[发明专利]一种水煤浆气化煤气余热回收利用系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及到水煤浆气化煤气余热回收利用系 统及方法。

背景技术

水煤浆气流床气化，将原料煤制成水煤浆，在气化剂的携带作用下， 两者并流接触，煤料在高于其灰熔点的温度下与气化剂发生燃烧反应和气 化反应。与固定床气化和流化床气化相比气流床气化的反应温度高，反应 速率快，煤料停留时间短，产物不含焦油、甲烷等物质。水煤浆气化的主 要特点是气化温度高、强度大、煤种适应性相对较强、气化指标好。

由于水煤浆在气化介质中的浓度低、反应物并流，产品气体与燃料之 间不能进行内部换热，其结果是出口气体温度比移动床和流化床的都高， 为了保证较高的热效率，一般在后续热量回收装置上设置换热面积较大的 换热设备。在高温下反应，存在出气化炉的气体显热高、冷煤气效率低、 原料消耗高等缺点。水煤浆气化过程气化室出口温度一般在1300℃以上， 并且由于水煤浆气化的特点，气化炉出口的煤气中含有大量的H₂O和CO₂， 对于水煤浆气化制合成气的工艺，合理回收合成气高温显热是一个十分重 要的工程问题。

目前水煤浆气化产生煤气的冷却主要有两种方法：一是气化煤气激冷 工艺，二、煤气经过废热锅炉换热生产蒸汽。

中国专利CN204569850U号公开了具有双激冷环的水煤浆气化炉技术 方案。该专利中水煤浆气化炉包括燃烧室气化室、激冷室外壁、第一激冷 环、第二激冷环、气体上升管、气体下降管等。第一激冷环流出的冷却水 沿气体下降管流下，在管壁上形成由上至下逐渐变薄的水膜，第二激冷环 流出的水流能够在中间位置补充水膜，使气体下降管底部的水膜能达到足 够厚度，有效保护气体下降管，以及对产生的高温气体进行有效的降温。 这种技术的缺点是效率低并且本身不节能并造成能源的浪费，由于洗涤水 和煤气是直接接触产生洗涤污水并且处理困难，带来严重的环境污染问题。

中国专利CN203079923U号公开了水冷壁废锅流程的水煤浆加压气化 技术方案。该发明水煤浆加压气化装置，由气化炉燃烧室、气化炉烧嘴、 辐射废热回收锅炉和对流废热回收锅炉构成，气化炉烧嘴分别设置在气化 炉燃烧室顶部，气化炉烧嘴与气化炉燃烧室内部相通，煤浆输送管线与气 化炉烧嘴相连，气化炉燃烧室下方直接与辐射废热回收锅炉相连，辐射废 热锅炉上部设置有气体出口，对流废热回收锅炉与气体出口连通；气化炉 产生的煤气经过对流辐射锅炉和辐射废热锅炉进行煤气余热回收。这个工 艺所产生的低压蒸汽量很大，但由于压力太低，利用价值较低，煤气余热 的利用率较低，并且冷煤气效率同样较低，使得煤气生产成本大大增加， 并且辐射锅炉水冷壁上容易结渣、渣堵，导致气化炉运行不正常，甚至停 车。

发明内容

针对现有技术不节能、不环保的问题，本发明的第一个目的在于提供 一种节能、安全、环保的水煤浆气化煤气余热回收利用系统。

针对目前水煤浆气化余热回收利用率低的问题，本发明的第二个目的 在于提供一种能提高有效气体含量，提高冷煤气效率的水煤浆气化煤气余 热回收利用的方法。

为了实现上述第一个目的，本发明提供了一种水煤浆气化煤气余热回 收利用系统，包括：水煤浆气化炉(3)、流化床气化装置(4)、气体换热 器(5)及流化床热解器(6)，所述水煤浆气化炉(3)的煤气出口与所述 流化床气化装置(4)的气体进口连接；所述流化床气化装置(4)的气体 出口与所述气体换热器(5)的煤气进口连接；所述气体换热器(5)的氮 气出口与所述流化床热解器(6)的气体进口连接。

进一步地，所述的水煤浆气化煤气余热回收利用系统还包括：磨煤机 (1)、水煤浆制备装置(2)。所述磨煤机(1)的半焦出口与所述水煤浆制 备装置(2)的半焦进口连接；所述水煤浆制备装置(2)的出口与所述水 煤浆气化炉(3)的水煤浆进口连接。

进一步地，所述的水煤浆气化煤气余热回收利用系统还包括油气冷凝 装置(7)，所述流化床热解器(6)的油气出口与所述油气冷凝装置(7) 连接。

进一步地，所述的水煤浆气化煤气余热回收利用系统还包括：半焦仓 (8)；所述半焦仓(8)的进口与所述流化床热解器(6)的半焦出口连接。

进一步地，所述的水煤浆气化煤气余热回收利用系统中，所述半焦仓 (8)的半焦出口与所述流化床气化装置(4)的半焦进口连接。