本實用新型涉及一種高溫顯熱回收裝置，屬于余熱回收技術領域。

背景技術：

煤氣化后的產物通常是高溫并帶粉塵的合成氣，其溫度通常高于1400℃，合成氣的這部分高溫顯熱如被有效回收，可大大提高系統(tǒng)熱效率，有利于全系統(tǒng)的節(jié)能減排，尤其用于回收高溫合成氣顯熱的輻射式廢熱鍋爐對提高煤化工裝置的熱效率尤為重要。

輻射式廢熱鍋爐與氣化爐直接連接，為了充分回收合成氣高溫顯熱，通常要求合成氣通過輻射廢鍋后溫度降低至500℃以下。為了使合成氣溫度降到500℃以下，只能通過增加水冷壁傳熱面積，然而傳統(tǒng)增加水冷壁傳熱面積的方法通常是增加水冷壁的長度或增大水冷壁的直徑，壓力殼體也隨之增長或增大，使材料消耗量及占用空間增加。即使合成氣的溫度降至500℃以下，其中仍含有一定量的飛灰，不能直接用于化工生產，為了使其滿足化工生產要求，則需要配套除塵系統(tǒng)和水洗系統(tǒng)，增加了整體設備投資成本，不僅使設計流程復雜化，系統(tǒng)運行可靠性降低，而且也不便于制造、運輸及安裝。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型提供一種高溫顯熱回收裝置，該裝置采用“輻射廢鍋和激冷除塵”的方式，不僅能夠降低合成氣的溫度，并且能減小合成氣的含塵量，有效減少下游換熱與除塵設備的投入，降低整體設備的投資成本。

本實用新型提供一種高溫顯熱回收裝置，包括：

輻射廢鍋，所述輻射廢鍋包括管屏水冷壁、內層水冷壁、外層水冷壁和頂錐水冷壁，其中，所述管屏水冷壁、內層水冷壁、外層水冷壁由內至外依序同軸套設，所述頂錐水冷壁與所述內層水冷壁的上部連接；

除塵組件，設置在所述內層水冷壁的下部，所述除塵組件包括激冷集箱和均勻分布在所述激冷集箱內側并與所述激冷集箱連通的激冷噴管；

廢渣池，所述廢渣池與所述外層水冷壁的下部連接；

外殼，所述外殼套設在所述輻射廢鍋、除塵組件和廢渣池的外部。

在一實施方式中，還包括外層進水集箱和外層出水集箱，所述外層進水集箱設置在所述外層水冷壁下部并與所述外層水冷壁連通，所述外層出水集箱設置在所述外層水冷壁上部并與所述外層水冷壁連通。

在一實施方式中，還包括內層進水集箱和內層出水集箱，所述內層進水集箱設置在所述管屏水冷壁和內層水冷壁的下部并與所述管屏水冷壁和內層水冷壁連通，所述內層出水集箱設置在所述頂錐水冷壁的上方并與所述頂錐水冷壁連通。

在一實施方式中，還包括中間集箱，所述中間集箱設置在所述管屏水冷壁和內層水冷壁上部并分別與所述管屏水冷壁和內層水冷壁連通；

所述內層水冷壁通過所述中間集箱與所述頂錐水冷壁連接。

在一實施方式中，所述除塵組件與所述內層進水集箱平行設置并處于所述內層進水集箱的內側。

在一實施方式中，所述激冷噴管的中心線與水平面的夾角為0-75°。

在一實施方式中，還包括導流組件，所述導流組件包括導流筒和下降管，所述導流筒的一端與所述下降管連接，所述導流筒的另一端與所述內層進水集箱連接；

所述下降管的下部伸入所述廢渣池中。

在一實施方式中，所述導流筒包括互相連接的直段筒和錐段筒，其中，所述直段筒與所述內層進水集箱連接，所述錐段筒與所述下降管連接。

在一實施方式中，還包括穿設于所述外殼的合成氣輸出管道，所述合成氣輸出管道一端與外界相通，另一端與所述外層水冷壁和內層水冷壁之間的腔室相通。

在一實施方式中，所述輻射廢鍋的上部還設置有接收合成氣的入口。

本實用新型的實施，至少具有以下優(yōu)勢：

1、本實用新型通過“輻射廢鍋+激冷除塵”的方式回收高溫合成氣的顯熱，生成中壓或高壓蒸汽，有效提高傳熱效率，減小裝置所占空間；

2、本實用新型涉及的激冷除塵設備，能夠明顯降低去下游合成氣的溫度與含塵量，減少下游換熱與除塵設備投入，降低整體設備投資成本；

3、本實用新型簡化設計流程使制造、運輸及安裝方便；

4、本實用新型涉及的帶激冷與除塵的輻射式高溫顯熱回收裝置，能夠有效控制去下游合成氣的各項指標，有利于后續(xù)工段的變換反應，便于化工生產與運用。

附圖說明

圖1為本實用新型高溫顯熱回收裝置的剖面結構示意圖；

圖2是本實用新型的除塵組件橫截端面示意圖；

圖3是本實用新型的除塵組件俯視示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

圖1為本實用新型高溫顯熱回收裝置的剖面結構示意圖，圖2是本實用新型的除塵組件橫截端面示意圖，圖3是本實用新型的除塵組件俯視示意圖，請參考圖1-圖3，本實用新型的高溫顯熱回收裝置包括輻射廢鍋1，輻射廢鍋1包括管屏水冷壁2、內層水冷壁3、外層水冷壁4和頂錐水冷壁5，其中，管屏水冷2壁、內層水冷壁3、外層水冷壁4由內至外依序同軸套設，頂錐水冷壁5與內層水冷壁3的上部連接；除塵組件6，設置在內層水冷壁3和管屏水冷壁2的下部，除塵組件6包括激冷集箱61和均勻分布在激冷集箱61內側并與激冷集箱61連通的激冷噴管62；廢渣池7，廢渣池7與外層水冷壁4的下部連接；外殼8，外殼8套設在輻射廢鍋1、除塵組件6和廢渣池7的外部。

具體地，管屏水冷壁2、內層水冷壁3以及外層水冷壁都4是具有上下開口的管狀結構，并且管屏水冷壁2、內層水冷壁3、外層水冷壁4由內至外依序同軸套設，其中，管屏水冷壁2由多組管屏同軸圍繞而成并且與內層水冷壁長度3相等。本實用新型并不限制管屏水冷壁2、內層水冷壁3以及外層水冷壁4的具體形狀，但優(yōu)選為具有上下開口的圓管狀結構。其中，頂錐水冷壁5為圓弧狀，其與內層水冷壁3的上端連接。由于輻射廢鍋1是對合成氣進行冷卻的主要場所，因此，輻射廢鍋1上部包括一個接收合成氣的入口11，該入口11與管狀結構的管屏水冷壁2、內層水冷壁3以及外層水冷壁4的上開口連通。

除塵組件6設置在內層水冷壁3和管屏水冷壁2的下部，因此，當合成氣被輻射廢鍋1冷卻后能夠接著被除塵組件6進行處理，以降低合成氣中的含塵量。本實用新型中的激冷集箱61中的介質為水，因此水會從激冷噴管62噴出，對合成氣進行除塵處理。

廢渣池7與外層水冷壁4的下部連接，用于接收由除塵組件6除塵后的廢水并且該廢水能夠通過設置在廢渣池7底部的廢水出口排出。外殼8將管屏水冷壁2、內層水冷壁3、外層水冷壁4、頂錐水冷壁5、除塵組件6以及水冷渣池7容置其中，并且與管屏水冷壁2、內層水冷壁3、外層水冷壁4同軸設置。

同時，可以想到的是本實用新型的高溫顯熱回收裝置還包括合成氣輸出管道12用于向下游輸送降溫除塵后的合成氣，該合成氣輸出管道12一端與外界相通，另一端與外層水冷壁4和內層水冷壁3之間的腔室相通。為了增強合成氣的降溫效果，該合成氣輸出管道12一般設置在靠近外層水冷壁4上部的位置。

本實用新型的高溫顯熱回收裝置構造簡單，當待冷卻的合成氣由入口11進入輻射廢鍋1后，合成氣先經過頂錐水冷壁5被頂錐水冷壁5冷卻，然后繼續(xù)向下運動至管屏水冷壁2所形成的腔室中被管屏水冷壁2冷卻，接著與除塵組件6接觸被激冷除塵，除塵后產生的廢水會進入廢渣池7，而合成氣會自下至上進入外層水冷壁4與內層水冷壁3之間的腔室再次被冷卻，最后進入合成氣輸出管道12排出高溫顯熱回收裝置。本實用新型的裝置采用“輻射廢鍋+激冷除塵”的方式對合成氣進行了降溫除塵處理，在不增大后處理投資成本的前提下有效的控制了去下游合成氣的各項指標。

進一步地，還包括外層進水集箱41和外層出水集箱42，外層進水集箱41設置在外層水冷壁4下部并與外層水冷壁4連通，外層出水集箱42設置在外層水冷壁4上部并與外層水冷壁4連通。外層進水集箱41用于向外層水冷壁4提供冷卻水，冷卻水從外層進水集箱41進入外層水冷壁4后，自下而上經過整個外層水冷壁4，當冷卻水吸收了合成氣的熱量后會變成蒸汽，蒸汽進入外層出水集箱42后再通過汽包排出系統(tǒng)外。

進一步地，還包括內層進水集箱31和內層出水集箱32，內層進水集箱31設置在管屏水冷壁2和內層水冷壁3的下部并與管屏水冷壁2和內層水冷壁3連通，內層出水集箱32設置在頂錐水冷壁5的上方并與頂錐水冷壁5連通。同時，由于頂錐水冷壁5為圓弧狀，因此為了便于其與內層水冷壁3的連接，本實用新型還包括中間集箱51，中間集箱51設置在管屏水冷壁2和內層水冷壁3上部并分別與管屏水冷壁2和內層水冷壁3連通；內層水冷壁3通過中間集箱51與頂錐水冷壁5連接。

具體地，內層進水集箱31用于向內層水冷壁3和管屏水冷壁2提供冷卻水，冷卻水從內層進水集箱31進入內層水冷壁3和管屏水冷壁2后，自下而上經過整個內層水冷壁3和管屏水冷壁2后會進入中間集箱51，再由中間集箱51進入頂錐水冷壁5，最后冷卻水吸收了合成氣的熱量后會變成蒸汽，蒸汽進入內層出水集箱32后再通過汽包排出系統(tǒng)外。

進一步地，除塵組件6與內層進水集箱31平行設置并處于內層進水集箱31的內側。并且當除塵組件6中的激冷噴管62的中心線與水平面的夾角為0-75°時，除塵組件6對合成氣的除塵效果最佳。

可以想到的是，內層進水集箱31以及外層進水集箱41分別與進水管道33相連，內層出水集箱32以及外層出水集箱42分別與出水管道44相連。

本實用新型并不限制內層進水集箱31、外層進水集箱41、內層出水集箱32、外層出水集箱42、中間集箱51、除塵組件6以及合成氣輸出管道12的個數(shù)，在圖1中，上述元件分別為兩個，并且兩兩對稱設置。

進一步地，為了便于除塵后的合成氣與廢水分離，在除塵組件6與廢渣池7之間還包括導流組件9，導流組件包括導流筒和下降管91，導流筒的一端與下降管91連接，導流筒的另一端與內層進水集箱31連接；下降管91的下部伸入廢渣池7中。具體地，導流筒包括互相連接的直段筒92和錐段筒93，直段筒92與內層進水集箱31連接，錐段筒93與下降管91連接。其中，錐段筒93的收窄端與下降管91連接。

被除塵后的合成氣與廢水依序沿著直段筒93、錐段筒94、下降管92，最終進入廢渣池7。廢水收集在廢渣池7中，合成氣會從廢渣池7中逸出，進入內層水冷壁3與外層水冷壁4之間的腔室中繼續(xù)被冷卻。

本實用新型是通過“輻射廢鍋+激冷除塵”的方式回收高溫合成氣的顯熱，生成中壓或高壓蒸汽，有效提高傳熱效率，減小裝置所占空間，同時能夠明顯降低去下游合成氣的溫度與含塵量，減少下游換熱與除塵設備投入，降低整體設備投資成本，簡化設計流程使制造、運輸及安裝方便。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的范圍。