专利名称：带渣室的全热回收型合成气冷却器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种带渣室的全热回收型合成气冷却器，属于煤气化及整体煤气化联合循环发电技术领域。
背景技术：
气流床气化炉合成气出口温度一般在1300°C以上，出口高温合成气的显热占入炉燃料热值的20-25%左右，其余主要为CO和H2的化学能。合成气高温显热的回收对提高整个系统的能量利用效率是非常 重要的。由于采用液态排渣，高温合成气携带液态熔渣和灰滴，易引起受热面的结渣和堵塞，因此合成气的高温显热回收是非常困难的。为了有效回收合成气高温显热，必须解决液态熔渣和灰滴可能引起的受热面结渣和堵塞难题。为了解决这一难题，现有的技术状况如下:
一些气化技术放弃了合成气的显热回收，而采用水激冷的方式将合成气冷却至200-300°C，例如GE德士古的激冷流程气化技术、西门子GSP气化技术、华东理工大学的多喷嘴气化技术等。采用这样的方式避免了高温显热回收的难题，同时水蒸汽的加入有利于后续的水汽变化反应，在化工合成领域有其特定的优势；但是这样的系统合成气显热被浪费，整体能量利用效率较低。壳牌气化技术中，采用冷合成气回注，将气化炉出口的高温合成气激冷至约900°C以下，同时液态灰滴在激冷过程中固化，再进入对流换热器回收合成气显热，从而避免了高温段显热回收的困难。但这一方法带来的问题是由于仅利用了传热强度较小的对流传热段，因此受热面金属耗量大；另外，冷合成气的回注使得下游合成气处理量加倍，相应的设备增大，投资增加；并且冷合成气回注单元因腐蚀、磨损等问题，常带来运行故障。西安热工院以及日本三菱的气化技术则是采用两段式气化炉，第二段给入的燃料在热合成气中的热解和气化反应是吸热反应，利用此化学反应吸热效应实现高温合成气的化学冷却，将合成气冷却至灰熔点以下，再进入对流废锅，从而避免受热面结渣。但第二段给入的燃料反应不完全，需要分离后重新送回气化炉，系统复杂程度大大增加。对于分离过程在废锅之后的三菱气化技术而言，还存在废锅内气体含尘浓度大，易粘污和磨损等问题；为解决这一问题，则设备尺寸增大，投资增加。GE德士古废锅流程气化技术，直接采用辐射式废锅回收合成气高温段的显热，辐射式废锅置于气化炉下方。辐射废锅与气化炉的接口采用优化的流场结构，同时辐射废锅通道中心不布置受热面，以避免熔渣在受热面上凝固积聚。但实际运行中还是经常会发生结渣堵塞气流通道；同时由于结渣使得辐射废锅吸热量减少，对流废锅入口温度升高，易弓I起对流废锅粘结性积灰和粘污等问题。综上所述，以上采用的方法都不能从根本上解决煤中灰渣所带来的合成气冷却器的结渣、堵塞、粘污、积灰、磨损等问题。
发明内容
本发明的目的在于:为了有效回收合成气高温显热，解决液态熔渣和灰滴引起的受热面结渣、堵塞、粘污、积灰和磨损问题，提供一种带渣室的全热回收型合成气冷却器，在高温合成气进入废锅前，有效的将液态熔渣和灰滴从合成气中分离，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。本发明的目的是通过下述技术方案来实现:一种带渣室的全热回收型合成气冷却器，包括合成气冷却器和“U”形渣室，“U”形渣室的一端与合成气冷却器连通，所述渣室的底部设出渣口。作为一种优选方式，还包括气化反应室，气化反应室的底部出口与“U”形渣室的另一端连接相通。作为进一步优选，在渣室转向合成气冷却器的通道内设捕渣器。作为进一步优选,捕洛器为数排捕洛管束。作为进一步优选，捕渣管束的管子外焊接销钉，并敷设耐火材料。作为进一步优选，在气化反应室外设有反应室压力外壳，在“U”形渣室外设有渣室压力外壳，在合成气冷却器外设有合成气冷却器压力外壳，所述反应室压力外壳、洛室压力外壳和合成气冷却器连为一个内部相通的整体，并在环隙间充入压力平衡气体。作为一种优选方式，所述”U”形渣室为由渣室壁面围成的U形管道；所述渣室壁面为膜式水冷壁结构或者“膜式水冷壁-销钉-耐火材料”结构。作为一种优选方式，所述合成气冷却器由合成气冷却器壁面包围，合成气冷却器内部沿气体流动方向依次设置辐射受热面和对流受热面。
作为一种优选方式，合成气冷却器壁面为膜式水冷壁结构或者“膜式水冷壁-销钉-耐火材料”结构。作为一种优选方式，气化反应室为由反应室壁面围成的立式筒形，气化反应室的上端或侧面设至少一个与燃料、气化剂的输送管线相连的烧嘴，气化反应室采用液态排渣，合成气和熔渣的出口位于气化反应室底部。本发明中部分零件的作用如下:
“U”形渣室:从气化反应室底部出口流出的熔渣流到U形渣室底部，并从出渣口排出；合成气在U形渣室内转向的过程中，实现与熔渣的分离；在转向过程中，合成气中携带的部分渣滴也因惯性作用而被分离。捕渣器:合成气流经U形渣室中设置的捕渣器，进一步除去所携带的渣滴。本发明的工作原理为:
液态排渣气化炉采用底部出气，气渣并流向下流动；紧接反应室底部出口，设置一 “U”形渣室，熔渣流到U形渣室底部，并从出渣口排出，而合成气经过“U”形渣室转向、捕渣器进一步捕渣后，流入辐射废锅；这样可以有效的将液态熔渣和灰滴从合成气中分离，从而解决合成气直接携带熔渣进入废锅可能引起的受热面结渣和堵塞等难题。与现有技术相比，本发明的有益效果:本发明带渣室的全热回收型合成气冷却器，在高温合成气进入废锅前，有效的将液态熔渣和灰滴从合成气中分离，从而解决合成气冷却器常见的结渣、堵塞、粘污、积灰等难题；由于合成气中的灰浓度大大减少，对流受热面的磨损减轻，合成气冷却器中的气体流速相应增大，换热增强，设备更加紧凑，降低生产成本。
图1是本发明实施例1的结构示意 图2是本发明实施例2的结构示意 图3为图1中捕渣器的结构示意 图4为图3中的A-A剂面不意 图5为“膜式水冷壁-销钉-耐火材料”结构示意 图6为图4中的H向示意 图7为膜式水冷壁结构示意图。图3，图4中的箭头是指风向，即气流方向。图中:1-输送管线，2-烧嘴，3-气化反应室，4-反应室壁面，5-反应室压力外壳，6-渣室，7-渣室壁面，8-渣室压力外壳， 9-出渣口， 10-捕渣器，
11-合成气冷却器,12-合成气冷却器壁面，13-合成气冷却器压力外壳，14-福射受热面，15-对流受热面；101-水冷管子，102-扁钢，103-耐火材料，104-销钉。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。如图1所示，一种带渣室的全热回收型合成气冷却器，包括合成气冷却器11和“U”形渣室6，另外，气化反应室3与合成气冷却器11相连，为合成气冷却器通气。气化反应室3为由反应室壁面4围成的立式筒形，气化反应室3的上端或侧面设至少一个与燃料、气化剂的输送管线I相连的烧嘴2，来自输送管线I的燃料和气化剂经烧嘴2喷入反应室，发生气化反应；气化反应室采用液态排渣，合成气和熔渣的出口位于气化反应室底部。所述”U”形渣室6为由渣室壁面7围成的U形管道；所述渣室壁面为膜式水冷壁结构或者“膜式水冷壁-销钉-耐火材料”结构。所述“U”形渣室6的一端与合成气冷却器11连通，另一端与气化反应室3的底部出口连接相通；所述渣室6的底部设出渣口 9，用于排渣。在渣室6转向合成气冷却器11的通道内设捕渣器10 ;所述捕渣器10为数排捕渣管束，捕渣管束的管子外焊接销钉，并敷设耐火材料。所述合成气冷却器11由合成气冷却器壁面12包围，合成气冷却器11内部沿气体流动方向依次设置辐射受热面14和对流受热面15 ;合成气冷却器壁面12为膜式水冷壁结构或者“膜式水冷壁-销钉-耐火材料”结构。另外，对于加压气化，在气化反应室3外设有反应室压力外壳5，在“U”形渣室6外设有渣室压力外壳8，在合成气冷却器11外设有合成气冷却器压力外壳13，所述反应室压力外壳5、渣室压力外壳8和合成气冷却器11连为一个内部相通的整体，并在环隙间充入压力平衡气体来维持反应需要的压力，压力平衡气体一般使用氮气。如图5-6所示，“膜式水冷壁-销钉-耐火材料”结构为:包括水冷管子101、扁钢102、耐火材料103和销钉104 ;相邻的两根管子间填塞扁钢并进行密封焊，形成膜式水冷壁结构；膜式水冷壁表面密集地焊接销钉并敷设耐火材料。这样的结构可保证耐火材料被销钉抓住，并固定在膜式壁表面而不易脱落；同时耐火材料有膜式壁的冷却，工作温度较低，寿命长，不易损坏。耐火材料可将膜式壁金属材料与高温熔渣、腐蚀性气氛等隔开，避免金属材料被侵蚀。如图7所示，所述膜式水冷壁结构为:包括水冷管子101和扁钢102 ;相邻的两根水冷管子间填塞扁钢并进行密封焊，从而形成膜式壁，实现对膜式壁两侧空间的气密性分隔。膜式壁管子内通冷却水进行冷却，从而保证管子及扁钢的金属工作在允许的温度范围内，而不至于被高温合成气烧坏。管内冷却水被加热可副产蒸汽，回收热量。实施例1:
如图1所示，气化反应室3是由反应室壁面4围成的立式筒形空间，来自输送管线I的燃料和气化剂经烧嘴2喷入反应室，发生气化反应，产生以一氧化碳和氢气为主要成分的合成气。燃料中的矿物质大部分呈熔融液态，沿反应室壁面流下，另一部分以熔融液滴形式被高温合成气携带。合成气和熔渣的出口设置在反应室底部。紧接反应室底部出口，设置一 “U”形渣室6，“U”形渣室是由渣室壁面7围成的U形管道，所述渣室壁面为“膜式水冷壁-销钉-耐火材料”结构。从反应室底部出口流出的熔渣流到U形渣室底部，并从出渣口9排出。合成气在U形渣室内转向的过程中，实现与熔渣的分离。在转向过程中，合成气中携带的部分渣滴也因惯性作用而被分离。合成气流经U形渣室中设置的捕渣器10，进一步的除去所携带的渣滴。如图3、图4所示，图3、图4中的箭头是指风向，即合成气的气流方向，捕渣器为几排管束矩阵排列而成，穿过水冷管子101及其上的销钉104，经过渣室分离出了熔渣的合成气再进入合成气冷却器11 ;气体在合成气冷却器中向上流动，沿着流动方向可依次设置一定数量和形式的辐射受热面14和对流受热面15，最终冷却到一定温度的合成气从合成气冷却器上部的气体出口引出。对于合成气引出口不在合成气冷却器底部的情况，在合成气冷却器底部可以设置单独的排灰口，用于将底部沉积的干灰排出。由于进入合成气冷却器的合成气不再携带熔渣，因此可以从根本上解决受热面结渣、堵塞等问题；另一方面，由于合成气中的灰浓度大大减少，合成气冷却器中的气体流速可以相应的增大，换热可以增强，从而设备可以更加紧凑，投资可以降低。实施例2:
如图2所示，实施例2的具体作用原理与实施例1相同，只是在气体进入合成气冷却器后，由于合成器冷却器可以根据需要设计为不同的气体流向，在本实施例中，气体向下流动，并且，所述合成气冷却器壁面为膜式水冷壁结构。在合成气冷却器中，沿着流动方向可依次设置一定数量和形式的辐射受热面14和对流受热面15，最终冷却到一定温度的合成气从合成气冷却器的下部气体出口引出。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种带渣室的全热回收型合成气冷却器，包括合成气冷却器(11)，其特征在于:还包括“U”形渣室(6)，“U”形渣室(6)的一端与合成气冷却器(11)连通，所述渣室(6)的底部设出渣口(9)。
2.如权利要求1所述的带渣室的全热回收型合成气冷却器，其特征在于:还包括气化反应室(3)，气化反应室(3)的底部出口与“U”形渣室(6)的另一端连接相通。
3.如权利要求2所述的带渣室的全热回收型合成气冷却器，其特征在于:在渣室(6)转向合成气冷却器(11)的通道内设捕洛器(10)。
4.如权利要求3所述的带渣室的全热回收型合成气冷却器，其特征在于:捕渣器(10)为数排捕洛管束。
5.如权利要求4所述的带渣室的全热回收型合成气冷却器，其特征在于:捕渣管束的管子外焊接销钉(102)，并敷设耐火材料(103)。
6.如权利要求2或者5中任一权利要求所述的带渣室的全热回收型合成气冷却器，其特征在于:在气化反应室(3)外设有反应室压力外壳(5)，在“U”形渣室(6)外设有渣室压力外壳(8)，在合成气冷却器(11)外设有合成气冷却器压力外壳(13)，所述反应室压力外壳(5)、洛室压力外壳(8)和合成气冷却器(11)连为一个内部相通的整体,并在环隙间充入压力平衡气体。
7.如权利要求1所述的带渣室的全热回收型合成气冷却器，其特征在于:所述”U”形渣室(6)为由渣室壁面(7)围成的U形管道；所述渣室壁面(7)为膜式水冷壁结构或者“膜式水冷壁-销钉-耐火材料”结构。
8.如权利要求1所述的带渣室的全热回收型合成气冷却器，其特征在于:所述合成气冷却器(11)由合成气冷却器壁面(12)包围，合成气冷却器(11)内部沿气体流动方向依次设置辐射受热面(14)和对流受热面(15)。
9.如权利要求8所述的全热回收型合成气冷却器，其特征在于:合成气冷却器壁面(12)为膜式水冷壁结构或者“膜式水冷壁-销钉-耐火材料”结构。
10.如权利要求2所述的带渣室的全热回收型合成气冷却器，其特征在于:气化反应室(3)为由反应室壁面(4)围成的立式筒形，气化反应室(3)的上端或侧面设至少一个与燃料、气化剂的输送管线(I)相连的烧嘴(2)，气化反应室采用液态排渣，合成气和熔渣的出口位于气化反应室底部。
全文摘要
本发明公开了一种带渣室的全热回收型合成气冷却器，包括合成气冷却器和“U”形渣室，“U”形渣室的一端与合成气冷却器连通，所述渣室的底部设出渣口。还包括气化反应室，气化反应室的底部出口与“U”形渣室的另一端连接相通。在渣室转向合成气冷却器的通道内设捕渣器。本发明带渣室的全热回收型合成气冷却器，在高温合成气进入合成气冷却器前，有效的将液态熔渣和灰滴从合成气中分离，从而解决合成气冷却器常见的结渣、堵塞、粘污等难题；由于合成气中的灰浓度大大减少，对流受热面的磨损减轻，合成气冷却器中的气体流速可以相应增大，换热增强，设备更加紧凑，降低生产成本。
文档编号C10J3/84GK103146437SQ20131010039
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者李维成, 孙登科, 王锦生, 陈阳, 臧平伟, 李由, 聂立 申请人:东方电气集团东方锅炉股份有限公司