[发明专利]一种回收利用高温显热的气化系统

说明书

本发明属于能源化工领域，涉及一种回收利用高温显热的气化系统。该系统，包括如下工艺步骤：1.预处理工序；2.气化工序；3.显热回收及利用工序；4.废热对流回收及分灰工序；5.干法除灰工序；6.冷却洗涤工序；7.渣处理工序；8.黑水处理工序。利用本发明，在生产合成气的同时回收气化产生的高品位热能，并将副产蒸汽用于发电，提高气化系统的热能回收率，有效降低煤化工产品的生产成本，减少污染物的排放，且环境指标优越。

技术领域

本发明属于能源化工领域，涉及一种回收利用高温显热的气化系统。

背景技术

我国是一个“富煤、贫油、少气”的国家，煤炭在很长时间内仍将是我国的主要化石能源。现阶段煤炭的直接燃烧利用，不仅能量的利用率低，而且对环境的污染较为严重，因而促进了煤炭清洁利用技术的发展。煤气化技术是煤炭清洁高效利用的关键和龙头技术。目前气化技术主要可以分为三类，固定床、流化床和气流床气化技术；其中，气流床气化技术因其工业规模大、原料适应性广、高效环保等优势而逐渐成为主流技术。国外的气流床气化技术主要有荷兰Shell粉煤加压气化技术、西门子GSP气化技术、科林CCG粉煤加压气化技术、GE水煤浆加压气化技术等；国内的气流床气化技术主要有航天HT-L炉、神宁炉、东方炉、两段式干煤粉加压气化炉、四喷嘴对置式水煤浆气化技术等。除Shell气化和两段炉推出废锅流程外，现阶段国内干煤粉气化技术仍以激冷流程为主。尽管激冷流程气化技术具有工艺流程短、固定投资低、操作维护简单的优势，但同时也普遍存在能源利用率相对较低以及水耗较高的缺点，这与我国发展现代煤化工的要求存在差距。与此同时，现有的废锅流程气化技术并没有将温度在1500℃左右的高温合成气直接接入辐射废锅进行冷却的工艺过程，而且投资也较高。因此，发展节能节水、高效环保、投资低且能直接回收高温显热的新型气化技术是未来发展的重要方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种回收利用高温显热的气化系统，回收气化时的高品位热能，利用副产蒸汽进行发电，热能回收率高、节能环保。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：

一种回收利用高温显热的气化系统，包括如下工艺步骤：

(1)预处理工序：将含碳物质进行研磨粉碎为气化物料，再加压输送至气化系统；其中，含碳物质为煤、煤焦、石油焦、生物质中的一种或几种，气化物料为煤粉或水煤浆；

(2)气化工序：在气化系统内，气化物料与气化剂反应产生合成气；其中，合成气包括CO和H₂；气化压力为常压～9.0MPa，优选为2.5MPa～8.0MPa；气化剂为纯氧、富氧或空气中的一种或几种，优选为纯氧；气化装置为冷壁式或热壁式，冷壁式为水冷壁式或水冷墙式，热壁式为耐火砖结构，该气化装置优选为冷壁式；

(3)显热回收及利用工序：将步骤(2)气化工序中产生的气化显热进行回收，并将产生的饱和蒸汽用于发电或加热；其中，该工序所用的装置为辐射式热回收锅炉；该辐射式热回收锅炉为中空的列管单筒水冷壁、列管双筒水冷壁、盘管单筒水冷壁或盘管双筒水冷壁中的一种，优选为列管单筒水冷壁；该辐射式热回收锅炉贴近布置于步骤(2)气化工序中所用气化装置的下部或上部或侧部，优选为布置在气化装置的下部；

(4)废热对流回收及分灰工序：将合成气继续进行降温，实现高温合成气的初步气固分离；该工序包括气固分离段、对流回收段、固体流化段；该工序采用的装置为集成了高温合成气分离和煤灰冷却的对流废锅，在对合成气进行进一步降温以及实现高温合成气的初步气固分离的同时，将分离下来的煤灰进行收集并输送至干法除灰工序；

(5)干法除灰工序：将合成气继续进行气固分离，并对分离出的细灰进行减压降温；该工序采用旋风分离或过滤的形式，对来自步骤(4)废热对流回收及分灰工序中的带灰合成气进行进一步的分离，分离出固体后的合成气进入下游的冷却洗涤工序，分离下来的煤灰通过细灰气提进行降温和冷却后送出界区；