[实用新型]一种热能回收冷却装置

说明书

技术领域

本实用新型属于煤化工领域，涉及高温介质的热能回收和冷却。

背景技术

煤炭气化过程是将难以加工处理、难以脱除无用组分的煤炭，转化为易于净化、易于应用的气体的过程。已工业化的煤气化技术主要有固定床、流化床和气流床。大型气流床气化技术由于高温、高压、高有效气含量而被广泛应用于大型煤基烯烃、煤基甲醇、煤制气、煤制油以及煤气化联产等。

气流床气化过程中燃烧室的出口温度一般在1200℃以上，合理回收合成气高温显热是一个十分重要的工程问题。目前常用的热量回收工艺流程有激冷流程和废锅流程。

废锅流程中，Texaco气化技术采用全废锅(辐射废锅和对流废锅组合)技术，通过辐射废锅和对流废锅将气化过程产生的高温煤气、熔渣等的热量回收，可回收相当于原料煤低位发热量15～18％的能量，副产饱和蒸汽，实现热量回收利用。从能量利用效率角度而言，全废锅流程是所有气化装置热量回收中能效最高的工艺。但是全废锅流程的设备结构和工艺技术都比较复杂，尤其是对辐射废锅双通道结构的运行维护和检修难度都较大，对流废锅也容易出现积灰和磨损的情况，且检修工期和难度都比较大。

激冷流程分为水激冷和气激冷两种方式，目前较为常见的是采用水激冷的方式，比如德国西门子的GSP干煤粉气化就是水激冷方式，燃烧室产生的高温煤气和熔渣进入激冷室内与水直接接触，煤气降温进入变换系统、熔渣固化后进入水浴和后续的排渣系统。该工艺过程中热量主要进入水循环系统，热损失较大。激冷流程的工艺、设备及操作均较简单。但从能量利用角度出发，激冷式气化炉主要存在热效率低、水资源浪费大、能源利用不合理等缺点。与废锅流程相比，热煤气效率下降5～8％。因此，气化产物的显热能否充分回收利用，对整个系统的能源利用效率具有较大影响。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新的热能回收冷却装置，以解决现有技术中存在的热回收效率低的问题。

本实用新型的热能回收冷却装置包括：壳体、喉管、废锅室和激冷室，其中，喉管、废锅室和激冷室均设置在壳体内，喉管设置在最上方，其顶端为高温介质入口；喉管的出口与废锅室入口相通，废锅室出口与激冷室入口相通；其中，

所述废锅室包括水冷壁和水平墙，水平墙设置在水冷壁上方，与喉管下端连接；水冷壁包括膜式水冷壁和屏式水冷壁，膜式水冷壁为多根冷却水管以圆柱形或多边柱形的形式设置在废锅室的壳体内部，多个屏式水冷壁以径向垂直于膜式水冷壁的形式均匀设置在膜式水冷壁的内侧，膜式水冷壁和屏式水冷壁形成高温辐射通道；

所述激冷室包括激冷喷头和水浴室，所述激冷喷头设置在激冷室的上部、中上部或中部；所述水浴室设置在激冷室的下方，底部设置出口；激冷室侧壁上还设置有高温介质出口，位于激冷喷头和水浴室液面之间。

优选地，所述水冷壁的上方设置有上部水箱，水冷壁的下方设置有下部水箱。

优选地，所述水平墙下方设置有保护屏，位于屏式水冷壁的轴心侧。

优选地，所述激冷室中设置有内筒，内筒下端与壳体之间密封，内筒上端与壳体之间开放。所述激冷喷头延伸至内筒的内侧。

优选地，所述高温介质出口的上方设置有挡板。

优选地，所述激冷喷头在激冷室内的水平或垂直方位上均匀或错位布局。

优选地，所述激冷喷头的个数为2～10个。

优选地，所述激冷喷头的喷入方向与垂直面的角度θ为锐角，优选θ为0°～60°。

优选地，所述膜式水冷壁由50～200根冷却水管组成；所述多个屏式水冷壁为4～24个，每个屏式水冷壁由2～12根水管组成。

优选地，所述水冷壁的进水口设置在水冷壁下方，出水口设置在水冷壁的上方。

本实用新型的热能回收冷却装置在废锅流程和激冷流程的基础上，对二者分别进行了改进，克服现有装置工艺流程长或热回收效率低的缺陷，有效回收了高温介质的显热，减少激冷介质的用量并降低系统的能耗；且设备结构简单，日常检查维护和检修难度低，运行的稳定性高，能够保证整个气化系统的长周期高效运行。

附图说明

图1为本实用新型的热能回收冷却装置的结构示意图；

图2为图1的A-A剖面俯视示意图；