冷卻生物質(zhì)合成氣用于發(fā)電的余熱鍋爐制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種冷卻生物質(zhì)合成氣用于發(fā)電的余熱鍋爐，它由鍋筒、豎直膜式水冷壁、轉(zhuǎn)彎煙道和尾部豎直煙道四大部分組成，豎直膜式水冷壁、轉(zhuǎn)彎煙道和尾部豎直煙道連成一體化倒U形結(jié)構(gòu)。受熱面包括省煤器、膜式水冷壁、蒸發(fā)器、低溫過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器；省煤器通過(guò)引出管與鍋筒連通，向鍋筒提供熱水；膜式水冷壁下集箱通過(guò)下降管與鍋筒的底部連通，蒸發(fā)器下集箱通過(guò)下降管也與鍋筒的底部連通；膜式水冷壁上集箱通過(guò)汽水引出管與鍋筒連通，蒸發(fā)器上集箱通過(guò)另一個(gè)汽水引出管也與鍋筒連通。本實(shí)用新型專利技術(shù)中合成氣在溫度下降中凝結(jié)出的焦油滴入灰斗并排出爐外，因而焦油脫除效果好。且因煙道為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)而不設(shè)耐火澆注料，故設(shè)備重量輕。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
冷卻生物質(zhì)合成氣用于發(fā)電的余熱鍋爐
本技術(shù)涉及生物質(zhì)燃料氣化后產(chǎn)生的高溫合成氣的冷卻系統(tǒng)，具體地指一種冷卻生物質(zhì)合成氣用于發(fā)電的余熱鍋爐。
技術(shù)介紹
隨著化石燃料逐漸枯竭，生物質(zhì)等可再生能源的開發(fā)利用日益受到關(guān)注，并處于快速發(fā)展之中。生物質(zhì)燃料氣化是其中非常具有前景的應(yīng)用方式之一，所謂生物質(zhì)氣化是指在氣化劑的參與下，在一定溫度和壓力條件下，把固體生物質(zhì)燃料轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w的過(guò)程。為了使生物質(zhì)合成氣達(dá)到工業(yè)使用的要求，必須對(duì)生物質(zhì)合成氣進(jìn)行凈化處理，由于生物質(zhì)氣化后的合成氣溫度較高，這就要求對(duì)此高溫合成氣首先進(jìn)行冷卻處理。對(duì)生物質(zhì)合成氣進(jìn)行降溫處理通常采用激冷塔，在激冷塔內(nèi)噴灑冷水與合成氣混合，使合成氣的溫度下降到250°C以下，但噴水導(dǎo)致合成氣蘊(yùn)含的大量顯熱白白浪費(fèi)了，整體系統(tǒng)也極不節(jié)能環(huán)保。為此可考慮采用余熱鍋爐對(duì)初冷后的合成氣進(jìn)行再次降溫以回收余熱，但是常規(guī)余熱鍋爐所產(chǎn)蒸汽多為飽和蒸汽，隨著氣化裝置容量的不斷增大，氣化及相關(guān)系統(tǒng)飽和蒸汽的用量相對(duì)過(guò)剩，由于飽和蒸汽不能用于發(fā)電，若繼續(xù)使用飽和蒸汽余熱鍋爐則會(huì)造成剩余蒸汽的大量浪費(fèi)。另外，普通余熱鍋爐的爐壁多敷設(shè)耐火澆注料，使得整個(gè)余熱鍋爐重量加大，而且隨著合成氣溫度的提高，所需耐火層的厚度就更大了，更增加了余熱鍋爐的重量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的就是要提供一種冷卻生物質(zhì)合成氣用于發(fā)電的余熱鍋爐，該鍋爐不僅能利用高溫合成氣生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽用于發(fā)電，同時(shí)也提高了系統(tǒng)的換熱效率、減輕了余熱鍋爐的重量。為實(shí)現(xiàn)此目的，本技術(shù)所設(shè)計(jì)的冷卻生物質(zhì)合成氣用于發(fā)電的余熱鍋爐，其特征在于:它包括進(jìn)氣管、進(jìn)氣端灰斗、豎直膜式水冷壁、轉(zhuǎn)彎煙道、尾部豎直煙道、出氣端灰斗、出氣管、下降管、第一蒸發(fā)器下集箱、第一蒸發(fā)器上集箱、鍋筒、第一汽水引出管、第二汽水引出管、熱水引出管、減溫器、飽和蒸汽引出管、低溫過(guò)熱器入口集箱、低溫過(guò)熱器出口集箱、高溫過(guò)熱器入口集箱、高溫過(guò)熱器出口集箱、位于豎直膜式水冷壁底端并與豎直膜式水冷壁連通的膜式水冷壁下集箱、位于豎直膜式水冷壁頂端并與豎直膜式水冷壁連通的膜式水冷壁上集箱、設(shè)置在尾部豎直煙道中的省煤器、由高至低依次設(shè)在豎直膜式水冷壁內(nèi)部煙道腔中的第一蒸發(fā)器、低溫過(guò)熱器、高溫過(guò)熱器；其中，所述進(jìn)氣管連接進(jìn)氣端灰斗的進(jìn)氣口，進(jìn)氣端灰斗的出氣口穿過(guò)膜式水冷壁下集箱與豎直膜式水冷壁的內(nèi)部煙道腔連通，轉(zhuǎn)彎煙道的進(jìn)氣口穿過(guò)膜式水冷壁上集箱與豎直膜式水冷壁的內(nèi)部煙道腔連通，轉(zhuǎn)彎煙道的出氣口與尾部豎直煙道的進(jìn)氣口連接，尾部豎直煙道的出氣口與出氣端灰斗的進(jìn)氣口連接，出氣端灰斗的出氣口連接出氣管，進(jìn)氣端灰斗和出氣端灰斗的底部均設(shè)有出渣口，第一蒸發(fā)器的底端輸入口穿出豎直膜式水冷壁并連接第一蒸發(fā)器下集箱，第一蒸發(fā)器的頂端輸出口穿出豎直膜式水冷壁并連接第一蒸發(fā)器上集箱；所述省煤器的出水口通過(guò)熱水引出管與鍋筒上部連通，膜式水冷壁下集箱和第一蒸發(fā)器下集箱均通過(guò)下降管與鍋筒的底部連通，第一蒸發(fā)器上集箱通過(guò)第二汽水引出管與鍋筒中部連通，膜式水冷壁上集箱通過(guò)第一汽水引出管與鍋筒中部連通，所述飽和蒸汽引出管的一端與鍋筒頂部連通，飽和蒸汽引出管的另一端通過(guò)低溫過(guò)熱器入口集箱與低溫過(guò)熱器的輸入端連接，低溫過(guò)熱器的輸出端連接低溫過(guò)熱器出口集箱，低溫過(guò)熱器出口集箱通過(guò)減溫器連通高溫過(guò)熱器入口集箱，高溫過(guò)熱器的輸入端連通高溫過(guò)熱器入口集箱，高溫過(guò)熱器的輸出端連通高溫過(guò)熱器出口集箱。進(jìn)一步地，它還包括第二蒸發(fā)器、第二蒸發(fā)器下集箱、第二蒸發(fā)器上集箱和第三汽水引出管，所述第二蒸發(fā)器設(shè)置在豎直膜式水冷壁內(nèi)，所述第二蒸發(fā)器位于第一蒸發(fā)器與低溫過(guò)熱器之間，所述第二蒸發(fā)器的底端輸入口穿出豎直膜式水冷壁并連接第二蒸發(fā)器下集箱，第二蒸發(fā)器的頂端輸出口穿出豎直膜式水冷壁并連接第二蒸發(fā)器上集箱，所述第二蒸發(fā)器下集箱與下降管連通，第二蒸發(fā)器上集箱通過(guò)第三汽水引出管與鍋筒中部連通。進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)彎煙道的進(jìn)氣口與出氣口之間轉(zhuǎn)向180度。進(jìn)一步地，所述豎直膜式水冷壁、轉(zhuǎn)彎煙道和尾部豎直煙道的外表面均敷設(shè)有隔熱層。進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣管和進(jìn)氣端灰斗的內(nèi)壁敷設(shè)有耐火層。更進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣端灰斗的進(jìn)氣口軸線與出氣口軸線垂直，所述出氣端灰斗的進(jìn)氣口軸線與出氣口軸線垂直。本技術(shù)的有益效果為:I)本技術(shù)與激冷塔噴水降溫相比，采用了受熱面換熱的方式，充分利用了合成氣的顯熱，從而避免了噴水降溫方式會(huì)增大合成氣體積的問(wèn)題，也降低了初期投資和運(yùn)行成本，體現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保性；2)本技術(shù)與普通余熱鍋爐相比，豎向煙道四面由豎直膜式水冷壁組成，相對(duì)于敷設(shè)耐火材料絕熱型普通余熱鍋爐，本余熱鍋爐入口的合成氣溫度可大幅提高(本技術(shù)入口合成氣溫度在750±250°C內(nèi)，考慮到尾部受熱面處合成氣溫度過(guò)低會(huì)對(duì)金屬管壁造成腐蝕，而且由于設(shè)置了過(guò)熱器，不適用于入口合成氣溫度在500°C以下的情況)，而且該結(jié)構(gòu)的密封性能好，無(wú)需耐火澆注料以構(gòu)成耐火層，大大減輕了余熱鍋爐的重量；3)由于余熱鍋爐入口合成氣溫度的提高，且在合成氣最高溫度區(qū)域設(shè)置了過(guò)熱器，因此可生產(chǎn)過(guò)熱蒸汽用于發(fā)電，與單純生產(chǎn)飽和蒸汽的余熱鍋爐相比，不會(huì)形成飽和蒸汽的相對(duì)過(guò)剩甚至浪費(fèi)。4)本技術(shù)中的煙道總體呈倒U形，合成氣首先進(jìn)入前置的豎直膜式水冷壁，有利于凝結(jié)在受熱面上的焦油沿受熱面流下并通過(guò)進(jìn)氣端灰斗排出，當(dāng)合成氣由尾部尾部豎直煙道下部通過(guò)出氣端灰斗離開余熱鍋爐時(shí)，由于合成氣轉(zhuǎn)向的緣故可再次通過(guò)上述灰斗收集合成氣里的部分焦油，確保了鍋爐及后續(xù)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。5)本技術(shù)通過(guò)設(shè)置第一蒸發(fā)器和第二蒸發(fā)器，可以降低汽水流動(dòng)的阻力，保證了水循環(huán)的安全性。6)本技術(shù)中的減溫器將低溫過(guò)熱器出口的過(guò)熱蒸汽降溫后引至高溫過(guò)熱器的入口，用于調(diào)節(jié)高溫過(guò)熱器出口蒸汽溫度，保證余熱鍋爐出口蒸汽的品質(zhì)。7)余熱鍋爐內(nèi)僅局部布置有少量耐火層，其整體蓄熱量小，鍋爐的啟、停速度快，減小了運(yùn)行成本。【附圖說(shuō)明】圖1為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I一省煤器、2—膜式水冷壁下集箱、3—豎直膜式水冷壁、4一高溫過(guò)熱器、5一低溫過(guò)熱器、6—第一蒸發(fā)器、7—熱水引出管、8—鍋筒、9一膜式水冷壁上集箱、10—第一汽水引出管、11 一第一蒸發(fā)器上集箱、12—第二汽水引出管、13—第二蒸發(fā)器上集箱、14 一第一蒸發(fā)器下集箱、15—減溫器、16—下降管、17—進(jìn)氣管、18—轉(zhuǎn)彎煙道、19—出氣管、20—進(jìn)氣端灰斗、21—出氣端灰斗、22—尾部豎直煙道、23—出渣口、24—飽和蒸汽引出管、25—低溫過(guò)熱器入口集箱、26—低溫過(guò)熱器出口集箱、27—高溫過(guò)熱器入口集箱、28—高溫過(guò)熱器出口集箱、29—第二蒸發(fā)器、30—第二蒸發(fā)器下集箱、31—耐火層、32—第三汽水引出管。【具體實(shí)施方式】以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:如圖1所示冷卻生物質(zhì)合成氣用于發(fā)電的余熱鍋爐，它包括進(jìn)氣管17、進(jìn)氣端灰斗20、豎直膜式水冷壁3、轉(zhuǎn)彎煙道18、尾部豎直煙道22、出氣端灰斗21、出氣管19、下降管16、第一蒸發(fā)器下集箱14、第一蒸發(fā)器上集箱11、鍋筒8、第一汽水引出管10、第二汽水引出管12、熱水引出管7、減溫器15、飽和蒸汽引出管24、低溫過(guò)熱器入口集箱25、低溫過(guò)熱器出口集箱26、高溫本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種冷卻生物質(zhì)合成氣用于發(fā)電的余熱鍋爐，其特征在于：它包括進(jìn)氣管（17）、進(jìn)氣端灰斗（20）、豎直膜式水冷壁（3）、轉(zhuǎn)彎煙道（18）、尾部豎直煙道（22）、出氣端灰斗（21）、出氣管（19）、下降管（16）、第一蒸發(fā)器下集箱（14）、第一蒸發(fā)器上集箱（11）、鍋筒（8）、第一汽水引出管（10）、第二汽水引出管（12）、熱水引出管（7）、減溫器（15）、飽和蒸汽引出管（24）、低溫過(guò)熱器入口集箱（25）、低溫過(guò)熱器出口集箱（26）、高溫過(guò)熱器入口集箱（27）、高溫過(guò)熱器出口集箱（28）、位于豎直膜式水冷壁（3）底端并與豎直膜式水冷壁（3）連通的膜式水冷壁下集箱（2）、位于豎直膜式水冷壁（3）頂端并與豎直膜式水冷壁（3）連通的膜式水冷壁上集箱（9）、設(shè)置在尾部豎直煙道（22）中的省煤器（1）、由高至低依次設(shè)在豎直膜式水冷壁（3）內(nèi)部煙道腔中的第一蒸發(fā)器（6）、低溫過(guò)熱器（5）、高溫過(guò)熱器（4）；其中，所述進(jìn)氣管（17）連接進(jìn)氣端灰斗（20）的進(jìn)氣口，進(jìn)氣端灰斗（20）的出氣口穿過(guò)膜式水冷壁下集箱（2）與豎直膜式水冷壁（3）的內(nèi)部煙道腔連通，轉(zhuǎn)彎煙道（18）的進(jìn)氣口穿過(guò)膜式水冷壁上集箱（9）與豎直膜式水冷壁（3）的內(nèi)部煙道腔連通，轉(zhuǎn)彎煙道（18）的出氣口與尾部豎直煙道（22）的進(jìn)氣口連接，尾部豎直煙道（22）的出氣口與出氣端灰斗（21）的進(jìn)氣口連接，出氣端灰斗（21）的出氣口連接出氣管（19），進(jìn)氣端灰斗（20）和出氣端灰斗（21）的底部均設(shè)有出渣口（23），第一蒸發(fā)器（6）的底端輸入口穿出豎直膜式水冷壁（3）并連接第一蒸發(fā)器下集箱（14），第一蒸發(fā)器（6）的頂端輸出口穿出豎直膜式水冷壁（3）并連接第一蒸發(fā)器上集箱（11）；所述省煤器（1）的出水口通過(guò)熱水引出管（7）與鍋筒（8）上部連通，膜式水冷壁下集箱（2）和第一蒸發(fā)器下集箱（14）均通過(guò)下降管（16）與鍋筒（8）的底部連通，第一蒸發(fā)器上集箱（11）通過(guò)第二汽水引出管（12）與鍋筒（8）中部連通，膜式水冷壁上集箱（9）通過(guò)第一汽水引出管（10）與鍋筒（8）中部連通，所述飽和蒸汽引出管（24）的一端與鍋筒（8）頂部連通，飽和蒸汽引出管（24）的另一端通過(guò)低溫過(guò)熱器入口集箱（25）與低溫過(guò)熱器（5）的輸入端連接，低溫過(guò)熱器（5）的輸出端連接低溫過(guò)熱器出口集箱（26），低溫過(guò)熱器出口集箱（26）通過(guò)減溫器（15）連通高溫過(guò)熱器入口集箱（27），高溫過(guò)熱器（4）的輸入端連通高溫過(guò)熱器入口集箱（27），高溫過(guò)熱器（4）的輸出端連通高溫過(guò)熱器出口集箱（28）。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種冷卻生物質(zhì)合成氣用于發(fā)電的余熱鍋爐，其特征在于:它包括進(jìn)氣管(17)、進(jìn)氣端灰斗(20)、豎直膜式水冷壁(3)、轉(zhuǎn)彎煙道(18)、尾部豎直煙道(22)、出氣端灰斗(21)、出氣管(19)、下降管(16)、第一蒸發(fā)器下集箱(14)、第一蒸發(fā)器上集箱(11)、鍋筒(8)、第一汽水引出管(10)、第二汽水引出管(12)、熱水引出管(7)、減溫器(15)、飽和蒸汽引出管(24),低溫過(guò)熱器入口集箱(25)、低溫過(guò)熱器出口集箱(26)、高溫過(guò)熱器入口集箱(27)、高溫過(guò)熱器出口集箱(28)、位于豎直膜式水冷壁(3)底端并與豎直膜式水冷壁(3)連通的膜式水冷壁下集箱(2 )、位于豎直膜式水冷壁(3 )頂端并與豎直膜式水冷壁(3 )連通的膜式水冷壁上集箱(9)、設(shè)置在尾部豎直煙道(22)中的省煤器(I)、由高至低依次設(shè)在豎直膜式水冷壁(3)內(nèi)部煙道腔中的第一蒸發(fā)器(6)、低溫過(guò)熱器(5)、高溫過(guò)熱器(4)； 其中，所述進(jìn)氣管(17 )連接進(jìn)氣端灰斗(20 )的進(jìn)氣口，進(jìn)氣端灰斗(20 )的出氣口穿過(guò)膜式水冷壁下集箱(2)與豎直膜式水冷壁(3)的內(nèi)部煙道腔連通，轉(zhuǎn)彎煙道(18)的進(jìn)氣口穿過(guò)膜式水冷壁上集箱(9)與豎直膜式水冷壁(3)的內(nèi)部煙道腔連通，轉(zhuǎn)彎煙道(18)的出氣口與尾部豎直煙道(22)的進(jìn)氣口連接，尾部豎直煙道(22)的出氣口與出氣端灰斗(21)的進(jìn)氣口連接，出氣端灰斗(21)的出氣口連接出氣管(19)，進(jìn)氣端灰斗(20)和出氣端灰斗(21)的底部均設(shè)有出渣口(23)，第一蒸發(fā)器(6)的底端輸入口穿出豎直膜式水冷壁(3)并連接第一 蒸發(fā)器下集箱(14)，第一蒸發(fā)器(6)的頂端輸出口穿出豎直膜式水冷壁(3)并連接第一蒸發(fā)器上集箱(11); 所述省煤器(I)的出水口通過(guò)熱水引出管(7)與鍋筒(8)上部連通，膜式水冷壁下集箱(2)和第一蒸發(fā)器下集箱(14)均通過(guò)下降管(16)與鍋筒(8)的底部連通，第一蒸發(fā)器上集箱(11)通過(guò)第二汽水引出管(12)與鍋筒(8)中部連...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張巖豐，聶洪濤，周錦峰，劉文焱，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢凱迪工程技術(shù)研究總院有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：湖北;42