[发明专利]一种高温气体热量回收利用系统及方法

说明书

本发明提供了一种高温气体热量回收利用系统，包括气体发生器和汽包，所述气体发生器包括反应段、废锅段和激冷段，所述废锅段包括壳体和辐射废锅，所述辐射废锅位于壳体内，且与壳体之间设有夹层；所述辐射废锅包括水冷壁，所述水冷壁内壁设有辐射屏，所述水冷壁和辐射屏的入口端分别通过去水冷壁管线和去辐射屏管线与汽包连接；所述上盘管和下盘管的入口端分别与来自锅炉水管网的去上盘管管线和去下盘管管线连接，所述水冷壁和辐射屏的出口端分别通过出水冷壁管线和出辐射屏管线与汽包连接。本发明通过辐射废锅利用水冷壁辐射换热方式回收高温气体的显热，副产饱和蒸汽，以提高能源利用效率。

技术领域

本发明涉及及一种高温气体高温显热回收装置，具体地说是一种高温气体热量回收利用系统及方法。

背景技术

煤气化技术按流程一般分为激冷流程气流床气化技术和废锅流程气流床气化技术。废锅式与激冷式气化装置主要的差别在于：对高温粗煤气所含的显热的回收利用方式不同。在激冷式气化炉中，温度高达1370℃的粗煤气在激冷室中直接用水激冷到220-260℃。显然，粗煤气所带的大量显热被激冷室所吸收损失，在激冷过程中会使粗煤气失掉一部分物理显热，它大约等于低位发热量的10％。带废锅流程的气化炉又称为全热能回收式气化炉，它通过辐射冷却器和对流冷却器，可以把粗煤气的温度从1370℃降低到800℃左右，以加热锅炉给水，使之产生相当数量的高压饱和水蒸汽，经过热后供蒸汽轮机使用，这样，就能提高热煤气的效率。据有关资料介绍，采用废锅流程的气化装置较采用激冷流程的气化装置产品综合能耗低约10％。

但是采用废锅式气化装置回收热量时，常常由于设计方案不合理，辅助系统配合不协调，工作效率降低，虽然也能够回收一定量的蒸汽并同时对气化炉燃烧的粗煤气进行一定程度的换热降温，但无法将废锅式气化装置回收热量的作用发挥到最大。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种高温气体热量回收利用系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高温气体热量回收利用系统，包括气体发生器和汽包，所述气体发生器包括反应段、废锅段和激冷段，所述废锅段包括壳体和辐射废锅，所述辐射废锅位于壳体内，且与壳体之间设有夹层；所述辐射废锅包括水冷壁，所述水冷壁从上而下依次连通的上部锥段水冷壁、中部直筒段水冷壁和下部锥段水冷壁，所述上部锥段水冷壁的上端和下部锥段水冷壁的下端分别设有上部入口段和下部出口段，所述上部入口段和下部出口段外侧分别设有上盘管和下盘管；所述中部直筒段水冷壁内壁设有辐射屏，其特征在于：所述水冷壁和辐射屏的入口端分别与第一下部给水集水箱和第二下部给水集水箱连接，所述第一下部给水集水箱和第二下部给水集水箱分别通过去水冷壁管线和去辐射屏管线与汽包连接；所述上盘管和下盘管的入口端分别与来自锅炉水管网的去上盘管管线和去下盘管管线连接，所述水冷壁和辐射屏的出口端分别与第一上部回水集水箱和第二上部回水集水箱连接，所述第一上部回水集水箱和第二上部回水集水箱分别通过出水冷壁管线和出辐射屏管线与汽包连接，所述上盘管和下盘管的出口端分别通过出上盘管管线和出下盘管管线与汽包连接。

优选的，所述第一上部回水集水箱和第二上部回水集水箱位于所述中部直筒段水冷壁的上端，所述第一下部给水集水箱和第二下部给水集水箱位于所述中部直筒段水冷壁的下端；所述第一上部回水集水箱和第二上部回水集水箱通过排放管与外界连通；所述第一下部给水集水箱和第二下部给水集水箱通过疏水管进行排污。

进一步的，所述废锅段通过第一连接管线与连通的高压氮气、CO₂管线和反应气体管线连接，所述第一连接管线与所述壳体和水冷壁之间的夹层连通；所述激冷段连接反应气体出口管线；所述去水冷壁管线和去辐射屏管线连接中压蒸汽管线。