[实用新型]一体化束状辐射锅炉预热锅炉混合式能源利用装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及煤气化技术的能源利用装置，特别是一体化束状辐射锅炉预热锅炉混合式能源利用装置。

背景技术

煤气化是洁净、高效利用煤炭的最主要途径之一，气化原料和氧化剂混合进入气化炉内，迅速发生反应，产生的高温合成气（约1400℃）经冷却、除尘，送至下一个车间进行有效利用。

煤气化技术中高温合成气的冷却方式主要有两种，一种为激冷流程，另一种为废锅流程。激冷流程是高温合成气与激冷水充分接触，使煤气降温冷却、熔渣固化。激冷流程不回收高温合成气中的显热，能源利用效率低。废锅流程中高温合成气依次进入辐射锅炉和预热锅炉进行换热降温，并进行初步除尘。它能最大限度的回收合成气中的显热，以产生高压蒸汽或预热其他工艺介质，这种方式可以回收相当于原料煤低位热量中15~18%的能量，使得热煤气效率可达到90~95%，提高了系统的能源利用效率。

在现有的气流床气化技术中，采用废热锅炉回收高温合成气的热量一般有两种方式：一是以Shell公司为代表的气流床粉煤加压气化技术，循环冷气返回气化炉高温合成气出口将气化炉合成气冷却至700～750℃，然后再进入对流废热锅炉换热副产中压蒸汽。另一种是以GE公司为代表的水煤浆气化工艺，高温合成气显热采用辐射锅炉+对流锅炉的方式回收，副产高压饱和蒸汽。但是，现有技术中的废热锅炉还存在结构复杂、使用寿命较短等问题，主要表现在：

（1）Shell粉煤气化技术采用1.3～1.5倍的循环冷气激冷高温合成气，增加了对流废热锅炉及其后续合成气除尘设备的尺寸，同时增加了设备的投资，合成气循环压缩机增加了气化装置的能耗；由于对流锅炉积灰，影响了对流锅炉的换热效果，需要加入比设计激冷气量更多的激冷气。

（2）GE水煤浆气化工艺中的合成气全显热回收系统由辐射废热锅炉和对流废热锅炉两个设备组成，两设备独立布置，设备投资大，占用空间大，同时系统运行的可靠性也由于设备的复杂而受到影响；同时辐射锅炉合成气温度缺乏调节手段，致使对流锅炉积灰堵塞。

实用新型内容

本实用新型为克服现有气化炉废热锅炉的缺陷和不足，提供了一种一体化束状辐射锅炉预热锅炉混合式能源利用装置，将气化炉与辐射锅炉和对流锅炉结合为一个整体，达到充分回收高温合成气和熔渣所带显热，降低投资和节约能源，提高热效率的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一体化束状辐射锅炉预热锅炉混合式能源利用装置，其特征在于：包括气化炉体和热回收装置，气化炉体设置于热回收装置上方；所述气化炉体包括压力壳体、耐火衬里或者水冷壁、位于顶部的喷嘴通道和位于底部的下渣口；所述热回收装置包括压力壳体、合成气入口、辐射换热组件、减温器组件、对流换热组件、渣池、合成气出口，合成气入口位于压力壳体的顶部，压力壳体侧壁的上端设有合成气出口；辐射换热组件纵向固定设于压力壳体的中间，与带热量的气体充分换热；对流换热组件设于辐射换热组件与压力壳体之间；减温器组件固定设置于对流换热组件的下方；渣池设置于压力壳体内的下部，渣池的底端与压力壳体的底端共同形成排渣口；所述气化炉体的下渣口与热回收装置顶部通过法兰连接，下渣口与合成气入口连通。

所述合成气入口为一窄长通道，该合成气入口的内壁为耐火衬里。

所述辐射换热组件包括辐射水冷壁和辐射屏，辐射水冷壁是由若干个纵向平行设置的立管围成的圆筒壁，相邻的两个立管通过焊接连接，圆筒壁的中间为辐射换热腔；辐射换热组件还包括辐射水冷壁上集箱、辐射水冷壁下集箱、辐射水冷壁进水管、辐射水冷壁引出管和辐射水冷壁受热面，辐射水冷壁上集箱与每个立管的上端连通，辐射水冷壁下集箱与每个立管的下端连通，辐射水冷壁进水管的一端与压力壳体固接并设在压力壳体的外部、辐射水冷壁进水管的另一端与辐射水冷壁上集箱连通，辐射水冷壁引出管的一端与压力壳体的上封头固接、另一端与辐射水冷壁上集箱连通。

所述辐射屏由若干个立管排形成，所有立管排以热回收装置的中心向外发散分布于辐射换热腔内，每个立管排由若干立管形成，立管排的相邻两个立管紧贴设置；辐射换热组件还包括辐射屏上集箱、辐射屏下集箱、辐射屏进水管、辐射屏引出管，辐射屏受热面的下端与辐射屏下集箱连通，辐射屏受热面的上端与辐射屏上集箱连通，辐射屏进水管和辐射屏引出管分别与辐射屏下集箱和辐射屏上集箱连通，并引出到压力壳体外。

所述对流换热组件包括对流换热水冷壁、蒸发器、过热器和省煤器，蒸发器、过热器和省煤器从上往下依次分布，对流换热水冷壁由若干个纵向平行设置的立管围成的圆筒壁，相邻的两个立管通过焊接连接，蒸发器、过热器和省煤器位于圆筒壁的中间。