高温烟气热量回收装置的制作方法

本实用新型涉及高温烟气处理技术领域，尤其是涉及一种高温烟气热量回收装置。

背景技术：

煤气化是煤炭清洁高效利用的重要途径。在煤气化过程中，会产生大量的含碳飞灰，含碳飞灰粒径小，平均粒径仅为50微米；含碳量＞40％，含碳量高；露天存放易产生扬尘造成污染，且含碳飞灰易自燃，存放难度大；采用含碳飞灰高温熔融处理系统，可以通过对含碳飞灰进行燃烧处理，使含碳飞灰温度达到灰熔点以上熔融形成熔渣，熔渣含碳量几乎为零，解决了含碳飞灰处理难度大的问题，但对于产生的高温烟气，往往采用直接水激冷方式进行高温烟气降温，造成热量大量浪费。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种高温烟气热量回收装置，能使高温烟气的余热得到充分的回收利用。

根据本实用新型实施例的高温烟气热量回收装置，包括：

第一换热器，所述第一换热器包括第一壳体、水冷壁、第一进气口、第一出气口、第一进水口和第一出水口，所述水冷壁位于所述第一壳体内，所述水冷壁限定出相连的第一腔和第二腔，所述第一进气口与所述第一腔连通，所述第一出气口与所述第二腔连通；所述水冷壁包括共同与所述第一进水口连通且共同与所述第一出水口连通的多个第一水冷管；

汽包，所述汽包包括第二出水口和第二进水口以及第一蒸汽出口，所述第二出水口与所述第一进水口连通；所述第二进水口与所述第一出水口连通；

第二换热器，所述第二换热器包括第二壳体、热管束、第二进气口、第二出气口、第一蒸汽入口和第二蒸汽出口；所述热管束设置在所述第二壳体内，所述热管束的两端分别与所述第二进气口和所述第二出气口连通，所述第二进气口与所述第一出气口连通；所述第一蒸汽出口与所述第一蒸汽入口连通。

根据本实用新型实施例的高温烟气热量回收装置，高温烟气热量的回收过程如下：含碳飞灰高温熔融处理系统产生的高温烟气通过第一进气口进入第一腔中，与水冷壁的多个第一水冷管中的循环水进行初步换热，初步换热后的烟气进入第二腔中，与水冷壁的多个第一水冷管中的循环水进一步换热，进一步换热后的烟气通过第一出气口排出第一换热器，然后通过第二换热器中的第二气体进口进入热管束中。水冷壁的多个第一水冷管中与烟气换热后的循环水通过第一出水口排出第一换热器，然后从第二进水口进入汽包，在汽包中进行气液分离，产生的蒸汽(饱和蒸汽)从汽包的第一蒸汽出口排出，然后通过第二换热器的第一蒸汽入口进入第二壳体内。在第二换热器中，热管束中的烟气和第二壳体中的蒸汽逆向流动进行换热，从而使烟气进一步降温，并在第二壳体中产生过热蒸汽，过热蒸汽从第二蒸汽出口排出，可用于发电或取暖，经过进一步降温的烟气通过第二出气口排出。综上，该高温烟气热量回收装置，能对含碳飞灰高温熔融处理系统产生的高温烟气进行充分的处理，使得高温烟气的余热得到充分的回收利用，提高了含碳飞灰高温熔融处理系统的热效率。

根据本实用新型的一个实施例，所述水冷壁呈竖向延伸且包括第一水冷壁和第二水冷壁；所述第一水冷壁呈环形，所述第一水冷壁限定出所述第一腔且所述第一进气口位于所述第一腔的上端；所述第二水冷壁呈环形，所述第二水冷壁环设在所述第一水冷壁的外周外，所述第二水冷壁与所述第一水冷壁之间限定出环形空间的所述第二腔，所述第一腔的下端与所述第二腔的下端连通，所述第二腔的上端封闭且仅与所述第一出气口连通。

根据本实用新型进一步的实施例，多个所述第一水冷管均呈竖向延伸。

根据本实用新型进一步的实施例，还包括水冷屏，所述水冷屏设置在所述第一腔中，所述水冷屏包括共同与所述第一进水口连通且共同与所述第一出水口连通的多个第二水冷管。

根据本实用新型再进一步的实施例，多个所述第二水冷管均呈竖向延伸。

根据本实用新型再进一步的实施例，所述第一进气口的壁体支撑在所述第一壳体上，所述第二水冷壁的上端和下端分别对应地支撑在所述第一进气口的内壁和所述第一壳体的内壁上，所述第一水冷壁的上端和所述水冷屏的上端支撑在所述第二水冷壁的上端处。

根据本实用新型的一个实施例，所述第一壳体的下端设有沉积池。

根据本实用新型的一个实施例，所述第二进气口位于所述第二壳体的上端，所述第二出气口位于所述第二壳体的下端；所述第一蒸汽入口位于所述第二壳体一侧的下端，所述第二蒸汽出口位于所述第二壳体另一侧的上端，所述第二壳体一侧与所述第二壳体另一侧彼此相对。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的高温烟气热量回收装置的结构示意图。

附图标记：

高温烟气热量回收装置1000

第一换热器1第一壳体11

水冷壁12第一水冷壁121第二水冷壁122水冷屏123

第一进气口13第一出气口14第一进水口15第一出水口16

第一腔17第二腔18沉积池19

汽包2第二出水口21第二进水口22第一蒸汽出口23

第二换热器3第二壳体31热管束32第二进气口33

第二出气口34第一蒸汽入口35第二蒸汽出口36

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合图1来描述本实用新型实施例所述的高温烟气热量回收装置1000。

如图1所示，根据本实用新型实施例的高温烟气热量回收装置1000，包括第一换热器1、汽包2、第二换热器3，第一换热器1包括第一壳体11、水冷壁12、第一进气口13、第一出气口14、第一进水口15和第一出水口16，水冷壁12位于第一壳体11内，水冷壁12限定出相连的第一腔17和第二腔18，第一进气口13与第一腔17连通，第一出气口14与第二腔18连通；水冷壁12包括共同与第一进水口15连通且共同与第一出水口16连通的多个第一水冷管；汽包2包括第二出水口21和第二进水口22以及第一蒸汽出口23，第二出水口21与第一进水口15连通；第二进水口22与第一出水口16连通；第二换热器3包括第二壳体31、热管束32、第二进气口33、第二出气口34、第一蒸汽入口35和第二蒸汽出口36；热管束32设置在第二壳体31内，热管束32的两端分别与第二进气口33和第二出气口34连通，第二进气口33与第一出气口14连通；第一蒸汽出口23与第一蒸汽入口35连通。

根据本实用新型实施例的高温烟气热量回收装置1000，高温烟气热量的回收过程如下：含碳飞灰高温熔融处理系统产生的高温烟气(1300-1500℃)通过第一进气口13进入第一腔17中，与水冷壁12的多个第一水冷管中的循环水进行初步换热，初步换热后的烟气进入第二腔18中，与水冷壁12的多个第一水冷管中的循环水进一步换热，进一步换热后的烟气(温度600-800℃)通过第一出气口14排出第一换热器1，然后通过第二换热器3中的第二气体进口33进入热管束32中。水冷壁12的多个第一水冷管中与烟气换热后的循环水通过第一出水口16排出第一换热器1，然后从第二进水口22进入汽包2，在汽包2中进行气液分离，产生的蒸汽(饱和蒸汽)从汽包2的第一蒸汽出口23排出，然后通过第二换热器3的第一蒸汽入口35进入第二壳体31内。在第二换热器3中，热管束32中的烟气和第二壳体31中的蒸汽逆向流动进行换热，从而使烟气进一步降温，并在第二壳体31中产生过热蒸汽，过热蒸汽从第二蒸汽出口36排出，可用于发电或取暖，经过进一步降温的烟气通过第二出气口34排出。综上，该高温烟气热量回收装置1000，能对含碳飞灰高温熔融处理系统产生的高温烟气进行充分的处理，使得高温烟气的余热得到充分的回收利用，提高了含碳飞灰高温熔融处理系统的热效率。

根据本实用新型的一个实施例，水冷壁12呈竖向延伸且包括第一水冷壁121和第二水冷壁122；第一水冷壁121呈环形，第一水冷壁121限定出第一腔17且第一进气口13位于第一腔17的上端；第二水冷壁122呈环形，第二水冷壁122环设在第一水冷壁121的外周外，第二水冷壁122与第一水冷壁121之间限定出环形空间的第二腔18，第一腔17的下端与第二腔18的下端连通，第二腔18的上端封闭且仅与第一出气口14连通。可以理解的是，水冷壁12呈竖向延伸且包括第一水冷壁121和第二水冷壁122；第一水冷壁121呈环形，第一水冷壁121限定出第一腔17且第一进气口13位于第一腔17的上端；使得高温烟气从第一进气口13进入第一腔17后，能充分地与第一水冷壁121接触，从而与第一水冷壁121中的循环水进行充分的初步换热。第二水冷壁122呈环形，第二水冷壁122环设在第一水冷壁121的外周外，第二水冷壁122与第一水冷壁121之间限定出环形空间的第二腔18，第一腔17的下端与第二腔18的下端连通，第二腔18的上端封闭且仅与第一出气口14连通；使得与第一水冷壁121进行初步换热后的烟气能通过第一腔17的下端从第二腔18的下端进入第二腔18，进入第二腔18中的烟气能充分地与第一水冷壁121和第二水冷壁122接触，从而与第一水冷壁121和第二水冷壁122中的循环水充分的进一步换热；且密封性好，避免了进一步换热后的烟气发生泄漏，使得烟气只能通过第一出气口14排出。

根据本实用新型进一步的实施例，多个第一水冷管均呈竖向延伸。这样，使得第一水冷壁121和第二水冷壁122结构简单，便于加工，节省工艺成本。

根据本实用新型进一步的实施例，还包括水冷屏123，水冷屏123设置在第一腔17中，水冷屏123包括共同与第一进水口15连通且共同与第一出水口16连通的多个第二水冷管。可以理解的是，通过在第一腔17中设置水冷屏123，水冷屏123包括共同与第一进水口15连通且共同与第一出水口16连通的多个第二水冷管，增大了换热面积，使得第一腔17中的高温烟气也可以充分地和水冷屏123的第二水冷管中的循环水进行换热，从而提高了热量回收效率。

根据本实用新型再进一步的实施例，多个第二水冷管均呈竖向延伸。这样使得水冷屏123结构简单，便于加工，节省工艺成本。

根据本实用新型再进一步的实施例，第一进气口13的壁体支撑在第一壳体11上，第二水冷壁122的上端和下端分别对应地支撑在第一进气口13的内壁和第一壳体11的内壁上，第一水冷壁121的上端和水冷屏123的上端支撑在第二水冷壁122的上端处。可以理解的是，第一壳体11为第一进气口13、第一水冷壁121、第二水冷壁122和水冷屏123提供了安装空间，且起到保护作用；第一进气口13的壁体支撑在第一壳体11上，第二水冷壁122的上端和下端分别对应地支撑在第一进气口13的内壁和第一壳体11的内壁上，第一水冷壁121的上端和水冷屏123的上端支撑在第二水冷壁122的上端处；使得第一换热器1的密封性好，不易发生烟气泄漏，且烟气能与水冷壁12的表面充分接触，从而与循环水进行换热，换热效果好，热量回收效率高。

根据本实用新型的一个实施例，第一壳体11的下端设有沉积池19。可以理解的是，沉积池19用于收集高温烟气中携带的少量未燃尽的含碳飞灰，且便于将沉积的未燃尽含碳飞灰定期排出。

根据本实用新型的一个实施例，第二进气口33位于第二壳体31的上端，第二出气口34位于第二壳体31的下端；第一蒸汽入口35位于第二壳体31一侧的下端，第二蒸汽出口36位于第二壳体31另一侧的上端，第二壳体31一侧与第二壳体31另一侧彼此相对。可以理解的是，这种布局方式，使得在第二换热器3中，经第二进气口33进入热管束32的烟气和经第一蒸汽入口35进入第二壳体31的蒸汽产生逆向流动，进行更好的换热，提高热量回收效率；从而使得烟气进一步降温，并在第二壳体31中产生过热蒸汽，过热蒸汽从第二蒸汽出口36排出，可用于发电或取暖，经过进一步降温的烟气通过第二出气口34排出。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。