本發明專利技術涉及一體化回轉狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，包括氣化爐體和熱回收裝置，氣化爐體設置于熱回收裝置上方；熱回收裝置包括合成氣入口、輻射換熱組件、渣池、對流換熱組件、壓力殼體，合成氣入口位于壓力殼體頂部封頭上，輻射換熱組件位于渣池的上部，渣池位于對流換熱組件的上部，輻射換熱組件、渣池、對流換熱組件位于壓力殼體內形成一體；氣化爐體的下渣口與熱回收裝置頂部通過法蘭連接，下渣口與合成氣入口連通；本發明專利技術可有效吸收氣化后的粗合成氣顯熱，產生高壓蒸汽或中壓蒸汽用于發電或預熱其他工質，能源利用率大大提高，能量回收利用率高；有效縮減了廢熱鍋爐整體尺寸，制造、運輸和安裝較為方便，可消除對流換熱面的積灰問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及煤氣化技術的能源利用裝置，特別是一體化回轉狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置。
技術介紹
煤氣化是潔凈、高效利用煤炭的最主要途徑之一，氣化原料和氧化劑混合進入氣化爐內，迅速發生反應，產生的高溫合成 氣(約1400°C)經冷卻、除塵，送至下ー個車間進行有效利用。煤氣化技術中高溫合成氣的冷卻方式主要有兩種，一種為激冷流程，另ー種為廢鍋流程。激冷流程是高溫合成氣與激冷水充分接觸，使煤氣降溫冷卻、熔融渣固化。激冷流程不回收高溫合成氣中的顯熱，能源利用效率低。廢鍋流程中高溫合成氣依次進入輻射鍋爐和預熱鍋爐進行換熱降溫，并進行初歩除塵。它能最大限度的回收合成氣中的顯熱，以產生高壓蒸汽或預熱其他エ藝介質，這種方式可以回收相當于原料煤低位熱量中15 18%的能量，使得熱煤氣效率可達到9(Γ95%，提高了系統的能源利用效率。在現有的氣流床氣化技術中，采用廢熱鍋爐回收高溫合成氣的熱量一般有兩種方式ー是以Shell公司為代表的氣流床粉煤加壓氣化技術,循環冷氣返回氣化爐高溫合成氣出ロ將氣化爐合成氣冷卻至700 750°C，然后再進入對流廢熱鍋爐換熱副產中壓蒸汽。另ー種是以GE公司為代表的水煤漿氣化工藝，高溫合成氣顯熱采用輻射鍋爐+對流鍋爐的方式回收，副產高壓飽和蒸汽。但是，現有技術中的廢熱鍋爐還存在結構復雜、使用壽命較短等問題，主要表現在 (I)Shell粉煤氣化技術采用I. 3 I. 5倍的循環冷氣激冷高溫合成氣，増加了對流廢熱鍋爐及其后續合成氣除塵設備的尺寸，同時增加了設備的投資，合成氣循環壓縮機増加了氣化裝置的能耗；由于對流鍋爐積灰，影響了對流鍋爐的換熱效果，需要加入比設計激冷氣量更多的激冷氣。(2)GE水煤漿氣化工藝中的合成氣全顯熱回收系統由輻射廢熱鍋爐和對流廢熱鍋爐兩個設備組成，兩設備獨立布置，設備投資大，占用空間大，同時系統運行的可靠性也由于設備的復雜而受到影響；同時輻射鍋爐合成氣溫度缺乏調節手段，致使對流鍋爐積灰堵塞。
技術實現思路
本專利技術為克服現有氣化爐廢熱鍋爐的缺陷和不足，提供了一體化束狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，將氣化爐與具備輻射對流的熱回收裝置結合為ー個整體，達到充分回收高溫合成氣和熔融渣所帶顯熱，降低投資和節約能源，提高熱效率的目的。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案如下 一體化回轉狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，其特征在于包括氣化爐體和熱回收裝置，氣化爐體設置于熱回收裝置上方；所述氣化爐體包括壓カ殼體、耐火村里或者水冷壁、位于頂部的噴嘴通道和位于底部的下渣ロ ；所述熱回收裝置包括合成氣入口、輻射換熱組件、渣池、對流換熱組件、壓カ殼體，合成氣入口位于壓カ殼體頂部封頭上，輻射換熱組件位于渣池的上部，渣池位于對流換熱組件的上部，輻射換熱組件、渣池、對流換熱組件位于壓カ殼體內形成一體；所述氣化爐體的下渣ロ與熱回收裝置頂部通過法蘭連接，下渣ロ與合成氣入口連通。所述合成氣入ロ為ー窄長通道，該合成氣入ロ的內壁為耐火村里。所述輻射換熱組件縱向設于壓カ殼體內，與帶熱量的氣體充分換熱；輻射換熱組件包括輻射水冷壁和輻射屏，輻射水冷壁是由若干個縱向平行設置的立管圍成的圓筒壁，相鄰的兩個立管通過焊接連接，圓筒壁的中間為輻射換熱腔；輻射換熱組件還包括輻射水冷壁上集箱、輻射水冷壁下集箱、輻射水冷壁進水管、輻射水冷壁引出管和輻射水冷壁受熱面，輻射水冷壁上集箱與每個立管的上端連通，輻射水冷壁下集箱與每個立管的下端連通，輻射水冷壁進水管的一端與壓カ殼體固接并設在壓カ殼體的外部、輻射水冷壁進水管的另一端與輻射水冷壁上集箱連通，輻射水冷壁引出管的一端與壓カ殼體的上封頭固接、另ー端與輻射水冷壁上集箱連通。所述輻射屏由若干個立管排形成，立管排以熱回收裝置的中心向外發散分布于輻射換熱腔內，每個立管排由若干立管形成，立管排的相鄰兩個立管緊貼設置；輻射換熱組件還包括輻射屏上集箱、輻射屏下集箱、輻射屏進水管、輻射屏引出管，輻射屏受熱面的下端與輻射屏下集箱連通，輻射屏受熱面的上端與輻射屏上集箱連通，輻射屏進水管和輻射屏弓I出管分別與輻射屏下集箱和輻射屏上集箱連通，并引出到壓カ殼體外。所述渣池處于輻射換熱組件的底部，渣池外端與壓カ殼體通過連接板連接并固定，渣池的下端連接排渣管，排渣管延伸至壓カ殼體外。所述對流換熱組件包括蒸發器、過熱器和省煤器，蒸發器、過熱器和省煤器從上往下依次布置在壓カ殼體的空間中。所述蒸發器、過熱器和省煤器分別由ー組螺旋盤管形成，每組螺旋盤管分別包括四層螺旋環管，每兩層螺旋環管之間有一定的距離，每層螺旋環管是由管子緊密環繞形成的。所述蒸發器還包括蒸發器上集箱、蒸發器下集箱、蒸發器進水管、蒸發器引出管，形成蒸發器的螺旋盤管的上端與蒸發器上集箱連通，形成蒸發器的螺旋盤管的下端與蒸發器下集箱連通，蒸發器進水管與蒸發器下集箱連通，蒸發器引出管與蒸發器上集箱連通；所述過熱器還包括過熱器上集箱、過熱器下集箱、過熱器進水管、過熱器引出管，形成過熱器的螺旋盤管的上端與過熱器上集箱連通，形成過熱器的螺旋盤管的下端與過熱器下集箱連通，過熱器進水管與過熱器下集箱連通，過熱器引出管與過熱器上集箱連通；所述省煤器還包括省煤器上集箱、省煤器下集箱、省煤器進水管、省煤器引出管，形成過熱器的螺旋盤管的上端與省煤器上集箱連通，形成省煤器的螺旋盤管的下端與省煤器下集箱連通，省煤器進水管與省煤器下集箱連通，省煤器引出管與省煤器上集箱連通；蒸發器進水管、蒸發器引出管、過熱器進水管、過熱器引出管、省煤器進水管、省煤器引出管均延伸至壓カ殼體外。所述氣化爐為氣流床氣化爐，該氣流床氣化爐是單噴嘴氣化爐，或者多噴嘴氣化爐，或者煤漿氣化爐，或者粉煤氣化爐，或者水冷壁氣化爐，或者耐火村里氣化爐等各種形式的氣化爐。本專利技術的具體工作原理是 氣化原料(水煤漿或者干煤粉)和氧化劑混合進入氣化爐體中，迅速發生氣化反應，生成高溫高壓的合成氣流及熔融渣(溫度約為1400°C );該高溫高壓的合成氣流及熔融渣出氣化爐后，通過窄長的合成氣入口以較高的氣流速度進入熱回收裝置，進入后向下通過輻射換熱腔，以輻射傳熱 的方式將熱量傳給四周的輻射水冷壁；由于流通面積擴大，熔融渣在合成氣流作用下向四周噴濺，從離開合成氣入口至到達輻射水冷壁的過程中，被充分冷卻，固化失去黏結性，在重力作用下落入輻射換熱組件底部的渣池中，在渣池中與水混合急劇冷卻，形成高硬度的固態灰渣，灰渣隨水排入鎖渣罐中，在渣池附近設置吹掃裝置，進行防結渣沉淀擾動，保證排渣系統的可靠穩定運行；同時，合成氣流經過渣池水面的反折，合成氣流由渣池與輻射水冷壁之間的通道繼續向下進入對流換熱組件，進ー步降溫冷卻。所述熱回收裝置將輻射換熱與對流換熱結合為一體，并盡可能多的回收高溫合成氣所帶顯熱，而且輻射換熱屏在輻射換熱腔的中下部，它的存在増大了輻射換熱面，減少了輻射換熱組件的體積，使換熱效果更好。本專利技術的有益效果如下 (I)本專利技術可有效的吸收氣化后的粗合成氣的顯熱，產生高壓蒸汽或中壓蒸汽用于發電或預熱其他エ質，整體能源利用率大大提高，具有能量回收利用率高的優點。(2)本專利技術提供的一體化回轉狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，其熱回收裝置采用雙層水冷壁結構設計并設置輻射換熱屏和對流換熱面，有效地縮減了廢熱鍋爐整體尺寸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一體化回轉狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，其特征在于：包括氣化爐體和熱回收裝置，氣化爐體設置于熱回收裝置上方；所述氣化爐體包括壓力殼體、耐火襯里或者水冷壁、位于頂部的噴嘴通道和位于底部的下渣口；所述熱回收裝置包括合成氣入口、輻射換熱組件、渣池、對流換熱組件、壓力殼體，合成氣入口位于壓力殼體頂部封頭上，輻射換熱組件位于渣池的上部，渣池位于對流換熱組件的上部，輻射換熱組件、渣池、對流換熱組件位于壓力殼體內形成一體；所述氣化爐體的下渣口與熱回收裝置頂部通過法蘭連接，下渣口與合成氣入口連通。
【技術特征摘要】
1.一體化回轉狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，其特征在于包括氣化爐體和熱回收裝置，氣化爐體設置于熱回收裝置上方；所述氣化爐體包括壓力殼體、耐火襯里或者水冷壁、位于頂部的噴嘴通道和位于底部的下渣口 ；所述熱回收裝置包括合成氣入口、輻射換熱組件、渣池、對流換熱組件、壓力殼體，合成氣入口位于壓力殼體頂部封頭上，輻射換熱組件位于渣池的上部，渣池位于對流換熱組件的上部，輻射換熱組件、渣池、對流換熱組件位于壓力殼體內形成一體；所述氣化爐體的下渣口與熱回收裝置頂部通過法蘭連接，下渣口與合成氣入口連通。2.根據權利要求I所述的一體化回轉狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，其特征在于所述合成氣入口為一窄長通道，該合成氣入口的內壁為耐火襯里。3.根據權利要求I所述的一體化回轉狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，其特征在于所述輻射換熱組件縱向設于壓力殼體內，與帶熱量的氣體充分換熱；輻射換熱組件包括輻射水冷壁和輻射屏，輻射水冷壁是由若干個縱向平行設置的立管圍成的圓筒壁，相鄰的兩個立管通過焊接連接，圓筒壁的中間為輻射換熱腔；輻射換熱組件還包括輻射水冷壁上集箱、輻射水冷壁下集箱、輻射水冷壁進水管、輻射水冷壁引出管和輻射水冷壁受熱面，輻射水冷壁上集箱與每個立管的上端連通，輻射水冷壁下集箱與每個立管的下端連通，輻射水冷壁進水管的一端與壓力殼體固接并設在壓力殼體的外部、輻射水冷壁進水管的另一端與輻射水冷壁上集箱連通，輻射水冷壁引出管的一端與壓力殼體的上封頭固接、另一端與輻射水冷壁上集箱連通。4.根據權利要求3所述的一體化回轉狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，其特征在于所述輻射屏由若干個立管排形成，立管排以熱回收裝置的中心向外發散分布于輻射換熱腔內，每個立管排由若干立管形成，立管排的相鄰兩個立管緊貼設置；輻射換熱組件還包括輻射屏上集箱、輻射屏下集箱、輻射屏進水管、輻射屏引出管，輻射屏受熱面的下端與輻射屏下集箱連通，輻射屏受熱面的上端與輻射屏上集箱連通，輻射屏進水管和輻射屏引出管分別與輻射屏下集箱和輻射屏上集箱連通，并引出到壓力殼體外。5.根據權利要求I所述的一體化回轉狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，其特征在于所述渣池處于輻射換熱組件的底部，渣池外端與壓力殼體通過連接板連接并固定，渣池的下端連接排渣管，排渣管延伸至壓力殼體外。6.根據權利要求I或4或5所述的一體化回轉狀輻射鍋爐預熱鍋爐混合式能源利用裝置，其特征在于所述對流換熱組件包括蒸發器、過熱器...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹立勇，張媛，張春飛，張鑫，劉正寧，郭盼，杜奇，樊偉，李陽，李少華，雷宇，
申請(專利權)人：中國東方電氣集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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