[发明专利]一种煤气化高位热能回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工节能环保设备技术领域，具体涉及一种煤气化高位热能回收系 统。

背景技术

由于我国煤多油少气贫的资源禀赋，煤炭一直是我国重要的基础能源和化工原料。 煤化工是煤炭清洁高效利用的重要途径，但具有原料复杂，反应过程高温、高压，处理 流程长的特点，造成其能耗较高，虽然新型煤化工通过采用新工艺、新催化剂和节能设 备，能耗水平与传统工艺相比大幅下降，但与天然气和石油化工相比，煤化工的高能耗 已成为制约其快速发展的主要因素。

近年来，国家颁布了一系列的能源法规和相应的煤化工标准规范，对煤制油、煤制 天然气、煤制烯烃等能源转化项目的单位产品能源消耗提出了准入条件。煤气化是煤化 工装置的龙头，其能耗占整个装置能耗比例最大，提高煤气化装置的能效水平，对降低 煤化工装置的能耗具有至关重要作用。

目前，煤气化装置中气化炉产生的高温合成气的冷却主要有两种，一种是水激冷降 低合成气出口温度，合成气中的高位热均进入到黑水中，能量利用效率较低；另一种是 采用废锅回收合成气中的高位热量，此方法的能量利用效率较高。废锅式热量回收方式 主要有以下几种：一是壳牌煤气化技术为代表的技术，其余热回收装置中无辐射废锅段， 不能回收高位余热，合成气在气化炉顶部通过合成气激冷降低温度，再进入对流废锅段， 同时，合成气带入废锅中的颗粒含量较高，易造成废锅堵塞和磨蚀，降低其运行周期； 二是以GE废锅式气化为代表的技术，其设置有辐射废锅段，但对流废锅中易产生积灰， 影响换热效果，同时无法实现长周期稳定运行；三是两段式气化技术，在气化炉上部增 加二次粉煤或水煤浆进料，通过煤与合成气的二次反应，降低粗合成气温度，然后再用 辐射废锅回收合成气中的热量，二段进料的主要问题是，煤的碳转化率偏低，废锅段易 发生磨蚀和堵塞，影响装置长周期稳定运行。另外，为降低合成气出气化炉温度，大部 分气化技术(GE水煤浆、SE东方炉、航天炉等)均被采用。

授权公告号为CN101161792B(申请号为200710175473.5)的中国发明专利《一种煤 气化制合成气过程的热量回收工艺方法》，其中公开的煤气化制合成气过程的热量回收 方法，需要先将合成气进行激冷，将合成气温度降低到灰熔点T1以下，然后再进入蒸 汽发生器回收合成气的余热，最后还要经过激冷进行除渣增湿，才能进入后续装置。该 技术造成了合成气中的高位余热的浪费，同时进入Ⅰ段对流废锅中的灰含量较高，易造 成蒸汽过热器的磨蚀、腐蚀和积灰问题。

授权公告号为CN101768474B(申请号为201010106070.7)的中国发明专利《一种气 流床高温粗煤气余热回收工艺》，其中公开方案的主要特点是：气化炉出口的粗合成气 先用高温时进行激冷，部分合成气进入废锅，再与另一部分合成气混合后，经激冷除尘 后进入下游装置。该技术对合成气的高位余热有浪费，同时，冷热合成气的混合易造成 材料腐蚀，工程上较难实现，可操作性低。

授权公告号为CN204138607U(申请号为201420563103.4)的中国实用新型专利《一 种煤气化余热回收系统》，公开的煤气化余热回收系统主要包括了气化炉、旋风分离器 和废热锅炉，其气化炉为激冷式气化，出气化炉的合成气经过激冷直接降温到900℃以 下，浪费高位热能。

授权公告号为CN204550484U(申请号为201520124087.3)的中国实用新型专利《一 种带高温热回收装置的激冷流程气化炉》，其中公开的方案仅仅采用辐射废锅回收高位 热能，需要将900℃的高位合成气直接激冷至200℃左右，浪费能量较多。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能够回收高温合成器中 的高位余热、分离出合成器中的固体颗粒的煤气化高位热能回收系统。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种煤气化高位热能回收系统，包括气 化炉、高温旋风分离器和对流废锅，所述高温旋风分离器的出气口与所述对流废锅的进 气口相连接，所述高温旋风分离器的下部具有出灰口，其特征在于：还包括位于所述气 化炉下方的辐射废锅以及设置在所述辐射废锅下方的激冷装置，所述辐射废锅的进气口 与所述气化炉的出气口相连通，所述辐射废锅具有通过一内筒相隔离的内通道和围设在 所述内通道外的环隙通道，所述内通道和环隙通道的底部相连通，所述内筒和环隙通道 的外壁均采用水冷壁，所述辐射废锅的出气口开设在所述环隙通道的外壁上，所述辐射 废锅的出气口与所述高温旋风分离器的进气口相连接。