加壓灰渣處理工藝及系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種加壓灰渣處理工藝及其系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有氣化爐的灰渣無(wú)法帶壓操作、管道磨蝕嚴(yán)重、熱能回收效率低的問(wèn)題。所述工藝方法包括高溫灰渣以氣力式輸送的方式依次經(jīng)一級(jí)流化床冷卻器和二級(jí)冷卻器兩級(jí)冷卻，然后再經(jīng)灰渣降壓裝置進(jìn)一步降壓后排出，采用水冷換熱，經(jīng)由汽包以回收蒸汽，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)方法工藝簡(jiǎn)單、系統(tǒng)運(yùn)行成本和投資成本低、熱量回收效率高、水冷管不易磨蝕、灰渣粒徑適用范圍廣。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【專(zhuān)利摘要】本專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種加壓灰渣處理工藝及其系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有氣化爐的灰渣無(wú)法帶壓操作、管道磨蝕嚴(yán)重、熱能回收效率低的問(wèn)題。所述工藝方法包括高溫灰渣以氣力式輸送的方式依次經(jīng)一級(jí)流化床冷卻器和二級(jí)冷卻器兩級(jí)冷卻，然后再經(jīng)灰渣降壓裝置進(jìn)一步降壓后排出，采用水冷換熱，經(jīng)由汽包以回收蒸汽，本專(zhuān)利技術(shù)方法工藝簡(jiǎn)單、系統(tǒng)運(yùn)行成本和投資成本低、熱量回收效率高、水冷管不易磨蝕、灰渣粒徑適用范圍廣?！緦?zhuān)利說(shuō)明】加壓灰渣處理工藝及系統(tǒng)
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種灰渣處理工藝及系統(tǒng)，具體說(shuō)一種加壓灰渣處理工藝及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
目前，循環(huán)流化床由于較高的原料循環(huán)倍率，較高的傳熱、傳質(zhì)速率，已廣泛應(yīng)用于煤氣化和鍋爐領(lǐng)域，特別適合于我國(guó)劣質(zhì)煤的利用。但目前大型加壓循環(huán)流化床工藝并不成熟，技術(shù)問(wèn)題之一是如何實(shí)現(xiàn)循環(huán)流化床的連續(xù)穩(wěn)定排渣。連續(xù)穩(wěn)定排渣是控制床層厚度，保證流化質(zhì)量進(jìn)而保障爐膛穩(wěn)定反應(yīng)的重要手段，排渣系統(tǒng)不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致流化床床層高度波動(dòng)，直接影響流化床操作。而且煤氣化及鍋爐的爐渣溫度達(dá)到800— 1000°C，灰渣需冷卻降溫后才能進(jìn)行后續(xù)處理。因此，灰渣熱量回收系統(tǒng)對(duì)流化床排渣及床層穩(wěn)定操作十分重要。 目前較為常用的冷渣器有流化床式冷渣器和滾筒式冷渣器。風(fēng)水聯(lián)合式的流化床冷渣器采用流化床原理用冷風(fēng)和水冷埋管與爐渣進(jìn)行換熱，如重慶大學(xué)申請(qǐng)的專(zhuān)利號(hào)為ZL200710092413.7的復(fù)合式流化床冷渣器，其單臺(tái)處理量大，在大容量循環(huán)流化床鍋爐上應(yīng)用較多，但它存在以下不足:(I)對(duì)流化床進(jìn)料粒徑分布要求較高，一般要求徑?？刂圃贗mm以下，若大顆粒或瞬時(shí)大流量灰渣進(jìn)入流化床冷渣器，當(dāng)流化風(fēng)不足時(shí)易在冷渣器內(nèi)沉積，造成結(jié)焦，堵塞；(2)冷渣器水冷埋管在水冷器的下段，極易磨損；(3)風(fēng)冷比例偏高，風(fēng)冷換熱后的氣體熱量幾乎不能有效回收，直接外排后對(duì)環(huán)境易造成影響，若回用則又存在需要對(duì)其降溫處理，增加能耗的問(wèn)題；(4)灰渣由上級(jí)系統(tǒng)排出時(shí)，均為帶壓狀態(tài)，而進(jìn)入冷渣系統(tǒng)降溫時(shí)，由于需要同步進(jìn)行風(fēng)冷，因此操作壓力又為常壓，這種壓力變換下，存在難以維持上級(jí)系統(tǒng)操作壓力的問(wèn)題；(5)換熱的管束集中在冷渣器的下段，灰渣在換熱管束間的停留時(shí)間短，灰渣在重力的作用下易停留在冷卻器內(nèi)的管束間堵塞系統(tǒng)；(6)冷渣器內(nèi)有多個(gè)隔墻，影響流化及換熱效果，可能存在部分隔墻間的換熱室內(nèi)結(jié)焦的問(wèn)題。這都影響了流化床式冷渣器連續(xù)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。目前，主要運(yùn)用的流化床式冷渣器形式為多倉(cāng)式選擇性排灰冷洛器。滾筒式冷渣器對(duì)進(jìn)料粒徑要求不高，但是隨著循環(huán)流化床鍋爐等設(shè)備大型化的推進(jìn)，滾筒式冷渣器處理灰渣能力有限，運(yùn)行易受煤種灰分波動(dòng)影響，難以放大的缺陷也愈顯突出。相對(duì)于流化床式冷渣器，滾筒式冷渣器主要運(yùn)行問(wèn)題在于:(1)灰渣磨損嚴(yán)重，特別是渣的入口部位更是需要經(jīng)常修理，且旋轉(zhuǎn)水接頭易漏水；(2)電耗高；(3)高溫加壓操作密封困難。同時(shí)，滾筒冷渣器通常采用工業(yè)水或電廠冷凝水作為灰渣的冷卻介質(zhì)，灰渣從爐膛帶走的顯量不能被有效利用。綜上所述，加壓流化床由于冷渣機(jī)密封問(wèn)題，更適合采用流化床式冷渣器。而流化床式冷渣器目前存在埋管磨損，風(fēng)冷比例過(guò)大，易結(jié)焦、堵渣等問(wèn)題，因此有必要開(kāi)發(fā)性能更好的流化床式冷渣器，降低冷渣器運(yùn)行風(fēng)量，提高其對(duì)進(jìn)料粒徑分布的適應(yīng)性及其水冷比例，提高冷渣器的運(yùn)行安全性和可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種工藝簡(jiǎn)單、系統(tǒng)運(yùn)行成本和投資成本低、熱量回收效率高、水冷管不易磨蝕的、灰渣粒徑適用范圍廣、可適用于帶壓降溫的加壓灰渣處理工藝。本專(zhuān)利技術(shù)還提供一種用于上述工藝的灰渣處理系統(tǒng)。本專(zhuān)利技術(shù)工藝包括:將壓力為3_4Mpag、溫度為900-1000°C、粒徑為30-2000微米的高溫灰渣以氣力式輸送的方式由底部的灰渣入口進(jìn)入一級(jí)流化床冷卻器中，在流化氣的作用下以流化的方式與頂部的刺刀式水冷管中的冷卻水間接換熱降溫至300-330 V，然后由一級(jí)流化床冷卻器上段的灰渣出口經(jīng)水冷夾套管進(jìn)入二級(jí)冷卻器中，通過(guò)灰渣入口處的旋風(fēng)分離器沉降后與下段的冷卻盤(pán)管中的冷卻水換熱降溫至80-170°C，降溫后的灰渣及小部分氣體由底部排出，經(jīng)降壓后送入下游系統(tǒng)，其余經(jīng)旋風(fēng)分離器分離的大部分氣體經(jīng)頂部的過(guò)濾器過(guò)濾后，再經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥排出作為循環(huán)氣回用；所述刺刀式水冷管及水冷夾套內(nèi)換熱后的汽液混合物送入汽包分離出低壓蒸汽和水，分離出的水與新鮮的冷卻水一起回送入刺刀式水冷管及水冷夾套內(nèi)與高溫帶壓灰渣進(jìn)行換熱。進(jìn)一步的，控制二級(jí)冷卻器灰渣出口的背壓小于一級(jí)流化床冷卻器灰渣入口的壓力l_3bar,控制一級(jí)流化床冷卻器內(nèi)灰洛的輸送速度為3_5m/s。所述流化氣和灰渣重量比為0.8-1.5，所述刺刀式水冷管的管束間距100mm-200mmo所述高溫帶壓灰渣經(jīng)J型料腿送入一級(jí)流化床冷卻器的底部進(jìn)口，同時(shí)向J型料腿及一級(jí)流化床冷卻器下段補(bǔ)入松動(dòng)氣以保證高溫帶壓灰渣輸送入一級(jí)流化床冷卻器。所述降溫后的灰渣及小部分氣體的降壓過(guò)程為:所述降溫后的灰渣及小部分氣體由底部排出二級(jí)冷卻器后先送入灰收集罐進(jìn)行收集，然后通過(guò)給灰鎖斗充壓，當(dāng)灰鎖斗的壓力與灰收集罐相同時(shí)，打開(kāi)灰收集罐與灰鎖斗間的閥門(mén)，將灰收集罐內(nèi)的灰渣依重力排入灰鎖斗中，然后關(guān)閉灰收集罐與灰鎖斗間的閥門(mén)，給灰鎖斗泄壓，泄壓的氣體經(jīng)布袋過(guò)濾器過(guò)濾后排出，灰鎖斗壓力與灰給料罐平衡后，打開(kāi)灰鎖斗與灰給料罐之間的閥門(mén)，灰渣依重力流入灰給料罐中。所述循環(huán)氣經(jīng)加壓后可作為輸送氣、松動(dòng)氣和/或充壓氣回用。用于上述工藝的灰渣處理系統(tǒng)，包括一級(jí)流化床冷卻器、二級(jí)冷卻器以及汽包，其中，所述一級(jí)流化床冷卻器上段的灰渣出口經(jīng)水冷夾套管與二級(jí)冷卻器中段的灰渣入口相連，所述一級(jí)流化床冷卻器的頂部設(shè)有刺刀式水冷管，所述刺刀式水冷管及水冷夾套管均與汽包連接；所述二級(jí)冷卻器的灰渣入口處設(shè)有旋風(fēng)分離器，下段設(shè)有冷卻盤(pán)管，頂部設(shè)氣體出口，底部設(shè)灰渣出口，所述氣體出口處裝有過(guò)濾器；所述灰渣出口經(jīng)灰渣降壓裝置與下游系統(tǒng)連接，所述刺刀式水冷管的管束間距100mm-200mm。所述一級(jí)流化床冷卻器的灰渣入口與J型料腿連接，所述J型料腿的彎曲半徑為3?所述J型料腿及一級(jí)流化床冷卻器的下段設(shè)有多個(gè)松動(dòng)氣管口 ；所述一級(jí)流化床冷卻器下段還設(shè)有水激冷管口。所述冷卻盤(pán)管由多根垂直管依次連通而成，且在同一個(gè)平面上圍繞同一圓心纏繞成多個(gè)不同半徑的管圓。所述灰渣降壓裝置包括與二級(jí)冷卻器的灰渣出口依次連接的灰收集罐、灰鎖斗以及灰給料罐，所述灰鎖斗上設(shè)有充壓口和泄壓口，所述泄壓口與布袋過(guò)濾器連接。本專(zhuān)利技術(shù)采用一級(jí)流化床冷卻器加二級(jí)冷卻器的形式對(duì)高溫帶壓灰渣進(jìn)行冷卻，在一級(jí)流化床冷卻器內(nèi)，在頂部采用刺刀式水冷管，對(duì)底部送入的灰渣采用流化的形式進(jìn)行間接接觸式冷卻，其優(yōu)點(diǎn)是I)采用流化氣由下向上鼓泡涌出，帶動(dòng)灰渣以流態(tài)的形式與頂部的刺刀式水冷管換熱，換熱方式直接有效，流動(dòng)性好，流化的灰渣在一級(jí)流化床冷卻器內(nèi)能維持換熱所需的停留時(shí)間，由于在一級(jí)流化床冷卻器中不需要進(jìn)行灰渣分離，因此無(wú)需設(shè)置隔墻，不影響流化氣的作用力，能夠獲得最大的流化換熱效果；2)由于刺刀式水冷管位于冷卻器的頂部，且灰渣為流態(tài)，因重力而不易積留灰渣，也不存在灰渣停留在水冷管的管束間造成堵塞的問(wèn)題，水冷管的磨蝕問(wèn)題也能降到最輕，這種結(jié)構(gòu)特別適用于本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種加壓灰渣處理工藝，其特征在于，將壓力為3?4Mpag、溫度為900?1000℃、粒徑為30?2000微米的高溫灰渣以氣力式輸送的方式由底部的灰渣入口進(jìn)入一級(jí)流化床冷卻器中，在流化氣的作用下以流化的方式與頂部的刺刀式水冷管中的冷卻水間接換熱降溫至300?330℃，然后由一級(jí)流化床冷卻器上段的灰渣出口經(jīng)水冷夾套管進(jìn)入二級(jí)冷卻器中，通過(guò)灰渣入口處的旋風(fēng)分離器氣固分離后依靠重力沉降，經(jīng)下段的冷卻盤(pán)管中的冷卻水換熱降溫至80?170℃，降溫后的灰渣及小部分氣體由底部排出，經(jīng)降壓后送入下游系統(tǒng)，其余經(jīng)旋風(fēng)分離器分離的大部分氣體經(jīng)頂部的過(guò)濾器過(guò)濾后，再經(jīng)壓力調(diào)節(jié)閥排出作為循環(huán)氣回用；所述刺刀式水冷管及水冷夾套內(nèi)換熱后的汽液混合物送入汽包分離出低壓蒸汽和水，分離出的水與新鮮的冷卻水一起回送入刺刀式水冷管及水冷夾套內(nèi)與高溫帶壓灰渣進(jìn)行換熱。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李大振，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：湖北華慶石化設(shè)備有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：