[实用新型]用于生物质燃料气化合成气冷却系统的热管式换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及生物质燃料气化后产生的高温合成气的冷却系统中余热回收部分，具体是指一种生物质燃料气化产生的合成气冷却系统中热管式换热器。

背景技术

随着社会对能源需求的日益增长，作为主要能源来源的石化燃料在迅速减少。因此，寻找可替代能源已成为社会普遍关注的焦点，其中对环境污染较少、可再生利用的生物质燃料得到了广泛的应用。可利用的生物质燃料主要有各种农业废弃物，如稻壳、各类农作物秸秆等，也有林业废弃物，如枝丫柴、树根、废旧木材及边角料等。生物质燃料气化是各种应用生物质燃料的方法中非常有前景的利用方式。所谓气化是指将固体或液体燃料转化成为气体燃料的热化学过程，在这个过程中，在气化装置里，游离氧或结合氧与燃料中的碳进行热化学反应，生成可燃气体。生物质燃料气化产生的合成气经净化、降温、压缩等处理后可作集中或商业气运输和使用，具体可供燃气轮机发电、供气直燃、合成生物柴油等。

生物质燃料在气化炉内气化后直接出来的合成气的温度是较高的。为了使合成气达到工业使用要求，就进行对合成气进行净化、压缩等处理，这就要求高温的合成气必须进行降温处理。

目前，常规气化系统中，对合成气进行降温处理通常为喷水，设备工作时，在合成气的流通通道内喷洒冷却水与合成气混合，使合成气的温度的下降到合成气净化设备工作温度范围内。但喷水的作用必然导致合成气的气体体积增大，这就要求处理降温后的合成气的净化设备的处理能力也要求增大，同时运行中冷却水、净化水的使用量和后期污水处理量也增加了，明显增加了项目的建设投入和运行成本。如简单采用喷水降温，高温的合成气中蕴含的大量热能也白白浪费了，这对气化系统整体能效利用和环保性能起到极大的降低作用。

高温的生物质气化合成气中含有一定量的气态的焦油，在合成气温度的下降的过程中，气态的焦油会不断变成液体凝结出，粘附在合成气流经的设备表面，特别是合成气从300℃下降到150℃的区间，凝结出的焦油占合成气含有的90％以上。同时合成气对金属有一定的腐蚀作用，在金属温度较低的状态下腐蚀作用尤其明显。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供用于生物质燃料气化合成气冷却系统的热管式换热器，该换热器可以满足气化系统要求，同时可以吸收合成气余热。

本实用新型所采用的技术方案是：用于生物质燃料气化合成气冷却系统的热管式换热器包括受热管、锅筒和保温墙，受热管的放热段插入锅筒内，受热管的吸热段安置在保温墙内，保温墙上还焊接有进口接口和出口接口，保温墙的下端焊接有落灰斗。

所述的热管式换热器，受热管采用热管，其吸热段采用光管结构。

所述的热管式换热器，受热管与锅筒筒身相接触的部分外套有密封套管。

所述的热管式换热器，保温墙内侧为保温砖，外侧为密封钢板。

所述的热管式换热器，保温砖和密封钢板之间还设有保温棉。

所述的热管式换热器，进口接口、出口接口采用钢板卷制的方圆接的锥形结构接口。

所述的热管式换热器，落灰斗采用钢板卷制方圆接型灰斗。

本实用新型的优点主要体现在如下几方面：

(1)所述气化冷却系统中热管式换热器的采用可在降低合成气的温度时不用喷水，不会增加合成气气体体积，可以减少项目的建设投入和运行成本。更重要的是也充分吸收利用了合成气中的热能，提高了整个系统热效率和环保性能。

(2)所述热管式换热器整体密封性良好，整体结构紧凑、简单，合成气流通阻力小；同时由于热管传热效率高的缘故，所述热管式换热器的传热系数比同结构的水管式换热器大2～3倍，可以明显减轻设备重量。

(3)所述热管式换热器的受热管采用的是垂直布置的热管，和合成气接触的受热管吸热段表面金属在设备运行时温度较高，同时合适的受热管结构布置，可使粘附在受热管表面的合成气凝结焦油顺利排出，同时也减轻了合成气对金属的腐蚀。保证了热管式换热器长期运行的热效率和稳定性。

(4)所述热管式换热器适用温度范围广，在考虑设备建设成本的前提下，换热器适用的工作温度范围可以在100～500℃内，根据工艺需要，所述热管式换热器甚至工作温度可以在50～800℃内。

(5)所述热管式换热器外部保温是蓄热小的保温棉和保温砖，使得设备整体蓄热量小，现场启动和停止速度快，可快速投入正常运行，减小运行成本。

附图说明

图1为一种生物质燃料气化合成气冷却系统中的热管式换热器示意图。

图2为图1中的A-A剖视结构示意图。