[实用新型]气流床固态排渣气化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种气流床固态排渣气化装置。

背景技术

随着社会经济发展对能源需求的增加和对环境要求的日趋严格，煤炭的清洁高效转化越来越受到重视。作为关键龙头技术-煤炭气化随着煤制油项目的建设发展迅速。对大规模的煤制油项目，因气流床气化技术气化能力大、环境友好、煤种适应性广而得到了更多的应用，也是目前研究开发的重点领域之一。

气流床气化的共同特点是高温、加压、入炉物料粒度细、停留时间短，气化炉的进料形式、炉壳内衬、烧嘴数量及布置等的差异，导致形成了多种技术风格。如国外的气流床气化技术包括K-T炉、GE/Texaco炉、Shell炉、Prenflo炉、GSP炉、E-gas炉、三菱炉等。国内的气流床气化技术包括华东理工大学的对置多喷嘴、西安热工院的两段干粉气化、清华大学的非熔渣气化、航天炉、多元料浆、神华的多喷嘴气化炉等。

按照进料方式不同气流床气化技术可分为干粉进料和水煤浆进料两种方式，且均已实现大规模工业化。目前，在国外气流床气化技术主要用于生产化学产品和IGCC发电，也有规划拟用于煤制油、生产代用天然气。在国内，气流床气化技术主要用于大型现代煤制油、煤化工项目。气流床气化技术的水煤浆气化炉具有压力高、造价相对低、炉型结构简单、技术相对成熟等优点，但同时存在煤种适应性受限制、操作温度低等缺点；与水煤浆气化炉相比，干煤粉气化炉的煤种适应性更广、效率高一些，但存在系统相对复杂、造价更高等缺点。

目前国内外商业化使用的气流床气化炉均采用了液态排渣方式，因此操作温度必须在煤灰流动温度50~150℃以上，而国内山西、河南、安徽和山东等地均存在一些高灰分含量高流动温度的煤种，有的煤种的流动温度甚至达到1600~1700℃，且有些煤种即使加入助熔剂仍无法将流动温度降至1400℃以下。这些煤种如使用液态排渣气化技术，为使灰渣液化需要消耗大量的氧气，增加了运行成本；另外很高的操作温度将导致耐火材料的损坏，不仅增加运行成本，而且存在一定风险。

为了克服上述液态排渣的缺点，中国专利200620135961.4、200610026335.6和200710017906.4均提出采用固态排渣的方式，但是，目前固态排渣需要采用大量的循环水将气化生成的高温煤气中的热量带走。在此过程中水耗量很大，而且高温煤气中热量被带走后形成的水汽在后续系统冷却过程中又变成水，使这部分热量无法得到有效利用，这与提倡节约能源的号召是相违背的。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种气流床固态排渣气化装置，能够回收部分气化生成的高温煤气中的热量。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种气流床固态排渣气化装置，气流床固态排渣气化装置包括燃烧气化室和冷却室，燃烧气化室具有进料口；冷却室位于燃烧气化室的下方且与燃烧气化室连通，具有气体出口、灰渣出口以及设置在冷却室的腔体内的热量回收装置。

进一步地，上述热量回收装置包括一个与冷却室同轴设置的套筒状的第一水冷壁，第一水冷壁与冷却室的壳体之间具有夹层间隙，且第一水冷壁具有将换热介质通道与外界连通的一个或多个换热介质进口和一个或多个换热介质出口，气体出口设置在冷却室的侧壁上并与夹层间隙相通，灰渣出口设置在冷却室的底壁上。

进一步地，上述热量回收装置还包括一个与第一水冷壁同轴设置套筒状的第二水冷壁，第二水冷壁的套筒顶端与燃烧气化室的出口端相连，套筒底端延伸至第一水冷壁中高于第一水冷壁的套筒底端的位置，第二水冷壁与第一水冷壁沿径向间隔设置。

进一步地，上述热量回收装置还包括一个或多个与第一水冷壁同轴设置套筒状的第三水冷壁，各第三水冷壁沿径向间隔地设置在第一水冷壁与第二水冷壁之间，第一水冷壁、第三水冷壁与第二水冷壁的套筒顶端所在的位置由内向外呈从高到低的阶梯状排布，套筒底端所在的位置由外向内呈从低到高的阶梯状排布。

进一步地，上述第一水冷壁、第三水冷壁与第二水冷壁的靠近套筒底端的侧壁上各自设有相应的一个或多个换热介质进口，第一水冷壁、第三水冷壁与第二水冷壁的靠近套筒顶端的侧壁上各自设有相应的一个或多个换热介质出口。

进一步地，上述热量回收装置还包括连通第一水冷壁、第三水冷壁与第二水冷壁的换热介质通道的连接管，连接管包括第一连接管和第二连接管，第一连接管将第一水冷壁、第三水冷壁与第二水冷壁的换热介质进口连通，向冷却室的外部延伸并与换热介质源相连通；第二连接管将第一水冷壁、第三水冷壁与第二水冷壁的换热介质出口连通，向冷却室的外部延伸并与集热装置相连。