專利名稱：帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及煤氣化技術(shù)的能源利用裝置，特別是一種帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置。
背景技術(shù)：
整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(IGCC)可以實現(xiàn)燃煤高效、清潔和多樣化利用，也是未來發(fā)展煤基發(fā)電CO2零排放一一即“綠色 煤電”煤炭的核心技術(shù)之一。在IGCC發(fā)電系統(tǒng)中，廢熱鍋爐是顯熱回收利用的關(guān)鍵設備和氣化島中的重大設備，廢熱鍋爐對高溫煤氣、熔融渣顯熱的回收利用將使熱煤氣效率達到90 95%，發(fā)電效率達到42 45%，廢熱鍋爐的運行情況將直接影響IGCC發(fā)電系統(tǒng)的可用率和整體發(fā)電效率。在現(xiàn)有的氣流床氣化技術(shù)中，采用廢熱鍋爐回收高溫合成氣的熱量一般有兩種方式一是以Shell公司為代表的氣流床粉煤加壓氣化技術(shù)，循環(huán)冷氣返回氣化爐高溫合成氣出口將氣化爐合成氣冷卻至700 750°C，然后再進入對流廢熱鍋爐換熱副產(chǎn)中壓蒸汽。另一種是以GE公司為代表的水煤漿氣化工藝，高溫合成氣顯熱采用輻射鍋爐+對流鍋爐的方式回收，副產(chǎn)高壓飽和蒸汽。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的廢熱鍋爐還存在結(jié)構(gòu)復雜、使用壽命較短等問題，主要表現(xiàn)在
(I)Shell粉煤氣化技術(shù)采用1. 3 1. 5倍的循環(huán)冷氣激冷高溫合成氣，增加了對流廢熱鍋爐及其后續(xù)合成氣除塵設備的尺寸，同時增加了設備的投資，合成氣循環(huán)壓縮機增加了氣化裝置的能耗；由于對流鍋爐積灰，影響了對流鍋爐的換熱效果，需要加入比設計激冷氣量更多的激冷氣。(2) GE水煤漿氣化工藝中的合成氣全顯熱回收系統(tǒng)由輻射廢熱鍋爐和對流廢熱鍋爐兩個設備組成，兩設備獨立布置，造成設備投資大，占用空間大，系統(tǒng)運行的可靠性也由于設備的復雜而受到影響；同時輻射鍋爐合成氣溫度缺乏調(diào)節(jié)手段致使對流鍋爐積灰堵塞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服現(xiàn)有氣化爐廢熱鍋爐的缺陷和不足，提供一種帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，將輻射鍋爐和對流鍋爐結(jié)合為一個整體，達到充分回收高溫合成氣和熔渣所帶顯熱，降低投資和節(jié)約能源，提高熱效率的目的。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下
帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置，其特征在于包括通過法蘭連接的氣化爐體和熱回收裝置，氣化爐體設置于熱回收裝置上方；所述氣化爐體包括氣化爐的壓力殼體、氣化爐的耐火襯里或者水冷壁、噴嘴通道，氣化爐的壓力殼體內(nèi)設置的氣化爐的耐火襯里或者水冷壁，氣化爐體的頂部設置噴嘴通道；所述熱回收裝置包括壓力殼體、合成氣入口、輻射換熱組件、煙氣激冷組件、對流換熱組件、減溫器組件、渣池、合成氣出口，合成氣入口位于壓力殼體的頂部，合成氣出口位于壓力殼體側(cè)壁的上端；輻射換熱組件固定設于壓力殼體內(nèi)的上部，與帶熱量的氣體充分換熱；煙氣激冷組件、對流換熱組件均固定設置于壓力殼體內(nèi)的下部，對流換熱組件在煙氣激冷組件和壓力殼體之間；減溫器組件固定設置于對流換熱組件的下方，渣池設置于壓力殼體內(nèi)的底部，渣池的底端與壓力殼體的底端共同形成排渣口 ；輻射換熱組件、對流換熱組件、減溫器組件、渣池位于壓力殼體內(nèi)形成一體。所述合成氣入口為一窄長通道，該合成氣入口的內(nèi)壁為耐火襯里。所述輻射換熱組件縱向設于壓力殼體內(nèi)，與帶熱量的氣體充分換熱；輻射換熱組件包括輻射水冷壁和輻射屏，輻射水冷壁是由若干個縱向平行設置的立管圍成的圓筒壁，相鄰的兩個立管通過焊接連接，圓筒壁的中間為輻射換熱腔；輻射換熱組件還包括輻射水冷壁上集箱、輻射水冷壁下集箱、輻射水冷壁進水管、輻射水冷壁引出管，輻射水冷壁上集箱與每個立管的上端連通，輻射水冷壁下集箱與每個立管的下端連通，輻射水冷壁進水管·的一端與壓力殼體固接并設在壓力殼體的外部、輻射水冷壁進水管的另一端與輻射水冷壁上集箱連通，輻射水冷壁引出管的一端與壓力殼體的上封頭固接、另一端與輻射水冷壁上集箱連通；所述輻射水冷壁向下延伸設置于渣池上端。所述輻射屏由若干個立管排形成，立管排以熱回收裝置的中心向外發(fā)散分布于輻射換熱腔內(nèi)，每個立管排由若干立管形成，立管排的相鄰兩個立管緊貼設置；輻射換熱組件還包括輻射屏上集箱、輻射屏下集箱、輻射屏進水管、輻射屏引出管，輻射屏的下端與輻射屏下集箱連通，輻射屏的上端與輻射屏上集箱連通，輻射屏進水管和輻射屏引出管分別與輻射屏下集箱和輻射屏上集箱連通，并引出到壓力殼體外。所述煙氣激冷組件包括激冷氣入口和向下延伸的輻射水冷壁，向下延伸的輻射水冷壁與激冷氣入口形成氣體混合室；所述激冷氣入口均勻分布于輻射水冷壁上，并延伸至壓力殼體外。所述對流換熱組件包括蒸發(fā)器、過熱器和省煤器，蒸發(fā)器、過熱器和省煤器從上往下依次布置于氣體混合室和壓力殼體之間。所述蒸發(fā)器、過熱器和省煤器分別由一組螺旋盤管形成，每組螺旋盤管分別包括四層螺旋環(huán)管，每兩層螺旋環(huán)管之間有一定的距離，每層螺旋環(huán)管是由管子緊密環(huán)繞形成的。所述蒸發(fā)器還包括蒸發(fā)器上集箱、蒸發(fā)器下集箱、蒸發(fā)器進水管、蒸發(fā)器引出管，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的上端與蒸發(fā)器上集箱連通，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的下端與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器進水管與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器引出管與蒸發(fā)器上集箱連通；所述過熱器還包括過熱器上集箱、過熱器下集箱、過熱器進水管、過熱器引出管，形成過熱器的螺旋盤管的上端與過熱器上集箱連通，形成過熱器的螺旋盤管的下端與過熱器下集箱連通，過熱器進水管與過熱器下集箱連通，過熱器引出管與過熱器上集箱連通；所述省煤器還包括省煤器上集箱、省煤器下集箱、省煤器進水管、省煤器引出管，形成過熱器的螺旋盤管的上端與省煤器上集箱連通，形成省煤器的螺旋盤管的下端與省煤器下集箱連通，省煤器進水管與省煤器下集箱連通，省煤器引出管與省煤器上集箱連通；蒸發(fā)器進水管、蒸發(fā)器引出管、過熱器進水管、過熱器引出管、省煤器進水管、省煤器引出管均延伸至壓力殼體外。所述減溫器組件包括減溫水進水管、減溫水集箱和多個霧化噴嘴，霧化噴嘴以熱回收裝置的中心為圓心按圓周均勻分布，噴頭向下布置；霧化噴嘴與減溫水集箱連通，減溫水進水總管與減溫水集箱連通。
所述渣池處于減溫器組件的下端，渣池的上端與對流換熱水冷壁下端連接。所述氣化爐為氣流床氣化爐，該氣流床氣化爐是單噴嘴氣化爐，或者多噴嘴氣化爐，或者煤漿氣化爐，或者粉煤氣化爐，或者水冷壁氣化爐，或者耐火襯里氣化爐。本發(fā)明的工作原理是
氣化原料(水煤漿或者干煤粉)和氧化劑混合進入氣化爐體中，迅速發(fā)生氣化反應，生成高溫高壓的粗合成氣(溫度約為1400°C);高溫合成氣流與灰熔渣從合成氣入口進入熱回收裝置，向下通過輻射換熱腔將高位熱量回收后，與來自外界的激冷氣混合降溫；溫度迅速降低后，灰渣進入渣池中，氣流反折向上通過減溫器組件和對流換熱組件，進一步降溫冷卻，并回收大量的顯熱。
該熱回收裝置有效的將輻射換熱、煙氣激冷和對流換熱結(jié)合起來，設備體積大大減小，并盡可能多的回收了高溫合成氣所帶顯熱。熱回收裝置的合成氣入口為一窄長的通道，內(nèi)壁為耐火襯里。高溫合成氣及灰熔渣(溫度約1400°C)出氣化爐后，通過窄長的通道，以較高的氣流速度進入輻射換熱部分。輻射換熱部分由輻射換熱腔及腔內(nèi)的輻射屏組成。高溫合成氣及灰熔渣進入輻射換熱腔后，以輻射傳熱的方式將熱量傳給四周的輻射水冷壁。由于流通面積擴大，灰熔渣在氣流作用下向四周噴濺，從離開通道至到達膜式水冷壁的過程中，被充分冷卻，固化失去黏結(jié)性，在重力作用下向下運動。輻射換熱腔內(nèi)的輻射屏增大了輻射換熱面，減少了輻射換熱部分的體積，使換熱效果更好。合成氣及灰渣穿過輻射換熱腔后，與激冷氣混合，通過氣體混合室進一步迅速冷卻?；以搪淙氲撞吭刂?。渣池處于煙氣激冷部分的底部?；以淙朐刂?，與水混合急劇冷卻，形成高硬度的固態(tài)灰渣，隨水排入鎖渣罐中。視煤灰的結(jié)渣情況，可加裝破渣機，保證排渣系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行。減溫器組件處于對流換熱組件的底部，從煙氣激冷部分出來的合成氣中夾帶部分未凝結(jié)的飛灰，在減溫器組件處進行凝結(jié)。減溫器組件的存在減少了對流換熱組件的結(jié)渣，并可對進入對流換熱面的合成氣溫度進行控制，保證其正常安全的運行。對流換熱組件由若干組螺旋盤管組成，螺旋盤管外層為膜式水冷壁。每組螺旋盤管由四層緊密環(huán)繞的螺旋環(huán)管組成，每組螺旋盤管錯列布置。經(jīng)排水降溫的合成氣依次流過蒸發(fā)器、過熱器、省煤器并進行換熱冷卻，由合成氣出口排出。本發(fā)明的有益效果如下
(I)本發(fā)明提供的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，可有效的吸收氣化后的粗合成氣的顯熱，產(chǎn)生高壓蒸汽或中壓蒸汽用于發(fā)電或預熱其他工質(zhì)，整體能源利用率大大提高，具有能量回收利用率高的優(yōu)點。(2)本發(fā)明提供的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，其熱回收裝置將輻射換熱、煙氣激冷、對流換熱有效的結(jié)合起來，有效地縮減了廢熱鍋爐整體尺寸，制造、運輸和安裝較為方便。(3)本發(fā)明提供的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，其熱回收裝置帶有調(diào)節(jié)手段，在對流換熱組件底部布置霧化噴水減溫裝置，噴水量可根據(jù)進入對流換熱面組件的煙氣的溫度進行控制，使進入對流換熱面的高溫煤氣的溫度恒定，從而消除對流換熱面的積灰問題。


圖1為本發(fā)明的剖視示意 圖2為本發(fā)明圖1中的A-A截面首I]視不意 圖3為本發(fā)明圖1中的B-B截面首I]視不意 圖4為本發(fā)明圖1中的C-C截面首I]視不意圖； 圖5為本發(fā)明圖1中的I部的局部示意 其中，附圖標記為1氣化爐體，2熱回收裝置，3氣化爐的壓力殼體，4氣化爐的耐火襯里或水冷壁，5噴嘴通道，6輻射換熱組件，6-1輻射水冷壁，6-2輻射屏，7煙氣激冷組件，8渣池，8-1排渣口，9減溫器組件，9-1霧化噴嘴，10對流換熱組件，10-1對流換熱水冷壁，
10-2蒸發(fā)器，10-3過熱器，10-4省煤器，10-5螺旋盤管，11法蘭，12合成氣入口的耐火襯里，13合成氣排氣口，14熱回收裝置的壓力殼體，15合成氣入口，16激冷氣入口。
具體實施例方式如圖1-5所示，本發(fā)明所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置，包括氣化爐體I和熱回收裝置2，氣化爐體I設置于熱回收裝置2上方；所述氣化爐體I包括氣化爐的壓力殼體3、氣化爐的耐火襯里或者水冷壁4、噴嘴通道5，氣化爐的壓力殼體內(nèi)設置的氣化爐的耐火襯里或者水冷壁，氣化爐體的頂部設置噴嘴通道5。所述氣化爐為氣流床式氣化爐，包括單噴嘴和多噴嘴氣化爐、煤漿和粉煤氣化爐、水冷壁和耐火襯里氣化爐等各種形式的氣化爐。所述熱回收裝置2為帶煙氣激冷的輻射鍋爐預熱鍋爐混合式熱回收裝置，包括合成氣入口 5、輻射換熱組件6、煙氣激冷組件7、渣池8、減溫器組件9、對流換熱組件10、壓力殼體3。該熱回收裝置為回轉(zhuǎn)狀，輻射換熱部分6在上部，煙氣激冷7和對流換熱組件10在下部，對流換熱組件10位于煙氣激冷組件7外層。渣池8位于熱回收裝置2底部。所述氣化爐體I和熱回收裝置2通過法蘭11連接，兩裝置間由一窄長的通道連通的合成氣入口 15，通道內(nèi)壁為耐火襯里12。所述熱回收裝置2為一種回轉(zhuǎn)狀混合式熱回收裝置，對流換熱組件10壓力殼體3側(cè)壁的上端設有合成氣出口 13，輻射換熱部分6壓力殼體3的上封頭上設置有合成氣入口通道5，與輻射換熱組件6相接。所述福射換熱組件6縱向設于壓力殼體14內(nèi)，與帶熱量的氣體充分換熱；福射換熱組件6包括輻射水冷壁6-1和輻射屏6-2，輻射水冷壁6-1是由若干個縱向平行設置的立管圍成的圓筒壁，相鄰的兩個立管通過焊接連接，圓筒壁的中間為輻射換熱腔。輻射換熱組件6還包括輻射水冷壁上集箱、輻射水冷壁下集箱、輻射水冷壁進水管、輻射水冷壁引出管，輻射水冷壁上集箱與每個立管的上端連通，輻射水冷壁下集箱與每個立管的下端連通，輻射水冷壁進水管的一端與壓力殼體固接并設在壓力殼體的外部、輻射水冷壁進水管的另一端與輻射水冷壁上集箱連通，輻射水冷壁引出管的一端與壓力殼體的上封頭固接、另一端與輻射水冷壁上集箱連通；所述輻射水冷壁向下延伸設置于渣池8上端。
所述輻射屏6-2由若干個立管排形成，立管排以熱回收裝置的中心向外發(fā)散分布于輻射換熱腔內(nèi)，每個立管排由若干立管形成，立管排的相鄰兩個立管緊貼設置；輻射換熱組件6還包括輻射屏上集箱、輻射屏下集箱、輻射屏進水管、輻射屏引出管，輻射屏6-2的下端與輻射屏下集箱連通，輻射屏6-2的上端與輻射屏上集箱連通，輻射屏進水管和輻射屏引出管分別與輻射屏下集箱和輻射屏上集箱連通，并引出到壓力殼體14外。所述煙氣激冷組件7包括激冷氣入口 16和向下延伸的輻射水冷壁6-1，向下延伸的輻射水冷壁6-1與激冷氣入口 16形成氣體混合室；所述激冷氣入口均勻分布于輻射水冷壁上，并延伸至壓力殼體外。所述激冷氣入口 16可以根據(jù)需要設計為兩個、四個、六個或者八個等等，圖1中所示為四個，均勻的分布在壓力殼體14上。所述對流換熱組件10包括蒸發(fā)器10-2、過熱器10-3和省煤器10_4，蒸發(fā)器10_2、過熱器10-3和省煤器10-4從上往下依次布置于氣體混合室和壓力殼體14之間。所述蒸發(fā)器10-2、過熱器10-3和省煤器10_4分別由一組螺旋盤管10_5形成，螺旋盤管10-5外層為對流換熱水冷壁10-1，每組螺旋盤管10-5分別包括四層螺旋環(huán)管，每兩 層螺旋環(huán)管之間有一定的距離，每層螺旋環(huán)管是由管子緊密環(huán)繞形成的。所述蒸發(fā)器10-2還包括蒸發(fā)器上集箱、蒸發(fā)器下集箱、蒸發(fā)器進水管、蒸發(fā)器引出管，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的上端與蒸發(fā)器上集箱連通，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的下端與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器進水管與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器引出管與蒸發(fā)器上集箱連通；所述過熱器10-3還包括過熱器上集箱、過熱器下集箱、過熱器進水管、過熱器引出管，形成過熱器的螺旋盤管的上端與過熱器上集箱連通，形成過熱器的螺旋盤管的下端與過熱器下集箱連通，過熱器進水管與過熱器下集箱連通，過熱器引出管與過熱器上集箱連通；所述省煤器10-4還包括省煤器上集箱、省煤器下集箱、省煤器進水管、省煤器引出管，形成過熱器的螺旋盤管的上端與省煤器上集箱連通，形成省煤器的螺旋盤管的下端與省煤器下集箱連通，省煤器進水管與省煤器下集箱連通，省煤器引出管與省煤器上集箱連通；蒸發(fā)器進水管、蒸發(fā)器引出管、過熱器進水管、過熱器引出管、省煤器進水管、省煤器引出管均延伸至壓力殼體14外。所述減溫器組件9包括減溫水進水管、減溫水集箱和多個霧化噴嘴9-1，霧化噴嘴
9-1以熱回收裝置2的中心為圓心按圓周均勻分布，噴頭向下布置；霧化噴嘴與減溫水集箱連通，減溫水進水總管與減溫水集箱連通。所述渣池8處于減溫器組件9的下端，處于熱回收裝置2的底部，渣池8的上端與對流換熱水冷壁10-1下端連接。渣池8中視煤灰結(jié)渣情況加裝破渣機。所述氣化爐體I為氣流床氣化爐，該氣流床氣化爐是單噴嘴氣化爐，或者多噴嘴氣化爐，或者煤漿氣化爐，或者粉煤氣化爐，或者水冷壁氣化爐，或者耐火襯里氣化爐。本發(fā)明的工作過程為
所述的能源利用裝置由氣化爐體和熱回收裝置組成，氣化爐體為氣流床式氣化爐，包括單噴嘴和多噴嘴氣化爐、煤漿和粉煤氣化爐、水冷壁和耐火襯里氣化爐等各種形式的氣化爐。熱回收裝置為一種回轉(zhuǎn)狀混合式熱回收裝置，輻射換熱在上部，煙氣激冷和對流換熱在下部，對流換熱位于煙氣激冷部分的外層。氣化原料(水煤漿或者干煤粉)和氧化劑混合進入氣化爐體中，迅速發(fā)生氣化反應，生成高溫高壓的粗合成氣(溫度約為1400°C)。高溫合成氣流與灰熔渣從合成氣入口進入熱回收裝置，向下通過輻射換熱腔將高位熱量回收后，與來自外界的激冷氣混合，穿過煙氣激冷部分的氣體混合室。溫度迅速降低后，灰渣進入渣池中，氣流反折向上通過減溫器組件和對流換熱組件，進一步降溫冷卻，并回收大量的顯熱。該熱回收裝置有效的將輻射換熱、煙氣激冷和對流換熱結(jié)合起來，設備體積大大減小，并盡可能多的回收了高溫合成氣所帶顯熱。熱回收裝置的合成氣入口為一窄長的通道，內(nèi)壁為耐火襯里。高溫合成氣及灰熔渣(溫度約1400°C)出氣化爐后，通過窄長的通道，以較高的氣流速度進入輻射換熱部分。輻射換熱部分由膜式水冷壁腔及腔內(nèi)的輻射屏組成。高溫合成氣及灰熔渣進入水冷壁腔中，以輻射傳熱的方式將熱量傳給四周的膜式水冷壁。由于流通面積擴大，灰熔渣在氣流作用下向四周噴濺，從離開通道至到達膜式水冷壁的 過程中，被充分冷卻，固化失去黏結(jié)性，在重力作用下向下運動。水冷壁腔內(nèi)的輻射屏增大了輻射換熱面，減少了輻射換熱部分的體積，使換熱效果更好。合成氣及灰渣穿過輻射換熱腔后，與激冷氣混合，通過氣體混合室進一步迅速冷卻?；以搪淙氲撞吭刂?。渣池處于煙氣激冷部分的底部。灰渣落入渣池中，與水混合急劇冷卻，形成高硬度的固態(tài)灰渣，隨水排入鎖渣罐中。視煤灰的結(jié)渣情況，可加裝破渣機，保證排渣系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行。減溫器組件處于對流換熱組件的底部，從煙氣激冷部分出來的合成氣中夾帶部分未凝結(jié)的飛灰，在減溫器組件處進行凝結(jié)。減溫器組件的存在減少了對流換熱組件的結(jié)渣，并可對進入對流換熱面的合成氣溫度進行控制，保證其正常安全的運行。對流換熱組件由若干組螺旋盤管組成，螺旋盤管外層為膜式水冷壁。每組螺旋盤管由四層緊密環(huán)繞的螺旋環(huán)管組成，每組螺旋盤管錯列布置。經(jīng)排水降溫的合成氣依次流過蒸發(fā)器、過熱器、省煤器并進行換熱冷卻，由合成氣出口排出。
權(quán)利要求
1.帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置，其特征在于包括通過法蘭連接的氣化爐體和熱回收裝置，氣化爐體設置于熱回收裝置上方；所述氣化爐體包括氣化爐的壓力殼體、氣化爐的耐火襯里或者水冷壁、噴嘴通道，氣化爐的壓力殼體內(nèi)設置的氣化爐的耐火襯里或者水冷壁，氣化爐體的頂部設置噴嘴通道；所述熱回收裝置包括壓力殼體、合成氣入口、輻射換熱組件、煙氣激冷組件、對流換熱組件、減溫器組件、渣池、合成氣出口，合成氣入口位于壓力殼體的頂部，合成氣出口位于壓力殼體側(cè)壁的上端；輻射換熱組件固定設于壓力殼體內(nèi)的上部，與帶熱量的氣體充分換熱；煙氣激冷組件、對流換熱組件均固定設置于壓力殼體內(nèi)的下部，對流換熱組件在煙氣激冷組件和壓力殼體之間；減溫器組件固定設置于對流換熱組件的下方，渣池設置于壓力殼體內(nèi)的底部，渣池的底端與壓力殼體的底端共同形成排渣口 ；輻射換熱組件、對流換熱組件、減溫器組件、渣池位于壓力殼體內(nèi)形成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置， 其特征在于所述合成氣入口為一窄長通道，該合成氣入口的內(nèi)壁為耐火襯里。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置， 其特征在于所述輻射換熱組件縱向設于壓力殼體內(nèi)，與帶熱量的氣體充分換熱；輻射換熱組件包括輻射水冷壁和輻射屏，輻射水冷壁是由若干個縱向平行設置的立管圍成的圓筒壁，相鄰的兩個立管通過焊接連接，圓筒壁的中間為輻射換熱腔；輻射換熱組件還包括輻射水冷壁上集箱、輻射水冷壁下集箱、輻射水冷壁進水管、輻射水冷壁引出管，輻射水冷壁上集箱與每個立管的上端連通，輻射水冷壁下集箱與每個立管的下端連通，輻射水冷壁進水管的一端與壓力殼體固接并設在壓力殼體的外部、輻射水冷壁進水管的另一端與輻射水冷壁上集箱連通，輻射水冷壁引出管的一端與壓力殼體的上封頭固接、另一端與輻射水冷壁上集箱連通；所述輻射水冷壁向下延伸設置于渣池上端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置， 其特征在于所述輻射屏由若干個立管排形成，立管排以熱回收裝置的中心向外發(fā)散分布于輻射換熱腔內(nèi)，每個立管排由若干立管形成，立管排的相鄰兩個立管緊貼設置；輻射換熱組件還包括輻射屏上集箱、輻射屏下集箱、輻射屏進水管、輻射屏引出管，輻射屏的下端與輻射屏下集箱連通，輻射屏的上端與輻射屏上集箱連通，輻射屏進水管和輻射屏引出管分別與輻射屏下集箱和輻射屏上集箱連通，并引出到壓力殼體外。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置，其特征在于所述煙氣激冷組件包括激冷氣入口和向下延伸的輻射水冷壁，向下延伸的輻射水冷壁與激冷氣入口形成氣體混合室；所述激冷氣入口均勻分布于輻射水冷壁上，并延伸至壓力殼體外。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4或5所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置，其特征在于所述對流換熱組件包括蒸發(fā)器、過熱器和省煤器，蒸發(fā)器、過熱器和省煤器從上往下依次布置于氣體混合室和壓力殼體之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置， 其特征在于所述蒸發(fā)器、過熱器和省煤器分別由一組螺旋盤管形成，每組螺旋盤管分別包括四層螺旋環(huán)管，每兩層螺旋環(huán)管之間有一定的距離，每層螺旋環(huán)管是由管子緊密環(huán)繞形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置，其特征在于所述蒸發(fā)器還包括蒸發(fā)器上集箱、蒸發(fā)器下集箱、蒸發(fā)器進水管、蒸發(fā)器引出管，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的上端與蒸發(fā)器上集箱連通，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的下端與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器進水管與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器引出管與蒸發(fā)器上集箱連通；所述過熱器還包括過熱器上集箱、過熱器下集箱、過熱器進水管、過熱器引出管，形成過熱器的螺旋盤管的上端與過熱器上集箱連通，形成過熱器的螺旋盤管的下端與過熱器下集箱連通，過熱器進水管與過熱器下集箱連通，過熱器引出管與過熱器上集箱連通；所述省煤器還包括省煤器上集箱、省煤器下集箱、省煤器進水管、省煤器引出管，形成過熱器的螺旋盤管的上端與省煤器上集箱連通，形成省煤器的螺旋盤管的下端與省煤器下集箱連通，省煤器進水管與省煤器下集箱連通，省煤器引出管與省煤器上集箱連通；蒸發(fā)器進水管、蒸發(fā)器引出管、過熱器進水管、過熱器引出管、省煤器進水管、省煤器引出管均延伸至壓力殼體外。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置，其特征在于所述減溫器組件包括減溫水進水管、減溫水集箱和多個霧化噴嘴，霧化噴嘴以熱回收裝置的中心為圓心按圓周均勻分布，噴頭向下布置；霧化噴嘴與減溫水集箱連通，減溫水進水總管與減溫水集箱連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置，其特征在于所述渣池處于減溫器組件的下端，渣池的上端與對流換熱水冷壁下端連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置，其特征在于具體工作原理是 氣化原料和氧化劑混合進入氣化爐體中，迅速發(fā)生氣化反應，生成高溫高壓的粗合成氣；當高溫高壓的合成氣及熔融渣出氣化爐體后，通過熱回收裝置的合成氣入口進入輻射換熱組件，在輻射換熱腔中，對高溫合成氣流和熔融渣進行輻射水冷降溫； 然后，合成氣及熔融渣穿過輻射換熱腔后進入氣體混合室，與通入的激冷氣混合，在氣體混合室內(nèi)進一步迅速冷卻； 冷卻后的熔融渣直接進入渣池，在渣池中，熔融渣與水混合急劇冷卻，形成高硬度的固態(tài)灰渣，固態(tài)灰渣隨水排出； 合成氣經(jīng)過氣體混合室冷卻后，經(jīng)過渣池水面的反折向上通過減溫器組件進行噴霧降溫；在進入對流換熱組件內(nèi)，依次流過蒸發(fā)器、過熱器、省煤器并進行換熱冷卻，由合成氣出口排出。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預熱混合式能源利用裝置，包括通過法蘭連接的氣化爐體和熱回收裝置；熱回收裝置包括壓力殼體、合成氣入口、輻射換熱組件、煙氣激冷組件、對流換熱組件、減溫器組件、渣池、合成氣出口，氣化爐體通過合成氣入口與熱回收裝置連通，合成氣先經(jīng)過輻射換熱，然后經(jīng)過激冷降溫，然后熔融渣掉進渣池排出；合成氣反折向上經(jīng)過對流換熱降溫；本發(fā)明將輻射換熱、煙氣激冷、對流換熱有效結(jié)合，可用于IGCC發(fā)電系統(tǒng)，吸收粗合成氣的顯熱產(chǎn)生高壓蒸汽或中壓蒸汽用于發(fā)電，整體能源利用率大大提高，能量回收利用率高，有效縮減了廢熱鍋爐整體尺寸，制造、運輸和安裝較為方便，可消除對流換熱面的積灰問題。
文檔編號C10J3/86GK103013577SQ20121053033
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者曹立勇, 張媛, 張春飛, 張鑫, 郭盼, 劉正寧, 樊偉, 杜奇, 李陽, 劉江, 胡春云, 雷宇 申請人:中國東方電氣集團有限公司