有余熱利用的粉煤灰再氣化成煤氣的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型有余熱利用的粉煤灰再氣化成煤氣的系統(tǒng)涉及屬于有余熱利用的粉煤灰再氣化成煤氣的設(shè)備系統(tǒng)。包括粗煤氣降溫分離系統(tǒng)、常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)。粗煤氣降溫分離系統(tǒng)是在布袋除塵裝置R前和后分別設(shè)置的前換熱器Q1和后換熱器Q2與余熱利用系統(tǒng)的蒸汽發(fā)生器K連通；常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng)：常溫煤氣管和返回粉煤灰管分別與氣粉混合噴射器H的兩個(gè)入口連通，氣粉混合噴射器H通過噴射管與煤氣化爐G的燃燒物入口連通。優(yōu)點(diǎn)：兩個(gè)換熱器分段降溫充分回收熱能，用煤氣載流返回粉煤灰，余熱利用大大提高返回粉煤灰在再次氣化過程中的氣化效率，充分利用炭資源，減少污染排放。
【專利說明】
有余熱利用的粉煤灰再氣化成煤氣的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及屬于煤炭氣化成煤氣的技術(shù)領(lǐng)域，特別是針對有余熱利用的粉煤灰再氣化成煤氣的設(shè)備系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤氣化技術(shù)視氣化爐內(nèi)氣-固狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)形式，主要有三大類:以塊煤(10-50mm)為原料的固定床，以粉煤(小于0.1mm)為原料的氣流床，以煤粉(1mm)為原料的流化床。以上幾種氣化方式對煤的種類要求不同，對煤炭的利用率也不同。其中流化床工藝采用小顆粒煤炭作為氣化原料，以氣化劑同時(shí)作為顆粒煤炭的流化介質(zhì)，通過控制氣化劑流速，使氣化爐內(nèi)的原料煤處于流化狀態(tài)，同時(shí)煤炭與氣化劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)與熱交換而產(chǎn)出煤氣。由于粉煤粒徑小，質(zhì)量低，此時(shí)生成的煤氣很容易將大量極限沉降速度小于氣化劑流速的顆粒帶出氣化爐外。這部分被帶出的小顆粒煤炭由于接觸時(shí)間短、反應(yīng)時(shí)間不夠等原因還沒有被完全氣化，從而形成了粒徑小、殘?zhí)扛?含有20%_40%)的高殘?zhí)糠勖夯?。傳統(tǒng)工藝在氣化爐出設(shè)置旋風(fēng)分離器，對高殘?zhí)糠勖夯疫M(jìn)行了回收，但由于受分離效果的影響，還有大量高殘?zhí)糠勖夯規(guī)С龅胶罄m(xù)凈化工段，約占輸入煤炭的10%-20%，這部分高殘?zhí)糠勖夯冶仨氃诤罄m(xù)凈化設(shè)備中從煤氣中分離下來，分離下來的粉煤灰灰份含量約60-80%?，F(xiàn)階段對上述粉煤灰的處理方式主要有:一是作為鍋爐或水泥廠等的燃料使用，二是回收到現(xiàn)有氣化爐內(nèi)進(jìn)一步使用，三是露天堆放或填埋。以上方式雖然對高殘?zhí)糠勖夯疫M(jìn)行了回收、利用、處理，但存在如下弊端:
[0003]1、由于這部分粉煤灰高灰分、比重輕(約400-500Kg/m3)，與原來鍋爐、水泥廠的燃料性質(zhì)差別大，影響鍋爐、水泥廠的正常生產(chǎn)，實(shí)際中許多廠不愿意使用這類粉煤灰；
[0004]2、許多氣化爐廠家周圍沒有鍋爐、水泥廠等配套設(shè)施或廠家，這部分粉煤灰需要經(jīng)過長距離運(yùn)輸才可以被鍋爐、水泥廠等利用，這在一定程度上提高了粉煤灰的處理成本，使得這部分高殘?zhí)糠勖夯业貌坏捷^好利用；
[0005]3、由于這部分粉煤灰本身是原氣化爐內(nèi)煤氣帶出的，灰份占比大，而原氣化爐的氣化條件是專為氣化煤設(shè)計(jì)的，流化床的氣化溫度是低于灰熔點(diǎn)時(shí)氣化，約為950-1100°C，因此即便送入原氣化爐，高殘?zhí)挤勖夯业姆磻?yīng)率仍較低，灰中有30-40%殘?zhí)咳匀坏貌坏接行Ю茫?br>[0006]4、對高殘?zhí)糠勖夯业牟荒苤匦吕?、利用不徹底?dǎo)致煤炭的利用效率低，企業(yè)原料成本居高不下，運(yùn)行成本高，并且一定程度上造成煤炭資源的浪費(fèi)；
[0007]5、高殘?zhí)糠勖夯也捎枚逊呕蛱盥裉幚矸绞綍r(shí)，不但占用土地資源，其中的污水等廢物還滲透到土壤中造成土壤的二次污染;并且由于粉煤灰的自身特性，表層的粉煤灰容易揚(yáng)塵、揚(yáng)灰，污染空氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的是提供用一種多個(gè)功能系統(tǒng)相互連接配合，既粗煤氣降溫分離系統(tǒng)、常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)相互連接配合多功能有余熱利用的粉煤灰再氣化成煤氣的系統(tǒng)。
[0009]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)是:
[0010]有余熱利用的粉煤灰再氣化成煤氣的系統(tǒng)，其特征在于:包括粗煤氣降溫分離系統(tǒng)、常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng);各系統(tǒng)中的設(shè)備連接關(guān)系如下:
[0011]粗煤氣降溫分離系統(tǒng):煤氣化爐G的粗煤氣出管I與前換熱器Ql內(nèi)的散熱管2入口連通，前換熱器Ql內(nèi)的散熱管2出口與布袋除塵裝置R的粗煤氣入口 3連通，布袋除塵裝置R煤氣出口4與后換熱器Q2內(nèi)的散熱管2入口連通，后換熱器Q2內(nèi)的散熱管2出口連通用戶煤氣管5;布袋除塵裝置R粉煤灰出口管6與粉煤灰儲(chǔ)存器F連通;煤氣化爐G的粗煤氣出管I與高壓常溫煤氣管11連通，高壓常溫煤氣管11上設(shè)有常溫煤氣溫度控制閥V3。
[0012]在粗煤氣降溫分離系統(tǒng)中，前換熱器Ql目的是把980°C左右的粗煤氣降溫到200°C左右，使粗煤氣能進(jìn)入布袋除塵裝置R把煤氣與粉煤灰分離，并且前換熱器Ql中的吸熱水能產(chǎn)生蒸汽，該蒸汽可作為返回粉煤灰連入煤氣化爐G之前的升溫之用，把返回粉煤灰用蒸汽升溫之后進(jìn)入煤氣化爐G，并且可以作為氣化原料，使煤氣化爐G工作更正常，返回粉煤灰被再次氣化成煤氣的效率可大大提高。后換熱器Q2把200°C左右的煤氣降溫到可與用戶煤氣管連接的煤氣溫度，后換熱器Q2使吸熱用的除鹽水升溫，作為前換熱器Ql產(chǎn)生蒸汽的水，進(jìn)一步利用了 200 °C左右煤氣的熱能。
[0013]常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng):常溫煤氣管7和返回粉煤灰管8分別與氣粉混合噴射器H的兩個(gè)入口連通，氣粉混合噴射器H通過噴射管9與煤氣化爐G的燃燒物入口 10連通;常溫煤氣管7連接有煤氣加壓栗C和常溫煤氣壓力控制閥V2，常溫煤氣壓力控制閥V2與氣粉混合噴射器H連通;在返回粉煤灰管8與氣粉混合噴射器H之間設(shè)有粉煤灰下料量控制閥VI，在返回粉煤灰管8與粉煤灰出口管6之間設(shè)有粉煤灰儲(chǔ)存器F;在煤氣加壓栗C與常溫煤氣壓力控制閥V2之間的常溫煤氣管7上與高壓常溫煤氣管11連通。
[0014]用可氣體常溫煤氣承載粉煤灰在管道中流動(dòng)，常溫煤氣能與返回粉煤灰在沒被燃燒前充分接觸，常溫煤氣能穿過粉煤灰表面不可燃層，常溫煤氣能進(jìn)入粉煤灰里面與可氣化炭接觸，使之在后面進(jìn)入煤氣化爐G時(shí)，粉煤灰里面的氣化炭能充分燃燒氣化成煤氣，大大提高返回粉煤灰在再次氣化過程中的氣化效率，充分利用炭資源，減少污染排放。
[0015]余熱利用系統(tǒng):包括一個(gè)蒸汽發(fā)生器K，蒸汽發(fā)生器K設(shè)有除鹽水入口12、蒸汽出口13、除鹽水出口 14和蒸汽入口 18;其中，除鹽水入口 12與后換熱器Q2的熱除鹽水出口 15連通，蒸汽出口 13與蒸汽/O2混合器M連通，除鹽水出口 14和蒸汽入口 18分別都與前換熱器Ql連通;蒸汽/O2混合器M的兩入口分別連通蒸汽發(fā)生器K的蒸汽出口 13和氧氣管16，蒸汽/O2混合器M的出口 17與常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng)的通過噴射管9連通;后換熱器Q2還設(shè)有除鹽水入口。
[0016]余熱利用的方式是把煤氣化爐G放出的高溫粗煤氣，把水通過前換熱器Q1、后換熱器Q2變成蒸汽與返回粉煤灰一起進(jìn)入煤氣化爐G，解決溫度低的返回粉煤灰直接進(jìn)入煤氣化爐G后，不利于煤氣化爐G工作的問題，則余熱利用大大提高返回粉煤灰在再次氣化過程中的氣化效率，充分利用炭資源，減少污染排放。
[0017]電子控制系統(tǒng):包括氣粉配合比電子控制器A和粗煤氣溫度電子控制器B，氣粉配合比電子控制器A分別與粉煤灰下料量控制閥Vl和常溫煤氣壓力控制閥V2連接;在煤氣化爐G的粗煤氣出管I附近設(shè)有出口溫度傳感器T，粗煤氣溫度電子控制器B分別與出口溫度傳感器T和常溫煤氣溫度控制閥V3連接。
[0018]氣粉配合比電子控制器A通過粉煤灰下料量控制閥Vl的粉煤灰流量，和常溫煤氣壓力控制閥V2的常溫煤氣流量，實(shí)現(xiàn)返回粉煤灰與常溫煤氣的氣粉配合比例調(diào)節(jié)，使氣粉配合比例調(diào)節(jié)在最佳的比例狀態(tài)，煤氣化爐G能處理最佳工作狀態(tài)。粗煤氣溫度電子控制器B目的是調(diào)節(jié)進(jìn)入前換熱器Ql的粗煤氣溫度，用常溫的常溫煤氣把煤氣化爐G排出的高溫粗煤氣調(diào)節(jié)成能進(jìn)入前換熱器Ql的溫度，防止煤氣化爐G排出的高溫粗煤氣損壞前換熱器Q1。
[0019]本實(shí)用新型所述的粗煤氣，是從煤氣化爐G排出的1200_1400°C高溫煤氣和高溫粉煤灰的混合物。
[0020]本實(shí)用新型所述的常溫煤氣，是與空氣溫度相同的煤氣。
[0021]本實(shí)用新型所述的用戶煤氣，是去除了粉煤灰，向用戶提供的煤氣。
[0022]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0023]1、兩個(gè)換熱器分段降溫充分回收熱能:用前換熱器Ql和后換熱器Q2兩個(gè)換熱器把煤氣分段降溫，用前換熱器Ql把粗煤氣980 °C降到200°C，用后換熱器Q2把煤氣200 °C降到60°C。用前換熱器Ql獲得蒸汽供返回粉煤灰提升溫度后再進(jìn)入煤氣化爐G，用后換熱器Q2把前換熱器Ql要用的除鹽水加熱，使980°C到60°C這個(gè)溫度段的熱能被回收利用，減少了熱排放產(chǎn)生的污染。
[0024]2、用煤氣加壓栗C將可燃物常溫煤氣載流返回粉煤灰，再用氣粉混合噴射器H噴射氣粉混合物，使常溫煤氣能進(jìn)入粉煤灰里面與可氣化炭接觸，在后面進(jìn)入煤氣化爐G時(shí)，粉煤灰里面的氣化炭能充分燃燒氣化成煤氣，大大提高返回粉煤灰在再次氣化過程中的氣化效率，充分利用炭資源，減少污染排放。
[0025]3、用蒸汽/O2混合器M向氣粉混合物提升溫度、提供助氧氣，使返回粉煤灰在煤氣化爐G的氣化過程更優(yōu)化，解決溫度低的返回粉煤灰直接進(jìn)入煤氣化爐G后，不利于煤氣化爐G工作的問題，則余熱利用大大提高返回粉煤灰在再次氣化過程中的氣化效率，充分利用炭資源，減少污染排放。
[0026]4、用粗煤氣溫度電子控制器B調(diào)節(jié)返回粉煤灰與常溫煤氣的氣粉配合比例，使氣粉配合比例調(diào)節(jié)在最佳的比例狀態(tài)，煤氣化爐G能處理最佳工作狀態(tài)。粗煤氣溫度電子控制器B目的是調(diào)節(jié)進(jìn)入前換熱器Ql的粗煤氣溫度，用常溫煤氣把煤氣化爐G排出的高溫粗煤氣調(diào)節(jié)成能進(jìn)入前換熱器Ql的溫度，防止煤氣化爐G排出的高溫粗煤氣損壞前換熱器Ql。
【附圖說明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型的連接結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖；
[0028]圖中I是粗煤氣出管、2是散熱管、3是粗煤氣入口、4是煤氣出口、5是用戶煤氣管、6是粉煤灰出口管、7是常溫煤氣管、8是返回粉煤灰管、9是噴射管、10是燃燒物入口、11是高壓常溫煤氣管、12是除鹽水入口、13是蒸汽出口、14是除鹽水出口、15是熱除鹽水出口、16是氧氣管、17是蒸汽/O2混合器M的出口、18是蒸汽入口。
[0029]氣粉配合比電子控制器A、粗煤氣溫度電子控制器B、煤氣加壓栗C、粉煤灰儲(chǔ)存器F、氣粉混合噴射器H、蒸汽/O2混合器M、煤氣化爐G、出口溫度傳感器T、前換熱器Ql、后換熱器Q2、布袋除塵裝置R、蒸汽發(fā)生器K、粉煤灰下料量控制閥Vl、常溫煤氣壓力控制閥V2、常溫煤氣溫度控制閥V3。
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例1、有余熱利用的粉煤灰再氣化成煤氣的系統(tǒng)
[0031]如圖1，有余熱利用的粉煤灰再氣化成煤氣的系統(tǒng)，包括粗煤氣降溫分離系統(tǒng)、常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng);各系統(tǒng)中的設(shè)備連接關(guān)系如下:
[0032]粗煤氣降溫分離系統(tǒng):煤氣化爐G的粗煤氣出管I與前換熱器Ql內(nèi)的散熱管2入口連通，前換熱器Ql內(nèi)的散熱管2出口與布袋除塵裝置R的粗煤氣入口 3連通，布袋除塵裝置R煤氣出口4與后換熱器Q2內(nèi)的散熱管2入口連通，后換熱器Q2內(nèi)的散熱管2出口連通用戶煤氣管5;布袋除塵裝置R粉煤灰出口管6與粉煤灰儲(chǔ)存器F連通;煤氣化爐G的粗煤氣出管I與高壓常溫煤氣管11連通，高壓常溫煤氣管11上設(shè)有常溫煤氣溫度控制閥V3。前換熱器Ql內(nèi)的散熱管2選用多條直管式結(jié)構(gòu)，防止粉煤灰沉積在散熱管內(nèi)。后換熱器Q2內(nèi)的散熱管2選用螺旋盤管式結(jié)構(gòu)，使管內(nèi)煤氣有更多的時(shí)間與管外的水進(jìn)行熱交換。
[0033]常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng):常溫煤氣管7和返回粉煤灰管8分別與氣粉混合噴射器H的兩個(gè)入口連通，氣粉混合噴射器H通過噴射管9與煤氣化爐G的燃燒物入口 10連通;常溫煤氣管7連接有煤氣加壓栗C和常溫煤氣壓力控制閥V2，常溫煤氣壓力控制閥V2與氣粉混合噴射器H連通;在返回粉煤灰管8與氣粉混合噴射器H之間設(shè)有粉煤灰下料量控制閥VI，在返回粉煤灰管8與粉煤灰出口管6之間設(shè)有粉煤灰儲(chǔ)存器F;在煤氣加壓栗C與常溫煤氣壓力控制閥V2之間的常溫煤氣管7上與高壓常溫煤氣管11連通。
[0034]余熱利用系統(tǒng):包括一個(gè)蒸汽發(fā)生器K，蒸汽發(fā)生器K設(shè)有除鹽水入口12、蒸汽出口13、除鹽水出口 14和蒸汽入口 18;其中，除鹽水入口 12與后換熱器Q2的熱除鹽水出口 15連通，蒸汽出口 13與蒸汽/O2混合器M連通，除鹽水出口 14和蒸汽入口 18分別都與前換熱器Ql連通;蒸汽/O2混合器M的兩入口分別連通蒸汽發(fā)生器K的蒸汽出口 13和氧氣管16，蒸汽/O2混合器M的出口 17與常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng)的通過噴射管9連通;后換熱器Q2還設(shè)有除鹽水入口。
[0035]電子控制系統(tǒng):包括氣粉配合比電子控制器A和粗煤氣溫度電子控制器B，氣粉配合比電子控制器A分別與粉煤灰下料量控制閥Vl和常溫煤氣壓力控制閥V2連接;在煤氣化爐G的粗煤氣出管I附近設(shè)有出口溫度傳感器T，粗煤氣溫度電子控制器B分別與出口溫度傳感器T和常溫煤氣溫度控制閥V3連接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.有余熱利用的粉煤灰再氣化成煤氣的系統(tǒng)，其特征在于:包括粗煤氣降溫分離系統(tǒng)、常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng)、余熱利用系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng);各系統(tǒng)中的設(shè)備連接關(guān)系如下:粗煤氣降溫分離系統(tǒng):煤氣化爐G的粗煤氣出管(I)與前換熱器Ql內(nèi)的散熱管(2)入口連通，前換熱器Ql內(nèi)的散熱管(2)出口與布袋除塵裝置R的粗煤氣入口(3)連通，布袋除塵裝置R煤氣出口(4)與后換熱器Q2內(nèi)的散熱管(2)入口連通，后換熱器Q2內(nèi)的散熱管(2)出口連通用戶煤氣管(5);布袋除塵裝置R粉煤灰出口管(6)與粉煤灰儲(chǔ)存器F連通;煤氣化爐G的粗煤氣出管(I)與高壓常溫煤氣管(11)連通，高壓常溫煤氣管(11)上設(shè)有常溫煤氣溫度控制閥V3; 常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng):常溫煤氣管(7)和返回粉煤灰管(8)分別與氣粉混合噴射器H的兩個(gè)入口連通，氣粉混合噴射器H通過噴射管(9)與煤氣化爐G的燃燒物入口(10)連通；常溫煤氣管(7)連接有煤氣加壓栗C和常溫煤氣壓力控制閥V2，常溫煤氣壓力控制閥V2與氣粉混合噴射器H連通;在返回粉煤灰管(8)與氣粉混合噴射器H之間設(shè)有粉煤灰下料量控制閥Vl，在返回粉煤灰管(8)與粉煤灰出口管(6)之間設(shè)有粉煤灰儲(chǔ)存器F;在煤氣加壓栗C與常溫煤氣壓力控制閥V2之間的常溫煤氣管(7)上與高壓常溫煤氣管(11)連通； 余熱利用系統(tǒng):包括一個(gè)蒸汽發(fā)生器K，蒸汽發(fā)生器K設(shè)有除鹽水入口(12)、蒸汽出口(13)、除鹽水出口(14)和蒸汽入口(18);其中，除鹽水入口(12)與后換熱器Q2的熱除鹽水出口(15)連通，蒸汽出口(13)與蒸汽/O2混合器M連通，除鹽水出口(14)和蒸汽入口(18)分別都與前換熱器Ql連通;蒸汽/O2混合器M的兩入口分別連通蒸汽發(fā)生器K的蒸汽出口(13)和氧氣管(16)，蒸汽/O2混合器M的出口(17)與常溫煤氣載流粉煤灰系統(tǒng)的通過噴射管(9)連通;后換熱器Q2還設(shè)有除鹽水入口 ； 電子控制系統(tǒng):包括氣粉配合比電子控制器A和粗煤氣溫度電子控制器B，氣粉配合比電子控制器A分別與粉煤灰下料量控制閥Vl和常溫煤氣壓力控制閥V2連接;在煤氣化爐G的粗煤氣出管(I)附近設(shè)有出口溫度傳感器T，粗煤氣溫度電子控制器B分別與出口溫度傳感器T和常溫煤氣溫度控制閥V3連接。
【文檔編號(hào)】C10J3/72GK205635506SQ201620266922
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】孫文輝, 崔新曉, 孫文行
【申請人】北京澳柯清潔煤氣工程技術(shù)有限公司