一種氣化爐合成氣冷卻器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及氣化爐合成氣冷卻。
【背景技術(shù)】
[0002]廢熱鍋爐作為合成氣的高溫顯熱回收裝置，是提高能效的重要手段。氣化室出口的合成氣具有較高的溫度，經(jīng)激冷固化其中的灰渣后進入廢熱鍋爐，可回收10% -13%煤熱值的熱量，所產(chǎn)飽和蒸汽或過熱蒸汽可用于化工廠內(nèi)其他流程使得整體能量利用效率得至IJ提高；若用于IGCC發(fā)電系統(tǒng)，可使發(fā)電效率提高3% -5%。
[0003]目前，較為成熟的氣化爐廢鍋有Shell對流式廢鍋，主要采用多組套圈盤管式，不但制造復(fù)雜、容易積灰，而且造價很高。魯奇爐配套的陣列屏式輻射廢鍋也存在易結(jié)渣問題。此外，國內(nèi)的很多高校和企業(yè)也開發(fā)了各種不同的廢鍋流程技術(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計時雖然采取了相應(yīng)措施減少受熱面積灰、結(jié)渣，但是都沒有從根本上解決受熱面積灰、結(jié)焦問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于:提出一種新型氣化爐合成氣冷卻器，解決對流廢鍋受熱面積灰問題。
[0005]本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種氣化爐合成氣冷卻器，包括氣化爐的氣化室，還包括輻射式廢鍋和對流式廢鍋，所述輻射式廢鍋入口連接氣化室出口，所述輻射式廢鍋包括輻射受熱面、飛灰分離裝置和渣池，所述渣池設(shè)有排渣口，所述飛灰分離裝置的出口通過合成氣出口導(dǎo)管連通至對流式廢鍋。
[0007]上述方案中，在輻射廢鍋內(nèi)，采用輻射受熱面將高溫合成氣及液態(tài)渣初步冷卻，同時，在輻射廢鍋內(nèi)部布置飛灰分離裝置。在輻射廢鍋內(nèi)固化的塊渣直接落入渣池，夾雜飛灰的合成氣(溫度約750-800°C)則進入飛灰分離裝置內(nèi)進行氣固分離，經(jīng)分離的合成氣從合成氣出口進入后部對流廢鍋，分離出的飛灰由分離器底部落灰管落入渣池，由排渣口和塊渣一起排出。
[0008]本方案，不但可以回收高溫合成氣高溫顯熱，而且進入對流廢鍋換熱的是經(jīng)過脫灰的合成氣，可有效避免對流廢鍋運行過程中受熱面積灰及合成氣通道堵塞的發(fā)生，同時可提高對流受熱面內(nèi)的設(shè)計氣流速度，提高換熱強度，減少換熱面積，并避免受熱面磨損。
[0009]作為選擇，所述輻射式廢鍋的輻射受熱面包括由膜式管組成的內(nèi)套筒，膜式管組成的外保護屏，所述內(nèi)套筒上部連接氣化室出口，下部伸至所述渣池上方，所述外保護屏上部和內(nèi)套筒密封相連，下部延伸至渣池液面上方，并通過密封套筒伸入所述渣池內(nèi)。
[0010]上述方案中，特定結(jié)構(gòu)設(shè)計的輻射式廢鍋可解決現(xiàn)有技術(shù)中輻射廢鍋的結(jié)渣問題。
[0011]作為進一步選擇，所述飛灰分離裝置為沿內(nèi)套筒外周布置的若干旋風分離器，各旋風分離器出口與合成氣出口導(dǎo)管連通，底部落灰管伸至渣池上方。
[0012]上述方案中，運行時，高溫粗合成氣混合著液態(tài)渣由氣化室出口沿內(nèi)套筒下行，將輻射熱傳給套筒內(nèi)冷卻介質(zhì)，通過冷卻、固化的塊渣直接落入渣池，夾雜飛灰的合成氣(溫度約750-800°C )則進入布置于廢鍋內(nèi)部的飛灰分離裝置內(nèi)進行氣固分離，經(jīng)分離的合成氣經(jīng)由導(dǎo)管進入下游對流廢鍋，分離出的飛灰由分離器底部落灰管落入渣池，由排渣口和塊渣一起排出。
[0013]作為進一步選擇，所述落灰管底部呈鉤狀彎曲。
[0014]作為選擇，所述膜式管由盤管或列管組焊，管間嵌以扁鋼組成。
[0015]作為選擇，所述外保護屏上還布置有合成氣激冷噴口。
[0016]上述方案中，外層保護屏上布置有合成氣激冷噴口，激冷介質(zhì)可以是噴水，也可以是冷卻后回注的合成氣，用以調(diào)節(jié)(或冷卻)合成氣溫度，使之達到飛灰分離裝置入口溫度的要求。
[0017]作為選擇，所述氣化爐的反應(yīng)室、輻射式廢鍋、對流式廢鍋及合成氣出口導(dǎo)管均設(shè)計有保護外殼。
[0018]作為進一步選擇，所述對流式廢鍋及合成氣出口導(dǎo)管的保護外殼內(nèi)側(cè)還設(shè)有保護屏。
[0019]作為選擇，所述對流式廢鍋布置在氣化爐旁側(cè)，其內(nèi)設(shè)有對流受熱面。
[0020]作為選擇，所述輻射式廢鍋布置在氣化爐的氣化室下方。
[0021]前述本實用新型主方案及其各進一步選擇方案可以自由組合以形成多個方案，均為本實用新型可采用并要求保護的方案:如本實用新型，各選擇即可和其他選擇任意組合，本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解本發(fā)明方案后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)和公知常識可明了有多種組合，均為本實用新型所要保護的技術(shù)方案，在此不做窮舉。
[0022]本實用新型的有益效果:與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本專利提出的新型氣化爐合成氣冷卻器，可以解決輻射廢鍋結(jié)渣及對流廢鍋受熱面嚴重積灰的問題。本專利的提出，不但可以回收高溫合成氣高溫顯熱，而且進入對流廢鍋換熱的是經(jīng)過脫灰的合成氣，可有效避免廢鍋運行過程中受熱面積灰及合成氣通道堵塞的發(fā)生。同時，由于合成氣經(jīng)過除灰，幾乎不含灰分，對后續(xù)對流受熱面磨損可以忽略不計，可減小管子壁厚，提高設(shè)計氣流速度，增強換熱，減少所需的換熱面積；管子沒有粘污及積灰，可以縮小管間距，使設(shè)備布置緊湊，降低造價；減少受熱面吹灰，不但可以少布置吹灰器，還可以簡化運行，節(jié)約運行、維護成本。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型實施例的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中，1-氣化室，2-內(nèi)套筒，3-激冷室保護屏，4-激冷噴口，5-密封套筒，6_渣池，7-排渣口，8-飛灰分離裝置，9-合成氣出口導(dǎo)管，10-導(dǎo)管保護屏，11-對流廢鍋保護屏，12-對流受熱面，Ia-氣化室外殼，2a-輻射廢鍋外殼，9a-導(dǎo)管外殼，Ila-對流廢鍋外殼。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0026]參考圖1所示，本專利提出的新型氣化爐合成氣冷卻器，主要由輻射式廢鍋和對流式廢鍋組成。
[0027]輻射廢鍋由膜式管組成的內(nèi)套筒2和膜式管組成的外保護屏3組成，同時，在輻射廢鍋內(nèi)部布置飛灰分離裝置8。輻射廢鍋布置在氣化爐反應(yīng)室I的下部。
[0028]輻射廢鍋也可為部分激冷室，激冷介質(zhì)可以是噴水，也可以是冷卻后回注的合成氣。
[0029]對流廢鍋由對流受熱面12和膜式保護屏11組成，布置在氣化爐旁側(cè)。
[0030]輻射廢鍋(或部分激冷室)與對流廢鍋之間由合成氣導(dǎo)管9相連，導(dǎo)管9內(nèi)布置有膜式保護屏10。
[0031]氣化爐反應(yīng)室、輻射廢鍋、對流廢鍋及導(dǎo)管均設(shè)計有保護外殼(la、2a、9a、lla)用來承壓。
[0032]具體的，輻射廢鍋的內(nèi)套筒2由盤管或列管組焊而成，管間嵌以扁鋼組成膜式壁。套筒上部連接氣化室I的出口，高溫合成氣和熔渣沿輻射套筒2下行，將輻射熱傳給套筒內(nèi)冷卻介質(zhì)。
[0033]外層保護屏(或部分激冷室)由圓筒狀膜式管3組成，結(jié)構(gòu)與內(nèi)套筒2相似。保護屏3上部和內(nèi)套筒2密封相連，下部延伸至渣池6液面附近，通過密封套筒5伸入渣池6內(nèi)。
[0034]部分激冷室外層保護屏3上布置有合成氣激冷噴口 4，激冷介質(zhì)可以是噴水，也可以是冷卻后回注的合成氣，用以調(diào)節(jié)(或冷卻)合成氣溫度，使之達到分離裝置8入口溫度的要求。
[0035]運行時，高溫粗合成氣混合著液態(tài)渣由氣化室I出口沿內(nèi)套筒2下行至部分激冷室3，通過冷卻、固化的塊渣直接落入渣池6，夾雜飛灰的合成氣(溫度約750-800°C )則進入布置于廢鍋內(nèi)部的旋風分離器8內(nèi)進行氣固分離，經(jīng)分離的合成氣經(jīng)導(dǎo)管9進入下游對流廢鍋，分離出的飛灰由分離裝置8底部落灰管落入渣池6，和塊渣一起由排渣口 7排出。
[0036]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種氣化爐合成氣冷卻器，包括氣化爐的氣化室，其特征在于:還包括輻射式廢鍋和對流式廢鍋，所述輻射式廢鍋入口連接氣化室出口，所述輻射式廢鍋包括輻射受熱面、飛灰分離裝置和渣池，所述渣池設(shè)有排渣口，所述飛灰分離裝置的出口通過合成氣出口導(dǎo)管連通至對流式廢鍋。2.如權(quán)利要求1所述的氣化爐合成氣冷卻器，其特征在于:所述輻射式廢鍋的輻射受熱面包括由膜式管組成的內(nèi)套筒，膜式管組成的外保護屏，所述內(nèi)套筒上部連接氣化室出口，下部伸至所述渣池上方，所述外保護屏上部和內(nèi)套筒密封相連，下部延伸至渣池液面上方，并通過密封套筒伸入所述渣池內(nèi)。3.如權(quán)利要求2所述的氣化爐合成氣冷卻器，其特征在于:所述飛灰分離裝置為沿內(nèi)套筒外周布置的若干旋風分離器，各旋風分離器出口與合成氣出口導(dǎo)管連通，底部落灰管伸至渣池上方。4.如權(quán)利要求3所述的氣化爐合成氣冷卻器，其特征在于:所述落灰管底部呈鉤狀彎曲。5.如權(quán)利要求2所述的氣化爐合成氣冷卻器，其特征在于:所述膜式管由盤管或列管組焊，管間嵌以扁鋼組成。6.如權(quán)利要求2所述的氣化爐合成氣冷卻器，其特征在于:所述外保護屏上還布置有合成氣激冷噴口。7.如權(quán)利要求1所述的氣化爐合成氣冷卻器，其特征在于:所述氣化爐的反應(yīng)室、輻射式廢鍋、對流式廢鍋及合成氣出口導(dǎo)管均設(shè)計有保護外殼。8.如權(quán)利要求7所述的氣化爐合成氣冷卻器，其特征在于:所述對流式廢鍋及合成氣出口導(dǎo)管的保護外殼內(nèi)側(cè)還設(shè)有保護屏。9.如權(quán)利要求1所述的氣化爐合成氣冷卻器，其特征在于:所述對流式廢鍋布置在氣化爐旁側(cè)，其內(nèi)設(shè)有對流受熱面。10.如權(quán)利要求1所述的氣化爐合成氣冷卻器，其特征在于:所述輻射式廢鍋布置在氣化爐的氣化室下方。
【專利摘要】本實用新型公開了一種氣化爐合成氣冷卻器，包括氣化爐的氣化室，涉及氣化爐合成氣冷卻，還包括輻射式廢鍋和對流式廢鍋，所述輻射式廢鍋入口連接氣化室出口，所述輻射式廢鍋包括輻射受熱面、飛灰分離裝置和渣池，所述渣池設(shè)有排渣口，所述飛灰分離裝置的出口通過合成氣出口導(dǎo)管連通至對流式廢鍋。本專利不但可以回收高溫合成氣高溫顯熱，而且進入對流廢鍋換熱的是經(jīng)過脫灰的合成氣，可有效避免對流廢鍋運行過程中受熱面積灰及合成氣通道堵塞的發(fā)生，同時可提高對流受熱面內(nèi)的設(shè)計氣流速度，提高換熱強度，減少換熱面積，并避免受熱面磨損。
【IPC分類】C10J3/84, C10J3/72
【公開號】CN204752641
【申請?zhí)枴緾N201520426234
【發(fā)明人】臧平偉, 李維成, 孫登科, 王錦生, 李由, 曹蕾, 陳陽
【申請人】東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月19日