本發(fā)明涉及煤氣轉(zhuǎn)化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種粗煤氣除塵和降溫系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

自上世紀(jì)末期氣流床氣化技術(shù)在我國(guó)開(kāi)始使用，迄今為止已有二十幾年的時(shí)間，有數(shù)百臺(tái)氣化爐在進(jìn)行使用。這些氣化爐由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理，存在無(wú)法徹底將氣體中的固體顆粒徹底洗滌干凈和洗滌后的氣體溫度較高的缺點(diǎn)，此外，這些氣化工藝中的熱量回收基本都采用直接激冷的熱量回收方式，氣化爐激冷段激冷后的高溫?zé)崴枰B續(xù)外排到后續(xù)處理單元進(jìn)行熱量回收，存在熱量回收效率低和回收蒸汽品質(zhì)差的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種粗煤氣除塵和降溫系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有粗煤氣除塵和降溫工藝中存在無(wú)法徹底將夾雜在氣體中的固體顆粒徹底洗滌干凈、洗滌后的氣體溫度較高、熱量回收效率低和回收的蒸汽品質(zhì)差問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種粗煤氣除塵和降溫系統(tǒng)，所述粗煤氣除塵和降溫系統(tǒng)包括氣化爐、混合器、汽包、洗氣塔和循環(huán)洗滌水泵，所述氣化爐內(nèi)部從上至下依次設(shè)置有相互連通的氣化段和激冷段，所述氣化段設(shè)置有進(jìn)料口，所述氣化段內(nèi)設(shè)置有第一膜式水冷壁，所述第一膜式水冷壁設(shè)置有第一進(jìn)水口和第一蒸汽出口，所述激冷段設(shè)置有第一循環(huán)洗滌水入口、第一出渣口和第一粗煤氣出口，所述混合器設(shè)置有與所述第一粗煤氣出口連通的第一粗煤氣入口、第二粗煤氣出口和第二循環(huán)洗滌水入口，所述汽包設(shè)置有與所述第一進(jìn)水口連通的第一出水口、第二蒸汽出口以及與所述第一蒸汽出口連通的第一蒸汽入口，所述洗氣塔設(shè)置有第三粗煤氣出口、與所述第二粗煤氣出口連通的第二粗煤氣入口、洗滌水入口、黑水出口以及與所述循環(huán)洗滌水泵的輸入口連通的第一循環(huán)洗滌水出口，所述循環(huán)洗滌水泵的輸出口分別與所述第一循環(huán)洗滌水入口和第二循環(huán)洗滌水入口連通。

優(yōu)選的，所述氣化段與激冷段之間還設(shè)置有分別與氣化段和激冷段連通的輻射廢鍋，所述輻射廢鍋設(shè)置有第二出渣口，所述輻射廢鍋內(nèi)部設(shè)置有第二膜式水冷壁，所述第二膜式水冷壁設(shè)置有與所述第一出水口連通的第二進(jìn)水口和與所述第一蒸汽入口連通的第三蒸汽出口。

優(yōu)選的，所述第一出水口設(shè)置在汽包的底部。

優(yōu)選的，所述混合器為文丘里洗滌器，所述第二粗煤氣入口設(shè)置在所述洗氣塔的中下部，所述第一循環(huán)洗滌水出口設(shè)置在所述洗氣塔的下部，所述黑水出口設(shè)置在所述洗氣塔的底部，所述洗滌水入口設(shè)置在所述洗氣塔的中上部。

對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明的另一目的在于提供一種粗煤氣除塵和降溫方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1，將煤漿和氧氣通過(guò)進(jìn)料口導(dǎo)入所述氣化段內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，得到粗煤氣和固體顆粒；

步驟2，將粗煤氣和固體顆粒通入所述激冷段，利用所述循環(huán)洗滌水泵泵入的洗滌水對(duì)粗煤氣和固體顆粒進(jìn)行洗滌，降低粗煤氣的溫度，除去部分固體顆粒；

步驟3，將在所述激冷段洗滌后的粗煤氣通入所述混合器內(nèi)，利用所述循環(huán)洗滌水泵泵入的洗滌水對(duì)粗煤氣進(jìn)行洗滌，除去粗煤氣中夾雜的部分固體顆粒，降低粗煤氣的溫度；

步驟4，將在所述混合器洗滌后的粗煤氣通入所述洗氣塔內(nèi)，利用洗滌水對(duì)粗煤氣進(jìn)行再次洗滌，除去粗煤氣中夾雜的剩余固體顆粒，降低粗煤氣的溫度。

優(yōu)選的，所述固體顆粒包括灰渣和未反應(yīng)的煤灰。

優(yōu)選的，在執(zhí)行所述步驟2之前還執(zhí)行以下步驟：步驟5，將所述氣化段內(nèi)的粗煤氣和固體顆粒通入所述輻射廢鍋內(nèi)，通過(guò)與所述第二膜式水冷壁內(nèi)的循環(huán)水進(jìn)行熱交換對(duì)粗煤氣進(jìn)行降溫。

優(yōu)選的，在執(zhí)行所述步驟5之后還執(zhí)行以下步驟：將所述第一膜式水冷壁和第二膜式水冷壁內(nèi)產(chǎn)生的水蒸氣通入所述汽包中進(jìn)行汽水分離，得到水蒸氣和水，將分離出的水導(dǎo)入第一膜式水冷壁循環(huán)利用。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的粗煤氣除塵和降溫系統(tǒng)具有可有效將氣體中的固體顆粒洗滌干凈、有效降低氣體的溫度、熱量回收效率高和回收的蒸汽品質(zhì)高的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中粗煤氣除塵和降溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中粗煤氣除塵和降溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明粗煤氣除塵和降溫方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

如圖1所示，粗煤氣除塵和降溫系統(tǒng)包括氣化爐1、混合器2、洗氣塔3、循環(huán)洗滌水泵4和汽包5，氣化爐1內(nèi)部從上至下依次設(shè)置有相互連通的氣化段11和激冷段13，氣化段11和激冷段13的連接通道作為氣化段11的粗煤氣出口，同時(shí)也是激冷段13的粗煤氣入口。氣化段11頂部設(shè)置有進(jìn)料口111，煤漿和氧氣混合后通過(guò)進(jìn)料口111進(jìn)入氣化段11發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生粗煤氣、灰渣和未反應(yīng)的煤灰，其中灰渣和未反應(yīng)的煤灰統(tǒng)稱(chēng)為固體顆粒。為了對(duì)氣化段11內(nèi)熱量進(jìn)行回收，氣化段11內(nèi)設(shè)置有第一膜式水冷壁，第一膜式水冷壁設(shè)置有第一進(jìn)水口113和第一蒸汽出口114。通過(guò)在氣化段11內(nèi)設(shè)置第一膜式水冷壁，提高了氣化爐1對(duì)熱量的回收效率。激冷段13設(shè)置有第一循環(huán)洗滌水入口131、第一粗煤氣出口133和用來(lái)排放灰渣和未反應(yīng)的煤灰的第一出渣口132，混合器2設(shè)置有與第一粗煤氣出口133連通的第一粗煤氣入口21、第二粗煤氣出口22和第二循環(huán)洗滌水入口23，在本實(shí)施例中，混合器2為文丘里洗滌器。循環(huán)洗滌水泵4設(shè)置有輸入口41和輸出口42，輸出口42分別與第一循環(huán)洗滌水入口131和第二循環(huán)洗滌水入口23連通。汽包5設(shè)置有與第一進(jìn)水口113連通的第一出水口51、第二蒸汽出口52以及與第一蒸汽出口114連通的第一蒸汽入口53，其中，第一出水口51設(shè)置在汽包5的底部。汽包5為常見(jiàn)的汽水分離裝置，第一膜式水冷壁中的液態(tài)水受熱蒸發(fā)形成大量的水蒸氣，水蒸氣攜帶部分液態(tài)水通過(guò)第一蒸汽入口53進(jìn)入汽包5，在汽包5內(nèi)發(fā)生汽水分離，得到液態(tài)水和高品質(zhì)的水蒸氣，水蒸氣通過(guò)第二蒸汽出口52排出進(jìn)行后續(xù)利用，而分離出的液態(tài)水則依次通過(guò)第一出水口51和第一進(jìn)水口113進(jìn)入第一膜式水冷壁重復(fù)利用。既充分回收了氣化段11內(nèi)的熱量，又產(chǎn)生了高品質(zhì)的水蒸氣，同時(shí)還使得液態(tài)水到循環(huán)利用，大大降低對(duì)水資源的消耗。洗氣塔3的頂部設(shè)置有第三粗煤氣出口31，洗氣塔3的中下部設(shè)置有與第二粗煤氣出口22連通的第二粗煤氣入口32，洗氣塔3的中上部設(shè)置有洗滌水入口35，洗氣塔3的底部設(shè)置有黑水出口33，洗氣塔3的下部設(shè)置有與輸入口41連通的第一循環(huán)洗滌水出口34。粗煤氣和固體顆粒在激冷段13內(nèi)被循環(huán)洗滌水泵4泵入的洗滌水對(duì)其進(jìn)行洗滌，降低了粗煤氣的溫度，除去了部分固體顆粒，而洗滌完畢的粗煤氣中夾雜著固體顆粒依次通過(guò)第一粗煤氣出口133和第一粗煤氣入口21進(jìn)入混合器2內(nèi)，循環(huán)洗滌水泵4將洗氣塔3內(nèi)的洗滌水通過(guò)第二循環(huán)洗滌水入口23泵入的混合器2內(nèi)對(duì)粗煤氣進(jìn)行再次洗滌，除去粗煤氣中夾雜的部分固體顆粒，進(jìn)一步降低了粗煤氣的溫度，從第二粗煤氣出口22出來(lái)的粗煤氣通過(guò)第二粗煤氣入口32進(jìn)入洗氣塔3，進(jìn)入洗氣塔3內(nèi)的粗煤氣首先在洗氣塔3的底部黑水中進(jìn)行水浴，通過(guò)水與粗煤氣接觸，可有效洗去夾雜在粗煤氣中的固體顆粒，同時(shí)水與粗煤氣接觸降低了粗煤氣的溫度，水浴過(guò)的粗煤氣在洗氣塔3內(nèi)向上流動(dòng)，當(dāng)流動(dòng)至洗氣塔3中上部時(shí)，粗煤氣與向下流動(dòng)的洗滌水接觸，利用洗滌水將粗煤氣中剩余的固體顆粒徹底洗滌干凈，同時(shí)再次對(duì)粗煤氣進(jìn)行了降溫處理。粗煤氣與夾帶在粗煤氣中的液態(tài)水從第三粗煤氣出口31排出，進(jìn)入下游工序進(jìn)行處理，洗氣塔3中生成的水和固體顆?；旌隙傻暮谒畡t可以通過(guò)洗氣塔3底部的黑水出口33排出。

實(shí)施例2

如圖2所示，本實(shí)施例以實(shí)施例1為基礎(chǔ)，與實(shí)施例1不同之處在于，本實(shí)施例中的粗煤氣除塵和降溫系統(tǒng)增加了輻射廢鍋12。輻射廢鍋12用于對(duì)粗煤氣在進(jìn)入激冷段13之前進(jìn)行降溫，輻射廢鍋12設(shè)置在氣化段11與激冷段13之間并且分別與氣化段11和激冷段13連通，輻射廢鍋12設(shè)置有用來(lái)排放灰渣和未反應(yīng)的煤灰的第二出渣口121，輻射廢鍋12內(nèi)部設(shè)置有第二膜式水冷壁，第二膜式水冷壁設(shè)置有第二進(jìn)水口122和第三蒸汽出口123，第二進(jìn)水口122與第一出水口51連通，第三蒸汽出口123與第一蒸汽入口53連接，氣化爐1內(nèi)產(chǎn)生的粗煤氣一般溫度都在1600℃左右，進(jìn)入輻射廢鍋12后，粗煤氣與第二膜式水冷壁內(nèi)的循環(huán)水進(jìn)行熱交換使得粗煤氣的溫度降至700℃左右。第二膜式水冷壁內(nèi)的循環(huán)水由于受熱產(chǎn)生大量的水蒸氣，夾著這液態(tài)水的水蒸氣依次通過(guò)第三蒸汽出口123和第一蒸汽入口53進(jìn)入汽包5，在汽包5內(nèi)發(fā)生汽水分離，得到液態(tài)水和高品質(zhì)的水蒸氣，既對(duì)輻射廢鍋12內(nèi)的熱量進(jìn)行回收，又提高了汽包5水蒸氣的產(chǎn)量。

工作原理：混合后煤漿和氧氣通過(guò)進(jìn)料口111進(jìn)入氣化段11發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生粗煤氣和固體顆粒，粗煤氣和固體顆粒從氣化段11進(jìn)入輻射廢鍋12，在輻射廢鍋12內(nèi)粗煤氣與第二膜式水冷壁內(nèi)的循環(huán)水進(jìn)行熱交換使得粗煤氣的溫度降低。同時(shí)，第一膜式水冷壁與第二膜式水冷壁內(nèi)的循環(huán)水由于受熱產(chǎn)生大量的水蒸氣，水蒸氣與部分液態(tài)水通過(guò)第一蒸汽入口53進(jìn)入汽包5，在汽包5內(nèi)發(fā)生汽水分離，得到液態(tài)水和水蒸氣，水蒸氣通過(guò)第二蒸汽出口52排出進(jìn)行后續(xù)利用，分離出的液態(tài)水則被導(dǎo)入第一膜式水冷壁和第二膜式水冷壁內(nèi)重復(fù)利用，從輻射廢鍋12出來(lái)的粗煤氣和固體顆粒在激冷段13內(nèi)被循環(huán)洗滌水泵4泵入的洗滌水對(duì)其進(jìn)行洗滌，降低粗煤氣的溫度，除去了部分固體顆粒，洗滌完畢的粗煤氣中夾雜著固體顆粒進(jìn)入混合器2內(nèi)，循環(huán)洗滌水泵4將洗氣塔3內(nèi)的洗滌水泵入到混合器2內(nèi)對(duì)粗煤氣進(jìn)行再次洗滌，除去粗煤氣中夾雜的部分固體顆粒，降低粗煤氣的溫度，最后粗煤氣進(jìn)入洗氣塔3，進(jìn)入洗氣塔3內(nèi)的粗煤氣首先在洗氣塔3的底部進(jìn)行水浴，通過(guò)水與粗煤氣進(jìn)行接觸，可有效洗去夾雜在粗煤氣中的固體顆粒，同時(shí)水與粗煤氣接觸降低了粗煤氣的溫度，水浴過(guò)的粗煤氣在洗氣塔3內(nèi)向上流動(dòng)，當(dāng)流動(dòng)至洗氣塔3中上部時(shí)，粗煤氣與向下流動(dòng)的洗滌水接觸，利用洗滌水將粗煤氣中剩余的固體顆粒徹底洗滌干凈，同時(shí)再次對(duì)粗煤氣進(jìn)行了降溫處理。粗煤氣與夾帶在粗煤氣中的液態(tài)水從第三粗煤氣出口31排出，進(jìn)入下游工序進(jìn)行處理，洗氣塔3中生成的水和固體顆粒混合而成的黑水則可以通過(guò)洗氣塔3底部的黑水出口33排出，本實(shí)施例中，由于循環(huán)洗滌水泵4將洗氣塔3內(nèi)的洗滌水泵入到混合器2和激冷段13循環(huán)利用，因而減少了黑水處理單元的黑水處理量，減少了系統(tǒng)循環(huán)水量的消耗，使得系統(tǒng)更加節(jié)能環(huán)保。

圖3示出了根據(jù)圖1所示的粗煤氣除塵和降溫系統(tǒng)的粗煤氣除塵和降溫方法的流程圖，包括以下步驟：

步驟1，將煤漿和氧氣通過(guò)進(jìn)料口111導(dǎo)入氣化段11內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，得到粗煤氣和固體顆粒。

將混合后的煤漿和氧氣通過(guò)進(jìn)料口111導(dǎo)入氣化段11內(nèi)進(jìn)行燃燒反應(yīng)，得到粗煤氣和固體顆粒，在本實(shí)施例中，固體顆粒包括灰渣和未反應(yīng)的煤灰，粗煤氣和固體顆粒從氣化段11與激冷段13之間的通道進(jìn)入激冷段13，同時(shí)第一膜式水冷壁中產(chǎn)生的水蒸氣與部分液態(tài)水通過(guò)第一蒸汽入口53通入汽包5，在汽包5內(nèi)發(fā)生汽水分離，得到液態(tài)水和高品質(zhì)的水蒸氣，水蒸氣通過(guò)第二蒸汽出口52排出進(jìn)行后續(xù)利用，分離出的液態(tài)水則通過(guò)第一出水口51和第一進(jìn)水口113導(dǎo)入第一膜式水冷壁重復(fù)利用。

步驟2，將粗煤氣和固體顆粒通入激冷段13，利用循環(huán)洗滌水泵4泵入的洗滌水對(duì)粗煤氣和固體顆粒進(jìn)行洗滌，降低粗煤氣的溫度，除去部分固體顆粒。

粗煤氣和固體顆粒進(jìn)入激冷段13后，循環(huán)洗滌水泵4向激冷段13內(nèi)泵入從第一循環(huán)洗滌水出口34輸出的洗滌水，對(duì)粗煤氣和固體進(jìn)行洗滌，降低了粗煤氣的溫度，除去了部分固體顆粒，洗滌完畢后，粗煤氣中夾雜著固體顆粒進(jìn)入混合器2內(nèi)。

步驟3，將在激冷段13洗滌后的粗煤氣通入混合器2內(nèi)，利用循環(huán)洗滌水泵4泵入的洗滌水對(duì)粗煤氣進(jìn)行洗滌，除去粗煤氣中夾雜的部分固體顆粒，降低粗煤氣的溫度。

粗煤氣進(jìn)入混合器2后，循環(huán)洗滌水泵4向混合器2內(nèi)泵入從第一循環(huán)洗滌水出口34輸出的洗滌水，對(duì)粗煤氣進(jìn)行洗滌，降低粗煤氣的溫度，除去粗煤氣中夾雜的部分固體顆粒。

步驟4，將在混合器2洗滌后的粗煤氣通入洗氣塔3內(nèi)，利用洗滌水對(duì)粗煤氣進(jìn)行再次洗滌，除去粗煤氣中夾雜的剩余固體顆粒，降低粗煤氣的溫度。

進(jìn)入洗氣塔3內(nèi)的粗煤氣首先在洗氣塔3底部的黑水中進(jìn)行水浴，通過(guò)水與粗煤氣進(jìn)行接觸，可有效洗去夾雜在粗煤氣中的固體顆粒，同時(shí)水與粗煤氣接觸降低了粗煤氣的溫度，水浴過(guò)的粗煤氣在洗氣塔3內(nèi)向上流動(dòng)，當(dāng)流動(dòng)至洗氣塔3中上部時(shí)，粗煤氣與向下流動(dòng)的洗滌水接觸，利用洗滌水將粗煤氣中剩余的固體顆粒徹底洗滌干凈，同時(shí)再次對(duì)粗煤氣進(jìn)行了降溫處理。粗煤氣與夾帶在粗煤氣中的液態(tài)水從第三粗煤氣出口31排出，進(jìn)入下游工序進(jìn)行處理，洗氣塔3中生成的水和固體顆?；旌隙傻暮谒畡t可以通過(guò)洗氣塔3底部的黑水出口33排出。

進(jìn)一步的，為了對(duì)進(jìn)入激冷段13之前的粗煤氣降溫，提高熱量回收效率，還應(yīng)執(zhí)行以下步驟：步驟5，將氣化段11內(nèi)的粗煤氣和固體顆粒通入輻射廢鍋12內(nèi)，通過(guò)與第二膜式水冷壁內(nèi)的循環(huán)水進(jìn)行熱交換對(duì)粗煤氣進(jìn)行降溫。

在粗煤氣從氣化段11出來(lái)之后進(jìn)入激冷段13之前，粗煤氣還應(yīng)進(jìn)入輻射廢鍋12內(nèi)，在輻射廢鍋12內(nèi)粗煤氣與第二膜式水冷壁內(nèi)的循環(huán)水進(jìn)行熱交換使得粗煤氣的溫度降低，而第二膜式水冷壁內(nèi)的循環(huán)水由于受熱產(chǎn)生大量的水蒸氣。為了能將第二膜式水冷壁產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)行回收，在執(zhí)行步驟5之后還執(zhí)行以下步驟：將所述第一膜式水冷壁和第二膜式水冷壁內(nèi)產(chǎn)生的水蒸氣通入所述汽包中進(jìn)行汽水分離，得到水蒸氣和水，將分離出的水導(dǎo)入第一膜式水冷壁循環(huán)利用。

將第一膜式水冷壁和第二膜式水冷壁中產(chǎn)生的水蒸氣與部分液態(tài)水通過(guò)第一蒸汽入口53通入汽包5，在汽包5內(nèi)發(fā)生汽水分離，得到液態(tài)水和高品質(zhì)的水蒸氣，水蒸氣通過(guò)第二蒸汽出口52排出進(jìn)行后續(xù)利用，分離出的液態(tài)水則從第一出水口51出來(lái)后分別通過(guò)第一進(jìn)水口113和第二進(jìn)水口122導(dǎo)入第一膜式水冷壁和第二膜式水冷壁重復(fù)利用。既充分回收了輻射廢鍋12內(nèi)的熱量，又產(chǎn)生了高品質(zhì)的水蒸氣，同時(shí)還使得液態(tài)水得到循環(huán)利用，大大降低對(duì)水資源的消耗。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之做一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。