一種水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統技術方案

本實用新型專利技術提供了一種水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統。本實用新型專利技術的水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統包括：水煤漿氣化爐(3)、流化床氣化裝置(4)、氣體換熱器(5)及流化床熱解器(6)；所述水煤漿氣化爐(3)的煤氣出口與所述流化床氣化裝置(4)的氣體進口連接；所述流化床氣化裝置(4)的氣體出口與所述氣體換熱器(5)的煤氣進口連接；所述氣體換熱器(5)的氮氣出口與所述流化床熱解器(6)的氣體進口連接。本實用新型專利技術提供的基于流化床氣化的煤氣余熱回收利用及凈化的系統，結合了流化床氣化的技術優勢，整體系統設備簡單，易于操作，熱效率高，無污染。

Coal water slurry gasification gas waste heat recovery and utilization system

The utility model provides a coal water slurry gasification gas waste heat recovery and utilization system. The utility model comprises a water coal slurry gasification waste heat recycling system: coal water slurry gasifier, fluidized bed gasifier (3) (4), gas heat exchanger (5) and (6) fluidized bed pyrolysis reactor; the coal water slurry gasifier (3) and the gas outlet of the fluidized bed gasification the gas inlet device (4) connected; the fluidized bed gasification device (4) of the gas outlet and the gas heat exchanger (5) gas inlet connection; the gas heat exchanger (5) nitrogen outlet and the fluidized bed pyrolysis reactor (6) gas inlet connection. The system uses gas waste heat recovery based on fluidized bed gasification and purification provided by the utility model combines the technical advantages of fluidized bed gasification, the whole system has the advantages of simple equipment, easy operation, high thermal efficiency, no pollution.

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于化工
，具體涉及到水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統。
技術介紹
水煤漿氣流床氣化，將原料煤制成水煤漿，在氣化劑的攜帶作用下，兩者并流接觸，煤料在高于其灰熔點的溫度下與氣化劑發生燃燒反應和氣化反應。與固定床氣化和流化床氣化相比氣流床氣化的反應溫度高，反應速率快，煤料停留時間短，產物不含焦油、甲烷等物質。水煤漿氣化的主要特點是氣化溫度高、強度大、煤種適應性相對較強、氣化指標好。由于水煤漿在氣化介質中的濃度低、反應物并流，產品氣體與燃料之間不能進行內部換熱，其結果是出口氣體溫度比移動床和流化床的都高，為了保證較高的熱效率，一般在后續熱量回收裝置上設置換熱面積較大的換熱設備。在高溫下反應，存在出氣化爐的氣體顯熱高、冷煤氣效率低、原料消耗高等缺點。水煤漿氣化過程氣化室出口溫度一般在1300℃以上，并且由于水煤漿氣化的特點，氣化爐出口的煤氣中含有大量的H2O和CO2，對于水煤漿氣化制合成氣的工藝，合理回收合成氣高溫顯熱是一個十分重要的工程問題。目前水煤漿氣化產生煤氣的冷卻主要有兩種方法：一是氣化煤氣激冷工藝，二、煤氣經過廢熱鍋爐換熱生產蒸汽。中國專利CN204569850U號公開了具有雙激冷環的水煤漿氣化爐技術方案。該專利中水煤漿氣化爐包括燃燒室氣化室、激冷室外壁、第一激冷環、第二激冷環、氣體上升管、氣體下降管等。第一激冷環流出的冷卻水沿氣體下降管流下，在管壁上形成由上至下逐漸變薄的水膜，第二激冷環流出的水流能夠在中間位置補充水膜，使氣體下降管底部的水膜能達到足夠厚度，有效保護氣體下降管，以及對產生的高溫氣體進行有效的降溫。這種技術的缺點是效率低并且本身不節能并造成能源的浪費，由于洗滌水和煤氣是直接接觸產生洗滌污水并且處理困難，帶來嚴重的環境污染問題。中國專利CN203079923U號公開了水冷壁廢鍋流程的水煤漿加壓氣化技術方案。該技術水煤漿加壓氣化裝置，由氣化爐燃燒室、氣化爐燒嘴、輻射廢熱回收鍋爐和對流廢熱回收鍋爐構成，氣化爐燒嘴分別設置在氣化爐燃燒室頂部，氣化爐燒嘴與氣化爐燃燒室內部相通，煤漿輸送管線與氣化爐燒嘴相連，氣化爐燃燒室下方直接與輻射廢熱回收鍋爐相連，輻射廢熱鍋爐上部設置有氣體出口，對流廢熱回收鍋爐與氣體出口連通；氣化爐產生的煤氣經過對流輻射鍋爐和輻射廢熱鍋爐進行煤氣余熱回收。這個工藝所產生的低壓蒸汽量很大，但由于壓力太低，利用價值較低，煤氣余熱的利用率較低，并且冷煤氣效率同樣較低，使得煤氣生產成本大大增加，并且輻射鍋爐水冷壁上容易結渣、渣堵，導致氣化爐運行不正常，甚至停車。
技術實現思路
針對現有技術不節能、不環保的問題，本技術的目的在于提供一種節能、安全、環保的水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統。為了實現上述目的，本技術提供了一種水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統，包括：水煤漿氣化爐(3)、流化床氣化裝置(4)、氣體換熱器(5)及流化床熱解器(6)，所述水煤漿氣化爐(3)的煤氣出口與所述流化床氣化裝置(4)的氣體進口連接；所述流化床氣化裝置(4)的氣體出口與所述氣體換熱器(5)的煤氣進口連接；所述氣體換熱器(5)的氮氣出口與所述流化床熱解器(6)的氣體進口連接。進一步地，所述的水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統還包括：磨煤機(1)、水煤漿制備裝置(2)。所述磨煤機(1)的半焦出口與所述水煤漿制備裝置(2)的半焦進口連接；所述水煤漿制備裝置(2)的出口與所述水煤漿氣化爐(3)的水煤漿進口連接。進一步地，所述的水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統還包括油氣冷凝裝置(7)，所述流化床熱解器(6)的油氣出口與所述油氣冷凝裝置(7)連接。進一步地，所述的水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統還包括：半焦倉(8)；所述半焦倉(8)的進口與所述流化床熱解器(6)的半焦出口連接。進一步地，所述的水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統中，所述半焦倉(8)的半焦出口與所述流化床氣化裝置(4)的半焦進口連接。進一步地，所述的水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統中，所述半焦倉(8)的半焦出口與所述磨煤機(1)的進口連接。根據本技術的水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統結合了流化床氣化的技術優勢，整體系統設備簡單，易于操作，在煤氣冷卻過程中沒有污水產生，熱效率高，無污染，具有節能環保的效果。附圖說明圖1為本技術裝置的示意圖。具體實施方式本技術要解決的技術問題是提供一種安全可靠、煤氣余熱回收利用率高、冷媒氣效率高、將節能環保的熱量回收系統。本技術的技術方案是根據水煤漿氣流床氣化的特點，首先是出口煤氣溫度在1200℃-1600℃之間，再有氣化爐出口粗煤氣中含有約10％-20％的H2O和10％-20％的CO2。將高溫煤氣通入流化床氣化爐中與半焦進行氣化反應，C+CO2＝2CO；C+H2O＝CO+H2。上述兩個反應均為吸熱反應。通過在流化床中發生的氣化反應，既降低了煤氣溫度，又提高了煤氣中CO和H2的含量。經過初步降溫的煤氣與惰性氣體氮氣進行換熱，高溫氮氣作為煤熱解的熱解氣使用，熱解產生油、煤氣等高附加值產品，半焦作為水煤漿原料和流化床氣化爐進料原料使用。水煤漿氣化煤氣余熱用化學法得到分級充分利用。下面結合附圖所示的實施例進一步說明本技術的結構。圖1為本技術一種基于流化床氣化的煤氣余熱回收利用及凈化的系統的原理示意圖。圖中：1、磨煤機，2、水煤漿制備裝置，3、水煤漿氣化爐，4、流化床氣化裝置，5、氣體換熱器，6、流化床熱解器，7、油、氣冷凝裝置，8、半焦倉。如圖1所示，本技術的一種水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統包括：磨煤機(1)、水煤漿制備裝置(2)、水煤漿氣化爐(3)、流化床氣化裝置(4)、氣體換熱器(5)、流化床熱解器(6)、油氣冷凝裝置(7)、半焦倉(8)。所述水煤漿氣化爐煤氣出口與流化床氣化裝置氣體進口連接；所述流化床氣化裝置氣體出口與氣體換熱器煤氣進口連接；所述氣體換熱器氮氣出口與流化床熱解器氣體進口連接；所述流化床油氣出口與油氣冷凝裝置連接；所述流化床熱解裝置半焦出口與半焦倉進口連接；所述半焦倉出口與流化床氣化裝置半焦進口連接；所述半焦倉半焦出口與磨煤機進口連接；所述磨煤機半焦出口與水煤漿制備裝置半焦進口連接。利用圖1所示的系統進行氣化煤氣余熱回收利用及凈化工藝的具體步驟包括：(1)由水煤漿氣化爐產生的高溫煤氣1200℃-1600℃進入流化床氣化爐中，煤氣中約含10-20％的CO2和10％-20％的H2O，在煤氣高溫余熱條件下煤氣中H2O和CO2與半焦進行C+CO2＝2CO；C+H2O＝CO+H2反應。合成氣有效成分CO、H2含量提高4％-5％。(2)經過流化床氣化裝置4后，煤氣溫度降低到950℃-1000℃，煤氣經過氣體換熱器將氮氣預熱，此時煤氣溫度進一步降低到500℃-600℃。(3)經過煤氣預熱的煤氣預熱氮氣到500℃-600℃，該氮氣作為煤熱解的熱載體送入流化床熱解器6中。(4)熱解產生的油氣混合物送入油、氣冷凝裝置7進行冷凝，得到油、煤氣等附加產品。(5)熱解半焦進入半焦倉8中，一部分半焦作為水煤漿制備原料送入研磨機1中進行研磨，將研磨后的煤粉與水制成水煤漿。(6)半焦倉8中一部分半焦作為流化床氣化爐中反應的碳源送入流化床氣化裝置4中，在流化床氣化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統，包括：水煤漿氣化爐(3)、流化床氣化裝置(4)、氣體換熱器(5)及流化床熱解器(6)；所述水煤漿氣化爐(3)的煤氣出口與所述流化床氣化裝置(4)的氣體進口連接；所述流化床氣化裝置(4)的氣體出口與所述氣體換熱器(5)的煤氣進口連接；所述氣體換熱器(5)的氮氣出口與所述流化床熱解器(6)的氣體進口連接。

【技術特征摘要】
1.一種水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統，包括：水煤漿氣化爐(3)、流化床氣化裝置(4)、氣體換熱器(5)及流化床熱解器(6)；所述水煤漿氣化爐(3)的煤氣出口與所述流化床氣化裝置(4)的氣體進口連接；所述流化床氣化裝置(4)的氣體出口與所述氣體換熱器(5)的煤氣進口連接；所述氣體換熱器(5)的氮氣出口與所述流化床熱解器(6)的氣體進口連接。2.根據權利要求1所述的水煤漿氣化煤氣余熱回收利用系統，其特征在于，還包括：磨煤機(1)、水煤漿制備裝置(2)；所述磨煤機(1)的半焦出口與所述水煤漿制備裝置(2)的半焦進口連接；所述水煤漿制備裝置(2)的出口與所述水煤漿氣化爐(3)的水煤...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫寶林，裴培，吳道洪，
申請(專利權)人：北京神霧環境能源科技集團股份有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11