一种具有高捕渣率的两段气化炉及废锅系统的制作方法

本发明涉及一种气化炉系统，具体涉及一种具有高捕渣率的两段气化炉及废锅系统。

背景技术：

煤气化是igcc发电领域以及煤化工的重要工艺技术，在igcc煤气化废锅工艺中，两段式气化炉与废锅通常为一个整体，捕渣率约为60％。气化炉产生的含灰合成气通过导管段直接进入废锅中，然而两段式气化炉产生的合成气中携带了煤灰分约40％的飞灰进入到废锅中，这样很容易造成废锅中换热面积尘而堵塞，长期使用，会严重的影响换热面的换热效果，因此锅炉的换热面积设计余量较大，导致成本升高，设备体积增大，严重影响煤气化的推广及应用。此外，合成气中的飞灰颗粒在高速流过废锅时会对换热面造成冲刷磨损，长期运行将导致壁面的厚度减薄，丧失其原有的设计性能，甚至发生爆管的可能，对设备的正常安全运行构成了潜在威胁。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种具有高捕渣率的两段气化炉及废锅系统，该系统中废锅的换热面不易堵塞，避免了飞灰对废锅的磨损，此外极大的增加了两段式气化炉的捕渣率。

为达到上述目的，本发明所述的一种具有高捕渣率的两段气化炉及废锅系统包括两段式气化炉、旋风分离器及废锅；

两段式气化炉的侧壁上自上到下依次设置有激冷气喷嘴、二段煤烧嘴、飞灰喷嘴及一段煤烧嘴，两段式气化炉的合成气出口与旋风分离器的入口相连通，旋风分离器的顶部出口与废锅的入口相连通，旋风分离器的底部出口经飞灰返料器与飞灰喷嘴相连通。

还包括高压氮气输入管道，其中，高压氮气输入管道与飞灰返料器的入口相连通。

还包括合成气输出管道，其中，合成气输出管道与废锅的出口相连通。

还包括渣水输出管道，两段式气化炉的底部设置有渣水出口，渣水输出管道与渣水出口相连通。

两段式气化炉底部的渣水出口处设置有第一阀门。

高压氮气输出管道上设置有第二阀门。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的具有高捕渣率的两段气化炉及废锅系统在具体操作时，将两段式气化炉与废锅分开，同时在两段式气化炉与废锅之间设置旋风分离器，通过旋风分离器除去合成气中60-70％的飞灰，然后再进入废锅，有效减少换热面积灰，同时使废锅的换热效果大幅度增加，从而减小废锅中换热面的设计面积，降低设备尺寸，同时降低了后续除灰系统的负荷，大大减小除灰系统设备尺寸和反吹氮气用量，节省投资，能耗低。此外，旋风分离下来的飞灰返回一段反应室，将飞灰中的残碳彻底反应完全，增加碳转化率，而这部分返回的飞灰有60％以渣的形式进入渣池，从气化炉底部排出，大幅提高捕渣率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为两段式气化炉、2为旋风分离器、3为废锅、4为激冷气喷嘴、5为二段煤烧嘴、6为飞灰喷嘴、7为一段煤烧嘴、8为飞灰返料器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的具有高捕渣率的两段气化炉及废锅系统包括两段式气化炉1、旋风分离器2及废锅3；两段式气化炉1的侧壁上自上到下依次设置有激冷气喷嘴4、二段煤烧嘴5、飞灰喷嘴6及一段煤烧嘴7，两段式气化炉1的合成气出口与旋风分离器2的入口相连通，旋风分离器2的顶部出口与废锅3的入口相连通，旋风分离器2的底部出口经飞灰返料器8与飞灰喷嘴6相连通。

进一步，本发明还包括高压氮气输入管道，其中，高压氮气输入管道与飞灰返料器8的入口相连通。

进一步，本发明还包括合成气输出管道，其中，合成气输出管道与废锅3的出口相连通。

进一步，本发明还包括渣水输出管道，两段式气化炉1的底部设置有渣水出口，渣水输出管道与渣水出口相连通。

进一步，两段式气化炉1底部的渣水出口处设置有第一阀门。

进一步，高压氮气输出管道上设置有第二阀门。

本发明的具体工作过程为：

两段式气化炉1产生的合成气进入到旋风分离器2中进行除尘，以去除合成气的灰尘，然后进入到废锅3中进行换热，从而大幅降低废锅3中换热面的磨损和积灰堵塞，换热后的合成气经合成气输出管道排出，旋风分离器2底部输出的飞灰进入到飞灰返料器8中，然后经高压氮气输入管道输出的高压氮气送入飞灰喷嘴6中，最后经飞灰喷嘴6喷入两段式气化炉1中。

需要说明的是，本发明将两段式气化炉1与废锅3分开，同时在两段式气化炉1与废锅3之间设置旋风分离器2，通过旋风分离器2除去合成气中60-70％的飞灰，然后再进入废锅3，有效减少积灰和磨损，同时使废锅3的换热效果大幅度增加，从而减小废锅3中换热面的设计面积，降低设备尺寸，节省投资，设备使用寿命长。

同时旋风分离下来的飞灰返回一段反应室，将飞灰中的残碳彻底反应完全，增加碳转化率，此外这部分返回的飞灰有60％以渣的形式进入渣池，然后从两段式气化炉1底部排出，大幅提高捕渣率，经计算，可以将捕渣率从60％提高到85％以上。

技术特征：

1.一种具有高捕渣率的两段气化炉及废锅系统，其特征在于，包括两段式气化炉(1)、旋风分离器(2)及废锅(3)；

两段式气化炉(1)的侧壁上自上到下依次设置有激冷气喷嘴(4)、二段煤烧嘴(5)、飞灰喷嘴(6)及一段煤烧嘴(7)，两段式气化炉(1)的合成气出口与旋风分离器(2)的入口相连通，旋风分离器(2)的顶部出口与废锅(3)的入口相连通，旋风分离器(2)的底部出口经飞灰返料器(8)与飞灰喷嘴(6)相连通。

2.根据权利要求1所述的分离式两段气化炉及废锅系统，其特征在于，还包括高压氮气输入管道，其中，高压氮气输入管道与飞灰返料器(8)的入口相连通。

3.根据权利要求1所述的分离式两段气化炉及废锅系统，其特征在于，还包括合成气输出管道，其中，合成气输出管道与废锅(3)的出口相连通。

4.根据权利要求3所述的分离式两段气化炉及废锅系统，其特征在于，还包括渣水输出管道，两段式气化炉(1)的底部设置有渣水出口，渣水输出管道与渣水出口相连通。

5.根据权利要求4所述的分离式两段气化炉及废锅系统，其特征在于，两段式气化炉(1)底部的渣水出口处设置有第一阀门。

6.根据权利要求5所述的分离式两段气化炉及废锅系统，其特征在于，高压氮气输出管道上设置有第二阀门。

7.根据权利要求1所述的分离式两段气化炉及废锅系统，其特征在于，在工作时，两段式气化炉(1)产生的合成气进入到旋风分离器(2)中进行除尘，以去除合成气的灰尘，然后进入到废锅(3)中进行换热，换热后的合成气经合成气输出管道排出，旋风分离器(2)底部输出的飞灰进入到飞灰返料器(8)中，然后经高压氮气输入管道输出的高压氮气送入飞灰喷嘴(6)中，最后经飞灰喷嘴(6)喷入两段式气化炉(1)中。

技术总结
本发明公开了一种具有高捕渣率的两段气化炉及废锅系统，包括两段式气化炉、旋风分离器及废锅；两段式气化炉的侧壁上自上到下依次设置有激冷气喷嘴、二段煤烧嘴、飞灰喷嘴及一段煤烧嘴，两段式气化炉的合成气出口与旋风分离器的入口相连通，旋风分离器的顶部出口与废锅的入口相连通，旋风分离器的底部出口经飞灰返料器与飞灰喷嘴相连通，该系统中废锅的换热面不易堵塞，避免了飞灰对废锅的磨损。此外极大的增加了两段式气化炉的捕渣率。

技术研发人员：樊强;许世森;贾会林;任永强;陶继业;刘刚;李小宇;刘沅;陈智;王鹏杰;罗丽珍;杨萍;丁盛
受保护的技术使用者：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司;华能集团技术创新中心有限公司;中国华能集团有限公司华北分公司
技术研发日：2021.01.26
技术公布日：2021.06.11