气化之前，对所述煤粉、生物质进行预处理，使煤粉和生物质的颗粒粒度小于10mm，含水量小于8wt%。气化反应压力在0.8~6MPa，气化温度在1200℃~1700℃。所述第一水冷壁和所述第二水冷壁采用盘管或列管形式。所述的水冷屏组的总个数为7-24个，每个所述水冷屏具有8-13根水冷管。所述水冷屏与所述第二水冷壁通过鳍片相连，所述水冷屏的宽度为所述气渣通道半径的1/12-1/5。所述的激冷环沿切线方向进入下降管，激冷喷头与所述水平面呈0-60度。本技术将生物质与煤粉通过顶部烧嘴送入气化室内，在氧气或富氧的条件下发生气化反应，气化温度高，避免了生物质单独气化时采用空气气化温度低引起合成气含有焦油二噁英等污染物、合成气碱金属高度富集引起腐蚀等问题。生物质的碳氢比比煤炭的碳氢比高，采用生物质与煤炭共进料可以充分发挥煤与生物质两种资源的特点，使合成气氢含量提高，改善了煤炭单独气化合成气组分，克服生物质气化应用中的难题，实现生物质资源的清洁高效利用。本技术采用辐射废锅+下行激冷形式，且辐射废锅采取水冷壁加水冷屏的形式，较单独采用下行激冷形式，增加了热量回收，回收的高品质蒸汽可以用于后续工段，提高了能源利用率，能耗降低。通过辐射废锅的合成气进入激冷室，使绝大部分的灰渣经激冷洗涤后沉于水中排出，然后合成气经过第一、第二旋风分离器处理，进一步除尘。采用辐射废锅+下行激冷形式，可以在对合成气进行洗涤的同时回收合成气高温显热，提高了系统的整体效率，降低能耗。附图说明图1是根据本技术实施例的带热量回收的生物质与煤共气化装置示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，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似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。根据本技术的实施例，参考图1，该带热量回收的生物质与煤共气化装置包括，气化炉1，辐射废锅2，激冷室3，排渣池4，第一旋风分离器5，第二旋风分离器6。根据本技术的一个实施例，参考图1，气化炉1包括壳体8，第一水冷壁9，烧嘴7和气化室出渣口10。其中烧嘴7设置在壳体的顶部，且可实现气化炉点火、开工和生物质与煤混合原料给料功能。烧嘴中心通道是点火和开工通道，烧嘴外环通道分别为生物质与煤混合原料给料通道和气化剂通道，气化原料为生物质与煤的混合物，煤粉与生物质的比例为1/2-4/5，煤粉和生物质的颗粒粒度小于10mm，含水量小于8wt%。第一水冷壁9设在壳体11内且限定出气化室，且在气化室底部收缩形成气化室出渣口10，且第一水冷壁采用盘管或列管形式。根据本技术的再一个实施例，参考图1，辐射废锅2，包括第二水冷壁12和水冷屏组13。其中第二水冷壁12设在辐射废锅2内且限定出气渣通道14，并且气渣通道14的上端和气化室出渣口10相连。水冷屏组13，包括多个水冷屏，多个水冷屏设在气渣通道14内且沿气渣通道14周向分布。第二水冷壁12下集箱（未画出）和水冷屏组13的下集箱（未画出）相连并与穿过辐射废锅2下部的冷却水进水管15相连。第二水冷壁12上集箱（未画出）和水冷屏组13的上集箱（未画出）相连并与穿过辐射废锅2上部的冷却水出水管11相连。所述的水冷屏组13的总个数为7-24个，每个所述水冷屏具有8-13根水冷管。所述水冷屏与所述第二水冷壁通过鳍片相连，所述水冷屏的宽度为所述气渣通道半径的1/12-1/5，采用这种布置方式，可以在增大换热面积提高系统热效率的同时，降低辐射废锅内部积灰造成的灰渣堵塞现象。具体的，气化炉内得到的高温粗合成气经过气化室出渣口下行进入辐射废锅与水冷壁和水冷屏组进行换热，从而实现粗合成气显热回收。根据本技术的再一个实施例，参考图1，激冷室3，包括激冷环16，激冷喷头22，下降管18和粗合成气出口19。所述激冷环1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带热量回收的生物质与煤共气化装置，其特征在于，包括：/n气化炉，所述气化炉包括：气化炉壳体（8）、设置在壳体顶部的烧嘴（7），设在壳体内且限定出气化腔室的第一水冷壁（9），与辐射废锅顶部连接的气化室出渣口（10）；/n辐射废锅（2），所述辐射废锅包括：设在辐射废锅内且设定出气渣通道（14）的第二水冷壁（12），水冷屏组（13），所述水冷屏组设在气渣通道（14）内且沿周向分布，每个所述水冷屏均由所述第二水冷壁向所述气渣通道中心轴方向延伸；/n激冷室（3），所述激冷室包括，与辐射废锅底部相连的下降管（18），激冷环（16），所述激冷环和下降管的顶部连接，激冷室的上部侧壁具有粗合成气出口（19）；/n排渣池（4），所述排渣池与激冷室下端相连，底部具有排渣口（21）；/n第一旋风分离器（5），具有气体进口（501）、除尘后气出口（502）和排灰口（506），第一旋风分离器气体进口与气化炉粗合成气出口相连；/n第二旋风分离器（6），具有气体进口（601）、除尘后气出口（602）和排灰口（606），第二旋风分离器气体进口与第一旋风分离器除尘后气出口相连，进行二次除尘。/n
【技术特征摘要】
1.一种带热量回收的生物质与煤共气化装置，其特征在于，包括：
气化炉，所述气化炉包括：气化炉壳体（8）、设置在壳体顶部的烧嘴（7），设在壳体内且限定出气化腔室的第一水冷壁（9），与辐射废锅顶部连接的气化室出渣口（10）；
辐射废锅（2），所述辐射废锅包括：设在辐射废锅内且设定出气渣通道（14）的第二水冷壁（12），水冷屏组（13），所述水冷屏组设在气渣通道（14）内且沿周向分布，每个所述水冷屏均由所述第二水冷壁向所述气渣通道中心轴方向延伸；
激冷室（3），所述激冷室包括，与辐射废锅底部相连的下降管（18），激冷环（16），所述激冷环和下降管的顶部连接，激冷室的上部侧壁具有粗合成气出口（19）；
排渣池（4），所述排渣池与激冷室下端相连，底部具有排渣口（21）；
第一旋风分离器（5），具有气体进口（501）、除尘后气出口（502）和排灰口（506），第一旋风分离器气体进口与气化炉粗合成气出口相连；
第二旋风分离器（6），具有气体进口（601）、除尘后气出口（602）和排灰口（606），第二旋风分离器气体进口与第一旋风分离器除尘后气出口相连，进行二次除尘。
2.根据权利要求1所述的一种带热量回收的生物质与煤共气化...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖钦民，张建胜，张嘉杰，宋瑞，胡振中，
申请(专利权)人：上海万禾新能源开发有限公司，清华大学山西清洁能源研究院，
类型：新型
国别省市：上海;31
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