[发明专利]一种过热蒸汽的下行全废锅气流床气化设备和煤化工系统

说明书

本发明的实施例提供了一种过热蒸汽的下行全废锅气流床气化设备和煤化工系统，涉及煤化工领域。该过热蒸汽的下行全废锅气流床气化设备，通过设置灰渣回落废锅将辐射废锅和对流废锅连接，实现合成气折返向上，将合成气夹带的灰渣靠重力流落至激冷室内，有利于降低整体装置高度，实现合成气显热回收。其框架整体高度相对低，其具有工艺运行安全、可靠、在线运行率高、操作维护方便、运行经济成本低及综合能耗低等显著优点，大大提高了经济价值。解决了带全废锅大型气化炉的运输超限及运行维护不方便难题，且回收合成气中显热的回收率高，且回收热产生的蒸汽品质高。

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体而言，涉及一种过热蒸汽的下行全废锅气流床气化设备和煤化工系统。

背景技术

目前副产高压蒸汽的气流床气化炉主要有以下几种：

(1)副产高压过热蒸汽的上行全废锅气流床气化炉技术，气化炉产生合成气向上，熔渣向下。熔渣向下经渣口(喉管)进入激冷室，掉入水浴内激冷冷却后排出，合成气在出气化炉出口处，使用大量的激冷气(气化炉产生的合成气经除尘、降温、加压后的气)，降低合成气及合成气夹带的熔融灰渣的温度，防止合成气向上夹带熔融态灰渣，进入对流废锅粘结在水冷壁上，影响换热、堵塞合成气通道。存在主要问题：①合成气激冷气量大，约为气化炉产气量的1/3，气化炉及附属系统设计在正常设计下，必须再增大30％，单位体积生产能力低；同时产生的合成气需要降温、加压后返回对流废锅，能耗高；②熔渣向下流动仅靠重力，流速低，对渣口(下渣段)尺寸的大小要求苛刻，渣口大返混效果差，影响碳转换率，渣口小，渣口易堵塞，故，在一定渣口尺寸和一定负荷下，对煤的适应性要求苛刻，要求煤的操作窗口必须大于120℃，确保渣口处顺利排渣。

(2)副产高压过热蒸汽的下行全废锅气流床气化炉技术，合成气和熔渣经渣口(下渣段)进入辐射废锅第一通道，换热降温后，将合成气温度控制在750℃左右，熔渣掉入水浴内激冷冷却后排出，合成气折返进入辐射废锅第二通道，换热后进入对流废锅进一步换热。存在主要问题：辐射废锅第二通道直径大约是辐射废锅第一通道直径的1.4倍，气化炉(含辐射废锅)运输易超限，这样对带辐射废锅大型气化炉制约性很强；若采用超高压带辐射废锅气化炉，合成气可压缩，但熔融灰渣不可压缩，辐射废锅结渣、结焦抗风险能力大大增大，尤其对气化炉负荷及用煤要求苛刻，要求煤质参数波动范围极小。其次，辐射废锅第二通道空间有限，不便于检修维护。再者渣口段出口处水冷壁水平墙和吊挂水冷壁上易粘结灰渣，影响换热效率，严重时堵塞高温合成气及熔渣通道。

(3)副产高饱和热蒸汽的下行半废锅气流床气化炉技术，合成气和熔渣经渣口(下渣段)进入辐射废锅通道，换热降温后，将合成气温度控制在900℃左右，合成气和熔渣经激冷水喷射冷却降温后，一并进入激冷室水浴中，熔渣留在水浴中进一步降温后排出，合成气经水浴折返后进入下游洗涤系统，或合成气和熔渣经激冷水喷射冷却降温后，熔渣掉入水浴内激冷冷却后排出，合成气进入后续洗涤系统中。存在主要问题：高温合成气显热回收率低，且产生的高压饱和蒸汽，还需要进一步过热；同时激冷水消耗量大，能耗高，激冷室排至闪蒸黑水大，闪蒸系统设置相对大，闪蒸装置投建成本大，运行能耗高。其次，渣口段出口处水冷壁水平墙和吊挂水冷壁上易粘结灰渣，影响换热效率，严重时堵塞高温合成气及熔渣通道。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种过热蒸汽的下行全废锅气流床气化设备和煤化工系统，其框架整体高度相对低，其具有工艺运行安全、可靠、在线运行率高、操作维护方便、运行经济成本低及综合能耗低等显著优点，大大提高了经济价值。

本发明的实施例可以这样实现：