气流床气化炉及其热量回收方法技术

本发明专利技术提供了一种气流床气化炉及其热量回收方法，其中气流床气化炉包括气化炉燃烧室，所述气化炉燃烧室通过下渣口连接有辐射废锅，所述下渣口连接有热壁渣口段和设置在热壁渣口段下方的冷壁渣口段，所述冷壁渣口段的内径大于热壁渣口段的内径。本申请中热壁渣口段可以减小消旋导致气化熔渣在较长渣口内停留时间过长，使高温熔渣存在降温冷凝堵塞渣口的风险；冷壁渣口段较热壁渣口段直径大，主要是配合渣导向嘴，降低合成气和熔渣进入辐射废锅的速度，从而确保高温合成气和熔渣在进入辐射废锅后在水平隔离墙处不产生较大负压区，避免熔渣在水平隔离墙逐步累积成块状，同时降低合成气入辐射废锅处速度，以提高辐射废锅换热效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
气流床气化炉及其热量回收方法


[0001]本专利技术涉及能源清洁利用
，具体而言，涉及一种气流床气化炉及其热量回收方法。

技术介绍

[0002]煤和氧气通过烧嘴进入气流床气化炉内产生合成气，高温合成气和熔渣一并进入激冷室或辐射废锅，进入激冷室后通过激冷水直接激冷，使合成气和熔渣温度由1450℃左右降低至200℃左右；进入辐射废锅后与高压锅炉给水间接换热产生高压蒸汽，使合成气和熔渣温度由1450℃左右降低至800℃左右后再进入激冷室进一步洗涤降温；前者高温热量未回收，气化热煤气效率最低，后者，虽然回收高温合成气显热，但传热效率相对低，尤其是1500吨级及以上气化炉受设备尺寸及装置整体投资的双向限制，为确保回收更多合成气显热，在废锅筒体水冷壁内设置吊挂水冷壁翅片组，增加对流换热以达到提高换热效率，但增设吊挂水冷壁翅片组后缩小了高温灰渣流动通道，增加了废锅内结渣堵渣风险。
[0003]鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种气流床气化炉及其热量回收方法，其能够尽可能提高显热回收率的同时，减少下渣口结渣堵渣风险。
[0005]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种气流床气化炉，包括气化炉燃烧室，气化炉燃烧室通过下渣口连接有辐射废锅，下渣口连接有热壁渣口段和设置在热壁渣口段下方的冷壁渣口段，冷壁渣口段的内径大于热壁渣口段的内径。
[0007]在可选的实施方式中，热壁渣口段高径比为2:1
‑
6:1；
[0008]优选地，热壁渣口段由耐火砖砌成；
[0009]优选地，冷壁渣口段为筒形水冷壁结构，冷壁渣口段下端设置有渣导向嘴，渣导向嘴的内径大于冷壁渣口段的内径。
[0010]在可选的实施方式中，热壁渣口段和冷壁渣口段连接的一端套设有金属膨胀节。
[0011]在可选的实施方式中，辐射废锅内设置有废锅筒形冷却壁，热壁渣口段和冷壁渣口段之间通过带水夹套的连接板连接；带水夹套的连接板和辐射废锅外壁之间通过渣口支撑板连接；冷壁渣口段和辐射废锅之间设置有水平隔离墙，水平隔离墙、渣口支撑板、冷壁渣口段、辐射废锅筒型冷却壁和辐射废锅外壁之间围成废锅死区；
[0012]优选地，水平隔离墙和/或辐射废锅筒型冷却壁为CO2冷壁结构；
[0013]优选地，冷壁渣口段和水平隔离墙之间设置有缓冲层；
[0014]优选地，缓冲层为高温岩棉层。
[0015]在可选的实施方式中，冷壁渣口段外侧沿周向设置有废锅吹扫气笼气罩，废锅吹扫气笼气罩上设置有进气口和出气口；
[0016]优选地，进气口处设置有折流分布挡板；
[0017]优选地，出气口位于缓冲层上；
[0018]优选地，出气口有4
‑
16个且均匀分布在缓冲层上；
[0019]优选地，出气口的口径为8mm
‑
12mm。
[0020]在可选的实施方式中，还包括监测废锅死区内和辐射废锅内压差的压差监测装置，压差监测装置连接有报警器；
[0021]优选地，压差监测装置包括设置在废锅死区内的内侧取压装置和设置在水平隔离墙下方的外侧取压装置，内侧取压装置和外侧取压装置的取压口处均设置有与吹扫气源连接的吹扫装置；
[0022]优选地，辐射废锅上设置有合成气出口，外侧取压装置所在位置与合成气出口所在位置连通；
[0023]优选地，还包括连通或隔离水平隔离墙两侧的紧急平衡阀，压差监测装置与控制紧急平衡阀开关的控制器信号连接；
[0024]优选地，合成气出口和废锅死区之间设置有连通管，紧急平衡阀位于连通管上，连通管的进口位于废锅吹扫气笼气罩进气口处；
[0025]优选地，连通管上设置有用于去除管内气体所含杂质的冲洗水环；
[0026]优选地，紧急平衡阀出气侧的连通管竖直设置，紧急平衡阀进气侧的连通管逐渐向上倾斜设置；
[0027]优选地，还包括紧急平衡阀设置在连通管进口端最高点倾斜位置，紧急平衡阀下方最短距离设置为废锅吹扫气笼气罩进气口处；
[0028]优选地，还包括设置在水平隔离墙上的爆破装置，爆破装置与压差监测装置的外侧取压口连接；
[0029]在可选的实施方式中，CO2冷壁结构包括相互连通的上集箱和下集箱，上集箱的超临界CO2出口经过汽轮机或发电装置与下集箱的超临界CO2入口连接；
[0030]优选地，汽轮机或发电装置上还连接有辅助循环系统，辅助循环系统包括与汽轮机或发电装置的超临界CO2出口依次连接的冷热交换装置、冷却器、加压装置、缓冲罐和冷热交换装置，缓冲罐的超临界CO2出口先经冷热交换装置与经汽轮机做功后的超临界CO2换热后，再与下集箱的超临界CO2入口连接；
[0031]优选地，上集箱和下集箱均呈筒形，且辐射废锅、上集箱和下集箱同轴设置。
[0032]在可选的实施方式中，气化炉燃烧室底部呈锥形；
[0033]优选地，气化炉的烧嘴设置在顶部，烧嘴有1
‑
4个；
[0034]优选地，气化炉的烧嘴设置在侧面，烧嘴有4
‑
10个。
[0035]在可选的实施方式中，辐射废锅底部设置有下降管，下降管伸入上升筒内，上升筒的出气口与合成气出口连通。
[0036]第二方面，本专利技术提供一种前述实施方式任意一项的气流床气化炉热量回收方法，利用超临界CO2作为热量回收载体，CO2冷壁结构中超临界CO2循环压力为12
‑
35MPa，温度为500
‑
800℃。
[0037]本专利技术实施例的有益效果包括，例如：
[0038]热壁渣口段可以减小消旋导致气化熔渣在较长渣口内停留时间过长，使高温熔渣
存在降温冷凝堵塞渣口的风险；冷壁渣口段较热壁渣口段直径大，直径扩大主要是配合渣导向嘴，降低合成气和熔渣进入辐射废锅的速度，从而确保高温合成气和熔渣在进入辐射废锅后在水平隔离墙处不产生较大负压区，避免熔渣沿水平隔离墙蠕动向前并粘结在水平隔离墙，逐步累积成块状，块状熔渣易出现脱落堵塞通道风险，同时降低合成气入辐射废锅处速度，以提高辐射废锅换热效率。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0040]图1为本申请中气流床气化炉的结构示意图；
[0041]图2为本申请中气流床气化炉的局部结构示意图。
[0042]图标：100
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气化炉燃烧室；111
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热壁渣口段；112
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冷壁渣口段；113
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金属膨胀节；114
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烧嘴；115
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气流床气化炉，包括气化炉燃烧室，其特征在于，所述气化炉燃烧室通过下渣口连接有辐射废锅，所述下渣口连接有热壁渣口段和设置在热壁渣口段下方的冷壁渣口段，所述冷壁渣口段的内径大于热壁渣口段的内径。2.根据权利要求1所述的气流床气化炉，其特征在于，所述热壁渣口段高径比为2:1
‑
6:1；优选地，所述热壁渣口段由耐火砖砌成；优选地，所述冷壁渣口段为筒形水冷壁结构，所述冷壁渣口段下端设置有渣导向嘴，所述渣导向嘴的内径大于冷壁渣口段的内径。3.根据权利要求1所述的气流床气化炉，其特征在于，所述热壁渣口段和冷壁渣口段连接的一端套设有金属膨胀节。4.根据权利要求1所述的气流床气化炉，其特征在于，所述辐射废锅内设置有废锅筒形冷却壁，所述热壁渣口段和冷壁渣口段之间通过带水夹套的连接板连接；所述带水夹套的连接板和辐射废锅外壁之间通过渣口支撑板连接；所述冷壁渣口段和辐射废锅之间设置有水平隔离墙，所述水平隔离墙、渣口支撑板、冷壁渣口段、辐射废锅筒型冷却壁和辐射废锅外壁之间围成废锅死区；优选地，所述水平隔离墙和/或辐射废锅筒型冷却壁为CO2冷壁结构；优选地，所述冷壁渣口段和水平隔离墙之间设置有缓冲层；优选地，所述缓冲层为高温岩棉层。5.根据权利要求4所述的气流床气化炉，其特征在于，所述冷壁渣口段外侧沿周向设置有废锅吹扫气笼气罩，所述废锅吹扫气笼气罩上设置有进气口和出气口；优选地，所述进气口处设置有折流分布挡板；优选地，所述出气口位于缓冲层上；优选地，所述出气口有4
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16个且均匀分布在缓冲层上；优选地，所述出气口的口径为8mm
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12mm。6.根据权利要求5所述的气流床气化炉，其特征在于，还包括监测废锅死区内和辐射废锅内压差的压差监测装置，所述压差监测装置连接有报警器；优选地，所述压差监测装置包括设置在废锅死区内的内侧取压装置和设置在水平隔离墙下方的外侧取压装置，所述内侧取压装置和外侧取压装置的取压口处均设置有与吹扫气源连接的吹扫装置；优选地，所述辐射废锅上设置有合成气出口，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马钊，苏敏，夏支文，匡建平，张镓铄，张亚宁，马丹丹，白云波，杜常宗，庄忠华，陈毅烈，高玉斌，
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：