[发明专利]一种煤气化装置及工艺

说明书

本发明提供了一种煤气化装置及工艺。所述煤气化装置包括原料制备单元、气化炉、渣处理单元、粗煤气洗涤单元、黑水闪蒸单元。本发明的煤气化工艺采用冷壁式燃烧室、激冷段、废热锅炉一体化气化炉，并配套组合闪蒸汽直接换热流程，可有效回收气化产物的高位显热，高效合理的利用闪蒸回收热量，提高造气系统的能源利用效率。本发明的煤气化工艺流程短、维护方便，可实现400~4000t/d原煤处理能力，适用于煤气化系统和IGCC系统，具有较高的应用价值和经济价值。

技术领域

本发明属于煤炭清洁高效利用领域，尤其是涉及一种煤气化装置及工艺。

背景技术

煤气化是指煤、煤焦或石油焦与气化剂（空气、氧气、水蒸气、氢等）在一定温度及压力下发生化学反应，将煤、煤焦或石油焦中的有机质转化为煤气的技术。现有的煤气化技术的气化炉结构分为冷壁式和热壁式。热壁式气化炉需更换炉膛耐火砖，导致气化炉维护费用高；冷壁式气化炉多为激冷流程，高温显热被浪费，难以回收利用。采用废锅流程回收系统热量的工艺通常也只是副产饱和蒸汽。产出的饱和蒸汽还需要进一步过热后才能并入蒸汽管网。且现有的全废锅流程气化技术，设备复杂、投资高，操作难度大。此外，现有煤气化工艺流程中，气化黑水一般是闪蒸后通过间接换热的方式回收闪蒸能量，换热效率低，换热器容易堵塞。

发明内容

本发明的目的是提供一种煤气化装置及工艺，气化效率高，可回收高温显热，能够同时副产低压饱和蒸汽、高压饱和蒸汽和过热蒸汽，同时可以提高气化黑水闪蒸能量的回收率。

本发明的煤气化装置包括原料制备单元、气化炉、渣处理单元、粗煤气洗涤单元、黑水闪蒸单元，所述原料制备单元包括原煤破碎、加热、干燥装置，所述气化炉包括燃烧室、辐射废锅、激冷室，所述粗煤气洗涤单元包括一级文丘里洗涤器、二级文丘里洗涤器、洗涤塔，所述黑水闪蒸单元包括一级闪蒸罐、二级闪蒸罐、泥浆澄清池、直接换热器；

激冷室的进口处设有下降管，下降管进口处设置2或3层冷却水喷头，每层冷却水喷头均沿圆周均匀分布，且相邻两层的冷却水喷头交错布置，激冷室的底部为激冷池，下降管下端位于激冷池液面之下，激冷室的粗煤气出口位于激冷池液面之上，激冷室的排渣口连接渣处理单元；

原料制备单元的出口与燃烧室上的煤烧嘴连接，燃烧室的气渣出口与辐射废锅的进口连接，辐射废锅的气渣出口与激冷室的下降管进口连接，激冷池的排渣口与渣处理单元连接，激冷室的粗煤气出口与一级文丘里洗涤器的气体进口连接，一级文丘里洗涤器的出口与二级文丘里洗涤器的气体进口连接，二级文丘里洗涤器的出口与洗涤塔的气体进口连接，洗涤塔的气体出口连接下游工序，洗涤塔的侧面黑水出口与冷却水喷头的供水管路连接，洗涤塔的底部黑水出口、激冷池的黑水出口与一级闪蒸罐液体进口连接，一级闪蒸罐的闪蒸液出口与二级闪蒸罐的液体进口连接，一级闪蒸罐的闪蒸汽出口与直接换热器的气体进口连接，二级闪蒸罐的闪蒸汽出口连接真空泵，二级闪蒸罐的泥浆出口与泥浆澄清池的进口连接，泥浆澄清池的澄清液出口与直接换热器的液体进口连接，直接换热器的换热后液体出口与一级文丘里洗涤器、二级文丘里洗涤器、洗涤塔的洗涤水进口连接。

进一步地，每层有6～10个冷却水喷头，上层冷却水喷头的喷射角度为水平向，下层冷却水喷头的喷射角度向下倾斜，与水平面夹角α为15°～75°，且最下层冷却水喷头的喷射角度α大于其上层的冷却水喷头的喷射角度α。

进一步地，下降管的直径为800-1800mm，冷却水喷头的流量为50-400t/h。

进一步地，一级闪蒸罐与二级闪蒸罐之间还设有一个中间闪蒸罐，一级闪蒸罐的闪蒸液出口与中间闪蒸罐的液体进口连接，中间闪蒸罐的闪蒸液出口与二级闪蒸罐的液体进口连接，中间闪蒸罐的闪蒸汽出口与直接换热器的气体进口连接。