[发明专利]一种下行式高温气化产物激冷装置

说明书

本发明提供了一种下行式高温气化产物激冷装置，包括：用于产生气化产物的气化段；用于对气化段产生的气化产物进行激冷，使其迅速固化、失去粘结性的激冷段；用于对激冷段激冷后的产物进行进一步降温、回收余热的冷却器段。高温合成气夹带熔融态灰渣在气化炉出口附近被低温激冷气激冷，温度骤降至灰熔点以下，熔渣表面瞬间固化，并在激冷气流的夹带下汇聚到中心区域下行，最大限度的避免了灰渣以熔渣形态落入合成气冷却器，有效防止了灰渣颗粒接触合成气冷却器水冷壁面形成沾污。激冷气采用水蒸汽可促进变换反应发生，大大提高合成气中H₂体积分数，大大降低后续变换系统负荷与变换成本。系统操作运行简单，具有大规模推广应用前景。

技术领域

本发明涉及一种下行式高温气化产物激冷装置，属于能源清洁利用技术领域。

背景技术

高温高压气流床气化过程的产物具有大量的高位显热可供回收利用，可使系统效率提高4-5个百分点。但是，高温气化条件下的灰渣颗粒呈熔融液态，会对换热系统受热面形成沾污结渣，甚至传热恶化后堵渣。尤其针对下行式气流床气化炉，合成气夹带大量熔融态灰渣并流下行，若不控制物流温度直接进入换热器，将对换热器的受热面造成巨大风险。

现有下行式气流床气化技术主要采用水激冷的方式进行降温，但是水洗过程不但无法回收气化产物显热，还会产生大量黑水和灰水，造成二次污染，同时具有高水耗的问题。现有商业化应用的下行式干煤粉气化技术全部采用直接水激冷的方式进行气化产物降温和初步净化过程。众所周知，干煤粉气化过程得到的合成气中H₂/CO体积比仅为0.3～0.5，而水煤浆气化过程可达到0.85左右。由于气化技术为煤化工技术的核心共用技术，产出的CO和H₂作为下游化工生产的原料气时H₂的比例要求较高，通常需求H₂/CO体积比达到2以上，因此现有干煤粉气化过程与水煤浆气化技术相比，在产物气上的H₂/CO体积比存在一定的差异，在相同当量有效气状态下需要更多的后续变换系统投资和运行成本。

因此，开发一种能避免下行式气化炉余热回收过程中结渣堵渣的技术，将对下行式气流床高温气化反应产物的余热回收提供重要技术支撑，并为气化系统实现安稳长满优提供保障。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何实现下行式干法进料气化反应器气化产物的瞬间激冷降温和H₂/CO体积比调整。

本发明的构思如下：影响下行式气流床气化炉气化产物余热回收过程顺利实施的主要问题是结渣，熔融态的灰渣极易在气化炉下方的余热回收装置受热面上形成结渣沾污，甚至堵渣。因此，为了有效避免该现象的发生，可使气化炉出口熔渣在有限的时间和空间范围进行骤冷固化，防止灰渣以熔融状态接近水冷壁换热面。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种下行式高温气化产物激冷装置，其特征在于，包括：

用于产生气化产物的气化段；

用于对气化段产生的气化产物进行激冷，使其迅速固化、失去粘结性的激冷段；

用于对激冷段激冷后的产物进行进一步降温、回收余热的冷却器段。

优选地，所述气化段、激冷段、冷却器段由上至下依次连接同轴设置。

更优选地，所述气化段包括从上至下依次连接的气化炉直段水冷壁、锥形水冷壁底部和直段下渣口。

进一步地，所述锥形水冷壁底部和直段下渣口采用盘管式水冷壁。

进一步地，所述直段下渣口底端采用倒角设计，便于熔渣滴落，倒角的角度为15°～45°。

优选地，所述激冷段包括：

激冷气接入管；

用于对通过激冷气接入管接入的激冷气进行分配的激冷气集箱；