[发明专利]一种水冷壁气化炉的烘炉系统及烘炉方法

说明书

本发明公开了一种水冷壁气化炉的烘炉系统及烘炉方法，包括燃料加热器、烟气发生器、风机、空气预热器、气化炉和温度监测装置，将燃料通过燃料加热器后进入烟气发生器，燃料加热器提高了烘炉系统燃料适应性，既可以使用气体燃料，也可以使用液体燃料，同时，燃料流量控制系统用于燃料流量的测量和控制；空气经风机增压和空气预热器加热后进入烟气发生器，空气流量由空气流量控制系统测量和控制，根据烟气分析仪测量的烟气成分来调节燃料和空气的流量配比，根据温度监测装置测量烘炉温度来调节燃料和空气流量，实现燃料和空气流量配比准确控制，可以降低燃料的不完全燃烧热损失和排烟热损失，利用空气预热器回收利用高温烟气的热量，实现能量利用。

技术领域

本发明涉及煤气化技术领域，特别涉及一种水冷壁气化炉的烘炉系统及烘炉方法。

背景技术

煤气化技术是煤炭清洁高效利用的核心技术之一，其核心设备是气化炉。根据气化炉炉膛结构和材料的不同，气化炉主要可分为耐火砖气化炉和水冷壁气化炉。与耐火砖气化炉相比，水冷壁气化炉的热效率更高、煤种适应性更广。气化炉内的煤气化反应涉及高温、高压、多相条件下复杂物理和化学过程，反应生成的煤气含有少量的硫化氢、氰化氢等腐蚀性气体，还会产生高温灰渣。为了保护水冷壁气化炉运行安全，抵御炉膛内复杂的气氛和条件，水冷壁气化炉通常在水冷壁的炉膛侧壁面上敷设以碳化硅为主要成分的耐火材料，气化炉壳体内侧壁面上也会敷设一定厚度的耐火材料。耐火材料与一定比例的结合剂和水混合搅拌，以捣打或浇筑方式敷设在相应壁面上。水冷壁气化炉烘炉是为了去除耐火材料中的游离水和结晶水，固化材料与结合剂，使得耐火材料性能达到理想状态。

现有烘炉系统在工作过程中，燃料和空气的流量配比主要基于已有经验或计算值，仅根据温度测点的温度变化来调节。这种流量配比及调节方式不够准确，也无法及时响应燃料组分变化。烘炉系统产生的热烟气在烘炉后直接排至大气，造成了大量热损失和环境的热污染，当燃料燃烧不充分时，烟气中含有的一氧化碳还会引起环境污染和安全问题。

发明内容

针对现有烘炉系统存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种水冷壁气化炉的烘炉系统及烘炉方法，实现水冷壁气化炉烘炉过程的燃料和空气的流量配比准确控制和调节，以及能量充分利用和环境污染有效控制。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种水冷壁气化炉的烘炉系统，包括燃料加热器、烟气发生器、风机、空气预热器、气化炉和温度监测装置，所述燃料加热器的燃料出口与烟气发生器的燃料入口连接，且燃料加热器的燃料出口与烟气发生器的燃料入口之间设置有燃料流量控制系统；所述风机的出口与空气预热器的空气入口连接，空气预热器的空气出口与烟气发生器的空气入口连接，且空气预热器的空气出口与烟气发生器的空气入口之间设置有空气流量控制系统；所述烟气发生器的烟气出口与气化炉的烟气入口连接，所述气化炉的烟气出口与空气预热器的烟气入口连接，气化炉上设置有温度监测装置。

进一步地，所述燃料流量控制系统包括燃料流量测量仪表、燃料流量控制器和燃料调节阀，所述燃料调节阀用于调节燃料加热器出口的燃料流量，所述燃料流量测量仪表用于采集燃料加热器出口的燃料流量值，所述燃料流量控制器用于接收燃料流量值，并将燃料流量值与预设的燃料流量给定值进行比较，根据比较结果控制燃料调节阀的开度。

进一步地，所述空气流量控制系统包括空气流量测量仪表、空气流量控制器和风机变频器，所述空气流量测量仪表用于采集空气预热器的空气出口的空气流量值，所述空气流量控制器用于接收空气流量值，并将空气流量值与预设的空气流量给定值进行比较，将比较结果输出给风机变频器，所述风机变频器根据比较结果调节风机的转速。

进一步地，还包括气液分离器，所述气液分离器与空气预热器的烟气出口连接。

进一步地，所述气液分离器与空气预热器的烟气出口之间设置有烟气分析仪。

进一步地，所述温度监测装置包括若干个测温热电偶，温度测量范围为0℃～1200℃。