带烟气激冷的一体化回转状辐射预热混合式热回收装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及带烟气激冷的一体化回转状辐射预热混合式热回收装置，高温合成气和熔融渣从该装置的合成气入口进入辐射换热组件，经过辐射换热后进入烟气急冷组件的气体混合室进行换气冷却，然后固态灰渣则进入渣池，合成气反折向上通过减温器组件进行喷雾降温；在进入对流换热组件内，依次流过蒸发器、过热器、省煤器并进行换热冷却，由合成气出口排出；本实用新型专利技术将辐射换热、烟气激冷、对流换热有效结合起来，可用于IGCC发电系统，吸收粗合成气的显热产生高压蒸汽或中压蒸汽用于发电，整体能源利用率大大提高，能量回收利用率高，有效缩减了废热锅炉整体尺寸，制造、运输和安装较为方便，可消除对流换热面的积灰问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及煤气化技术的热气化炉，特别是一种带烟气激冷的一体化回转状辐射预热混合式热回收装置。
技术介绍
整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)可以实现燃煤高效、清洁和多样化利用，也是未来发展煤基发电CO2零排放一一即“绿色煤电”煤炭的核心技术之一。在IGCC发电系统中，废热锅炉是显热回收利用的关键设备和气化岛中的重大设备，废热锅炉对高温煤气、熔融渣显热的回收利用将使热煤气效率达到90 95%，发电效率达到42 45%，废热锅炉的运行情况将直接影响IGCC发电系统的可用率和整体发电效率。在现有的气流床气化技术中，采用废热锅炉回收高温合成气的热量一般有两种方式:一是以Shell公司为代表的气流床粉煤加压气化技术，循环冷气返回气化炉高温合成气出口将气化炉合成气冷却至700 750°C，然后再进入对流废热锅炉换热副产中压蒸汽。另一种是以GE公司为代表的水煤浆气化工艺，高温合成气显热采用辐射锅炉+对流锅炉的方式回收，副产高压饱和蒸汽。但是，现有技术中的废热锅炉还存在结构复杂、使用寿命较短等问题，主要表现在:(I)Shell粉煤气化技术采用1.3 1.5倍的循环冷气激冷高温合成气，增加了对流废热锅炉及其后续合成气除尘设备的尺寸，同时增加了设备的投资，合成气循环压缩机增加了气化装置的能耗；由于对流锅炉积灰，影响了对流锅炉的换热效果，需要加入比设计激冷气量更多的激冷气。(2) GE水煤浆气化工艺中的合成气全显热回收系统由辐射废热锅炉和对流废热锅炉两个设备组成，两设备独立布置，造成设备投资大，占用空间大，系统运行的可靠性也由于设备的复杂而受到影响；同时辐射锅炉合成气温度缺乏调节手段致使对流锅炉积灰堵塞。`
技术实现思路
本技术为克服现有气化炉废热锅炉的缺陷和不足，提供了一种带烟气激冷的一体化回转状辐射预热混合式热回收装置，将辐射锅炉和对流锅炉结合为一个整体，达到充分回收高温合成气和熔融渣所带显热，降低投资和节约能源，提高热效率的目的。为解决上述技术问题，本技术的技术方案如下:带烟气激冷的一体化回转状辐射预热混合式热回收装置，其特征在于:包括压力壳体、合成气入口、辐射换热组件、烟气急冷组件、对流换热组件、减温器组件、渣池、合成气出口，合成气入口位于压力壳体的顶部，合成气出口位于压力壳体侧壁的上端；辐射换热组件固定设于压力壳体内的上部，与带热量的气体充分换热；烟气急冷组件、对流换热组件均固定设置于压力壳体内的下部，对流换热组件在烟气急冷组件和压力壳体之间；减温器组件固定设置于对流换热组件的下方，渣池设置于压力壳体内的底部，渣池的底端与压力壳体的底端共同形成排渣口 ；辐射换热组件、对流换热组件、减温器组件、渣池位于压力壳体内形成一体。所述合成气入口为一窄长通道，该合成气入口的内壁为耐火衬里。所述辐射换热组件纵向设于压力壳体内，与带热量的气体充分换热；辐射换热组件包括辐射水冷壁和辐射屏，辐射水冷壁是由若干个纵向平行设置的立管围成的圆筒壁，相邻的两个立管通过焊接连接，圆筒壁的中间为辐射换热腔；辐射换热组件还包括辐射水冷壁上集箱、辐射水冷壁下集箱、辐射水冷壁进水管、辐射水冷壁引出管和辐射水冷壁受热面，辐射水冷壁上集箱与每个立管的上端连通，辐射水冷壁下集箱与每个立管的下端连通，辐射水冷壁进水管的一端与压力壳体固接并设在压力壳体的外部、辐射水冷壁进水管的另一端与辐射水冷壁上集箱连通，辐射水冷壁引出管的一端与压力壳体的上封头固接、另一端与辐射水冷壁上集箱连通；所述辐射水冷壁向下延伸设置于渣池上端。所述辐射屏由若干个立管排形成，立管排以热回收装置的中心向外发散分布于辐射换热腔内，每个立管排由若干立管形成，立管排的相邻两个立管紧贴设置；辐射换热组件还包括辐射屏上集箱、辐射屏下集箱、辐射屏进水管、辐射屏引出管，辐射屏受热面的下端与辐射屏下集箱连通，辐射屏受热面的上端与辐射屏上集箱连通，辐射屏进水管和辐射屏引出管分别与辐射屏下集箱和辐射屏上集箱连通，并引出到压力壳体外。所述烟气急冷组件包括激冷气入口和向下延伸的辐射水冷壁，向下延伸的辐射水冷壁与急冷气入口形成气体混合室；所述激冷气入口均匀分布于辐射水冷壁上，并延伸至压力壳体外。所述对流换热组件包括蒸发器、过热器和省煤器，蒸发器、过热器和省煤器从上往下依次布置于气体混合室和压力壳体之间。所述蒸发器、过热器和省煤器分别由一组螺旋盘管形成，每组螺旋盘管分别包括四层螺旋环管，每两层螺旋环管之间有一定的距离，每层螺旋环管是由管子紧密环绕形成的。所述蒸发器还包括蒸发器上集箱、蒸发器下集箱、蒸发器进水管、蒸发器引出管，形成蒸发器的螺旋盘管的上端与蒸发器上集箱连通，形成蒸发器的螺旋盘管的下端与蒸发器下集箱连通，蒸发器进水管与蒸发器下集箱连通，蒸发器引出管与蒸发器上集箱连通；所述过热器还包括过热器上集箱、过热器下集箱、过热器进水管、过热器引出管，形成过热器的螺旋盘管的上端与过热器上集箱连通，形成过热器的螺旋盘管的下端与过热器下集箱连通，过热器进水管与过热器下集箱连通，过热器引出管与过热器上集箱连通；所述省煤器还包括省煤器上集箱、省煤器下集箱、省煤器进水管、省煤器引出管，形成过热器的螺旋盘管的上端与省煤器上集箱连通，形成省煤器的螺旋盘管的下端与省煤器下集箱连通，省煤器进水管与省煤器下集箱连通，省煤器引出管与省煤器上集箱连通；蒸发器进水管、蒸发器引出管、过热器进水管、过热器引出管、省煤器进水管、省煤器引出管均延伸至压力壳体外。所述减温器组件包括减温水进水管、减温水集箱和多个雾化喷嘴，雾化喷嘴以热回收装置的中心为圆心按圆周均匀分布，喷头向下布置；雾化喷嘴与减温水集箱连通，减温水进水总管与减温水集箱连通。所述渣池处于减温器组件的下端，渣池的上端与对流换热水冷壁下端连接。本实用 新型的工作原理如下:当高温的合成气及熔融渣出气化炉后，通过本装置顶部的窄长的合成气入口进入辐射换热组件，在辐射换热腔中，对高温合成气流和熔融渣进行辐射水冷降温；然后，合成气及熔融渣穿过辐射换热腔后进入气体混合室，与通入的激冷气混合，在气体混合室内进一步迅速冷却；冷却后的熔融渣直接进入渣池，在渣池中，熔融渣与水混合急剧冷却，形成高硬度的固态灰渣，固态灰渣随水排出；合成气经过气体混合室冷却后，经过渣池水面的反折向上通过减温器组件进行喷雾降温；在进入对流换热组件内，依次流过蒸发器、过热器、省煤器并进行换热冷却，由合成气出口排出。本技术的有益效果如下:(1)本技术提供的带烟气激冷的一体化回转状辐射锅炉预热锅炉混合式热回收装置可用于IGCC发电系统，吸收粗合成气的显热产生高压蒸汽或中压蒸汽用于发电，整体能源利用率大大提高，具有能量回收利用率高的优点。(2)本技术提供的带烟气激冷的一体化回转状辐射锅炉预热锅炉混合式热回收装置，将辐射换热、烟气激冷、对流换热有效的结合起来，有效地缩减了废热锅炉整体尺寸，制造、运输和安装较为方便。(3)本技术提供的带烟气激冷的一体化回转状辐射锅炉预热锅炉混合式热回收装置带有调节手段，在对流换热组件底部布置雾化喷水减温装置，喷水量可根据进入对流换热面组件的烟气的温度进行控制，使进入对流换热面的高温煤气的温度恒定，从而消除对流换热面的积灰问题。附图说明图1为本技术的剖视示意图；图2为本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
带烟气激冷的一体化回转状辐射预热混合式热回收装置，其特征在于：包括压力壳体、合成气入口、辐射换热组件、烟气急冷组件、对流换热组件、减温器组件、渣池、合成气出口，合成气入口位于压力壳体的顶部，合成气出口位于压力壳体侧壁的上端；辐射换热组件固定设于压力壳体内的上部；烟气急冷组件、对流换热组件均固定设置于压力壳体内的下部，对流换热组件在烟气急冷组件和压力壳体之间；减温器组件固定设置于对流换热组件的下方，渣池设置于压力壳体内的底部，渣池的底端与压力壳体的底端共同形成排渣口；辐射换热组件、对流换热组件、减温器组件、渣池位于压力壳体内形成一体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹立勇，张媛，张春飞，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：