水煤漿氣化工藝系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種水煤漿氣化工藝系統(tǒng)。該水煤漿氣化工藝系統(tǒng)包括：氣化單元，包括煤氣化爐；熱量回收單元，包括換熱器和冷卻裝置，其中，換熱器的進(jìn)氣口與煤氣化爐的第一出氣口連接，冷卻裝置的進(jìn)氣口與換熱器的出氣口連接，且換熱器與冷卻裝置均具有換熱管，換熱器的換熱管與冷卻裝置的換熱管內(nèi)均通有冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)對(duì)流經(jīng)換熱器和冷卻裝置的合成氣攜帶的熱量進(jìn)行回收。使用本實(shí)用新型的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，能夠?qū)铣蓺庵械臒崃窟M(jìn)行再次回收。
【專利說(shuō)明】水煤漿氣化工藝系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及煤氣化【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及一種水煤漿氣化工藝系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有德士古水煤漿氣化工藝技術(shù)是一種成熟的煤氣化技術(shù)，但是依然存在各種問(wèn)題，如:高溫合成氣具有的巨大熱能無(wú)法有效回收，水耗高，激冷室內(nèi)件已損壞，運(yùn)行周期短，煤渣無(wú)法就地干燥運(yùn)輸過(guò)程中易造成二次污染且現(xiàn)有煤渣干燥技術(shù)能耗高干燥效果差，合成氣包含灰量含水量高等。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型旨在提供一種水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)中的合成氣的大量熱能無(wú)法回收的問(wèn)題。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，該水煤漿氣化工藝系統(tǒng)包括:氣化單元，包括煤氣化爐；熱量回收單元，包括換熱器和冷卻裝置，其中，換熱器的進(jìn)氣口與煤氣化爐的第一出氣口連接，冷卻裝置的進(jìn)氣口與換熱器的出氣口連接，且換熱器與冷卻裝置均具有換熱管，換熱器的換熱管與冷卻裝置的換熱管內(nèi)均通有冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)對(duì)流經(jīng)換熱器和冷卻裝置的合成氣攜帶的熱量進(jìn)行回收。
[0005]進(jìn)一步地，冷卻裝置包括:冷卻器，包括冷卻腔、合成氣入口以及合成氣出口，合成氣入口構(gòu)成冷卻裝置的進(jìn)氣口 ；第一旋風(fēng)除塵器，設(shè)置在冷卻器的合成氣出口處，且第一旋風(fēng)除塵器的進(jìn)口與冷卻器的合成氣出口連通，第一旋風(fēng)除塵器的出口構(gòu)成冷卻裝置的出氣口 ；多個(gè)刮渣冷卻組件，沿冷卻腔的長(zhǎng)度方向布置，且各刮渣冷卻組件均具有換熱管。
[0006]進(jìn)一步地，冷卻裝置還包括:第一汽包，設(shè)置在冷卻器的外部，刮渣冷卻組件為三個(gè)，三個(gè)刮渣冷卻組件中的第一個(gè)和第三個(gè)的換熱管均與第一汽包連接；第二汽包，設(shè)置在冷卻器的外部，三個(gè)刮渣冷卻組件中位于中間位置的第二個(gè)刮渣冷卻組件的換熱管與第二汽包連接。
[0007]進(jìn)一步地，第三個(gè)刮渣冷卻組件的換熱管的入口通過(guò)第一管道與第一汽包連接，第一管道的第一端設(shè)置在第一汽包的底部；第三個(gè)刮渣冷卻組件的換熱管的出口通過(guò)第二管道與第一汽包連接，第二管道的第一端設(shè)置在第一汽包的頂部；第一個(gè)刮渣冷卻組件的換熱管的入口通過(guò)第三管道與第一汽包連接，第三管道的第一端設(shè)置在第一汽包的頂部。
[0008]進(jìn)一步地,第二個(gè)刮洛冷卻組件的換熱管的入口通過(guò)第四管道與第二汽包連接，第四管道的第一端設(shè)置在第二汽包的底部；第二個(gè)刮渣冷卻組件的換熱管的出口通過(guò)第五管道與第二汽包連接，且第五管道的第一端設(shè)置在第二汽包的頂部。
[0009]進(jìn)一步地，換熱器的換熱管的入口通過(guò)第六管道與第二汽包連接，且第六管道的第一端設(shè)置在第二汽包的頂部。
[0010]進(jìn)一步地，熱量回收單元還包括:第二旋風(fēng)除塵器，連接在換熱器的出氣口和冷卻裝置的進(jìn)氣口之間的管道上。[0011 ] 進(jìn)一步地，水煤漿氣化工藝系統(tǒng)還包括洗滌單元，洗滌單元包括:洗滌塔，洗滌塔的進(jìn)氣口與冷卻裝置的出氣口通過(guò)第七管道連接，且第七管道上設(shè)置有陶瓷過(guò)濾器。
[0012]進(jìn)一步地，洗滌單元還包括水煤氣輸送器，水煤氣輸送器的入口與洗滌塔的出口通過(guò)第九管道連接。
[0013]進(jìn)一步地，洗滌單元還包括水煤氣過(guò)濾器，水煤氣過(guò)濾器的入口與水煤氣輸送器的出口通過(guò)第十管道連接。
[0014]進(jìn)一步地，洗滌單元還包括水煤氣分離器，水煤氣分離器的入口與水煤氣過(guò)濾器的出口通過(guò)第十一管道連通。
[0015]進(jìn)一步地，煤氣化爐具有低溫合成氣入口，水煤漿氣化工藝系統(tǒng)還包括部分合成氣回流單元，部分合成氣回流單元包括第八管道，第八管道的第一端連接在第七管道的陶瓷過(guò)濾器和洗滌塔之間的管道段上，第八管道的第二端與煤氣化爐的低溫合成氣入口連接。
[0016]進(jìn)一步地，部分合成氣回流單元還包括壓縮機(jī)，設(shè)置在第八管道上。
[0017]進(jìn)一步地，水煤漿氣化工藝系統(tǒng)還包括黑水處理單元，黑水處理單元對(duì)從洗滌塔流出的黑水進(jìn)行處理，黑水處理單元包括沉降槽和研磨水池，研磨水池中設(shè)置有研磨水池泵，研磨水池泵與沉降槽之間通過(guò)第十二管道連接，且第十二管道上設(shè)置有控制閥。
[0018]應(yīng)用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，該水煤漿氣化工藝系統(tǒng)包括氣化單元和熱量回收單元。氣化單元包括煤氣化爐；熱量回收單元，包括換熱器和冷卻裝置，其中，換熱器的進(jìn)氣口與煤氣化爐的第一出氣口連接，冷卻裝置的進(jìn)氣口與換熱器的出氣口連接，且換熱器與冷卻裝置均具有換熱管，換熱器的換熱管與冷卻裝置的換熱管內(nèi)均通有冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)對(duì)流經(jīng)換熱器和冷卻裝置的合成氣攜帶的熱量進(jìn)行回收。使用本實(shí)用新型的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)將水煤漿通入煤氣化爐中后，水煤漿經(jīng)燃燒處理并生成以CO和H2為主的合成氣，此時(shí)合成氣的溫度極高，在1350攝氏度左右。合成氣從煤氣化爐流至換熱器和冷卻裝置時(shí)，換熱器的換熱管與冷卻裝置的換熱管內(nèi)的冷卻介質(zhì)與合成氣之間進(jìn)行熱交換，從而對(duì)合成氣中的熱量進(jìn)行回收。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1示意性示出了本實(shí)用新型中的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)的主視圖；
[0021]圖2示意性示出了本實(shí)用新型中的煤氣化爐的主視圖；
[0022]圖3示意性示出了本實(shí)用新型的換熱器去掉部分外殼后的俯視圖；
[0023]圖4示意性示出了本實(shí)用新型的換熱器的刮刀組件安裝在主軸上時(shí)的左視圖；
[0024]圖5示意性示出了本實(shí)用新型的換熱器的換熱單元的主視圖；
[0025]圖6示意性示出了本實(shí)用新型中的冷卻裝置的主視圖；
[0026]圖7示意性示出了本實(shí)用新型的第一或第二旋風(fēng)除塵器的主視圖；
[0027]圖8示意性示出了圖7的A-A視圖；
[0028]圖9示意性示出了本實(shí)用新型中的導(dǎo)向件的立體結(jié)構(gòu)圖；以及
[0029]圖10示意性示出了本實(shí)用新型的洗滌塔的主視圖。
[0030]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0031]10、氣化單元；11、煤氣化爐；111、燃燒室；112、激冷室；113、進(jìn)料口 ；114、排氣口 ；115、通孔；116、上升管；117、低溫合成氣入口 ；118、沉降器；119、第一出氣口 ；120、排渣口 ；20、熱量回收單元；21、換熱器；211、第一殼體；2111、換熱腔；2112、出氣口 ；2113、進(jìn)氣口 ；212、換熱單元；2121、換熱面；2122、換熱板；2123、換熱管；2124、安裝孔；213、刮刀組件；2131、刮刀；214、驅(qū)動(dòng)部；2141、驅(qū)動(dòng)電機(jī)；2142、主軸；215、密封件；22、冷卻裝置；221、冷卻器；2211、第二殼體；2212、冷卻腔；2213、合成氣入口 ；2214、合成氣出口 ；222、第一旋風(fēng)除塵器；223、刮渣冷卻組件；224、第一汽包；225、第二汽包；2221、外殼；2222、第一卸塵口 ；2223、中心管；2224、第二卸塵口 ；2225、導(dǎo)向件；22251、導(dǎo)向通道；2226、錐體；2227、除塵腔；22271、上半腔；22272、下半腔；2228、通孔；2229、卸塵縫隙；224、第一汽包；225、第二汽包；30、洗滌單元；31、洗滌塔；310、第三殼體；311、洗滌腔；320、下降管；321、第一直管段；322、第二直管段；330、螺旋導(dǎo)流葉片；340、螺旋導(dǎo)流通道；350、排渣管；360、文丘里洗滌器；370、固閥式塔板；380、洗滌塔合成氣出口 ；390、除沫器；32、水煤氣輸送器；33、水煤氣過(guò)濾器；34、水煤氣分離器；40、黑水處理單元；41、沉降槽；42、研磨水池；43、高壓閃蒸罐；44、低壓閃蒸罐；45、真空閃蒸罐；46、煤渣干燥器；47、研磨水池泵；48、灰水槽；49、沉降槽底流泵；410、帶式過(guò)濾機(jī)；50、部分合成氣回流單元；51、第八管道；52、壓縮機(jī)；60、第二旋風(fēng)除塵器；70、陶瓷過(guò)濾器；101、第一管道；102、第二管道；103、第三管道；104、第四管道；105、第五管道；106、第六管道；107、第七管道；108、第九管道；109、第十管道；110、第十一管道；100、第十二管道；200、控制閥。

【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0033]參見圖1至圖10所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了一種水煤漿氣化工藝系統(tǒng)。該水煤漿氣化工藝系統(tǒng)包括:氣化單元10和熱量回收單元20。氣化單元10包括煤氣化爐11 ;熱量回收單元20包括換熱器21和冷卻裝置22，其中，換熱器21的進(jìn)氣口 2113與煤氣化爐11的第一出氣口 119連接，冷卻裝置22的進(jìn)氣口與換熱器21的出氣口 2112連接，且換熱器21與冷卻裝置22均具有換熱管，換熱器21的換熱管與冷卻裝置22的換熱管內(nèi)均通有冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)對(duì)流經(jīng)換熱器21和冷卻裝置22的合成氣攜帶的熱量進(jìn)行回收。使用本實(shí)用新型的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)將水煤漿通入煤氣化爐11中后，水煤漿經(jīng)燃燒處理并生成以CO和H2為主的合成氣，此時(shí)合成氣的溫度極高，在1350攝氏度左右。合成氣從煤氣化爐11流至換熱器21和冷卻裝置22時(shí)，換熱器21的換熱管與冷卻裝置22的換熱管內(nèi)的冷卻介質(zhì)與合成氣之間進(jìn)行熱交換，從而對(duì)合成氣中的熱量進(jìn)行回收。
[0034]該水煤漿氣化工藝系統(tǒng)主要包括:
[0035]一、氣化單元10，主要包括煤氣化爐11。利用煤氣化爐11對(duì)水煤漿進(jìn)行氣化處理。
[0036](I)煤氣化爐11
[0037]參見圖1和圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，煤氣化爐11包括爐體，該爐體包括燃燒室111、激冷室112、進(jìn)料口 113以及排氣口 114，其中，激冷室112設(shè)置在燃燒室111的下方，且燃燒室111的底部開設(shè)有與激冷室112連通的通孔115 ;進(jìn)料口 113設(shè)置在爐體上，并與燃燒室111連通；排氣口 114設(shè)置在燃燒室111的頂部，并與燃燒室111連通。根據(jù)本實(shí)施例，整個(gè)煤氣化爐11的激冷室112中沒(méi)有設(shè)置下降管等內(nèi)件結(jié)構(gòu)，燃燒室111和激冷室112之間是直接連通的，當(dāng)煤氣化爐11工作時(shí)，水煤漿和氧氣從進(jìn)料口 113進(jìn)入燃燒室111，經(jīng)燃燒處理之后殘余的熔融態(tài)灰渣直接通過(guò)通孔115落入到激冷室112底部的水冷卻固化，由于激冷室112的底部為具有一定液位的水浴，因水浴將激冷室112內(nèi)腔與其底部的排渣口隔開，所以激冷室112內(nèi)腔形成一個(gè)密閉的腔室，此時(shí)在燃燒室111內(nèi)燃燒產(chǎn)生的由C02、CO和H2形成的粗合成氣則從設(shè)置在燃燒室111上端的排氣口 114排出到燃燒室111外部，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了將合成氣與灰渣初步分離開的功能，可見，采用本實(shí)用新型的煤氣化爐11可以實(shí)現(xiàn)以往煤氣化爐11產(chǎn)氣功能，而并不需要設(shè)置下降管以及激冷環(huán)等內(nèi)件，從而避免了激冷室112內(nèi)件損壞導(dǎo)致停車事故頻繁發(fā)生的現(xiàn)象，提高了煤氣化爐11使用周期和穩(wěn)定性。
[0038]進(jìn)料口 113與燃燒室111的連通位置位于燃燒室111上，且在進(jìn)料口 113接近燃燒室111的位置處設(shè)置噴嘴，在本實(shí)施例中，噴嘴其實(shí)是和進(jìn)料口一體化連接在一起，進(jìn)入燃燒室111的水煤漿被噴入的高速高壓的氧氣吹散而霧化。優(yōu)選地，本實(shí)施例中的進(jìn)料口113為偶數(shù)個(gè)，例如4、6、8個(gè)等，且該偶數(shù)個(gè)進(jìn)料口 113沿燃燒室111的周向兩兩對(duì)稱設(shè)置，此時(shí)，相對(duì)稱的兩個(gè)噴嘴噴出的水煤漿相互撞擊破碎，達(dá)到更好的霧化效果和更佳的氣化效率，進(jìn)而提高了水煤漿在燃燒室111內(nèi)的氣化效率。
[0039]煤氣化爐11還包括設(shè)置在爐體的頂部的上升管116，該上升管116與排氣口 114對(duì)接且沿遠(yuǎn)離燃燒室111的方向延伸。由于水煤漿在燃燒的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大小不一的灰渣，通常情況下，大多數(shù)灰渣會(huì)下沉并通過(guò)通孔115進(jìn)入激冷室112進(jìn)行冷卻，然而，一部分顆粒狀的灰渣則會(huì)跟隨粗合成氣(主要成分為CO2X(^PH2)排出燃燒室111。在排氣口 114上對(duì)接上上升管116后，粗合成氣中較大顆粒狀的灰渣因其密度較大在重力作用下在上升管116內(nèi)上升速度逐漸變小然后停止上升，而后反向緩慢下沉，再次進(jìn)入燃燒室111，最后沉入激冷室112進(jìn)入水浴中冷卻固化，從而避免了過(guò)多的灰渣隨合成氣一道進(jìn)入煤氣化爐11的下游裝置中，經(jīng)過(guò)冷卻固化的灰渣最終總排渣口 120流出煤氣化爐11。
[0040]優(yōu)選地，本實(shí)施例中的爐體為柱狀結(jié)構(gòu)，上升管116為直管，保證合成氣流通順暢性的同時(shí)也為灰渣的回流提供了沉降空間。并且本實(shí)施例中的上升管116、通孔115以及排氣口 114均沿柱狀結(jié)構(gòu)的中心軸線布置，進(jìn)一步保證了合成氣和灰渣流動(dòng)的通暢性。
[0041]優(yōu)選地，煤氣化爐11還包括沉降器118，沉降器118設(shè)置在上升管116的遠(yuǎn)離燃燒室111的一端，且該沉降器118具有緩沖腔，緩沖腔與上升管116連通，對(duì)從上升管116進(jìn)入到緩沖腔內(nèi)的合成氣進(jìn)行緩沖處理，沉降器118的緩沖腔的內(nèi)徑要比上升管116的內(nèi)徑大，進(jìn)入粗合成氣流速減緩，使得粗合成氣攜帶固體顆粒的能力變?nèi)?，從而更有利于粗合成氣中灰渣沉降下?lái)。具體來(lái)說(shuō)，在上升管116中，氣固獲得初步分離，當(dāng)合成氣進(jìn)入大直徑的沉降器118中，流速迅速下降，部分灰渣顆粒也隨之減速上升進(jìn)而下落，進(jìn)一步氣固分離。
[0042]根據(jù)本實(shí)施例，當(dāng)合成氣與灰渣被分離之后，應(yīng)當(dāng)將合成氣排出整個(gè)煤氣化爐11，因此，在煤氣化爐11上還設(shè)置有第一出氣口 119，該第一出氣口 119設(shè)置在沉降器118的遠(yuǎn)離上升管116的一端，并與緩沖腔連通，從而將經(jīng)過(guò)氣固分離之后的合成氣排出煤氣化爐
11。
[0043]優(yōu)選地，本實(shí)施例中的上升管116和緩沖腔的內(nèi)壁上均設(shè)置有耐高溫耐磨的內(nèi)襯層，避免沉降器118和上升管受到顆粒沖刷，以便提高整個(gè)煤氣化爐11的使用壽命。
[0044]在水煤漿氣化的過(guò)程中，煤氣化爐11的下游設(shè)置有刮渣機(jī)和除塵器等設(shè)置，而從燃燒室111出來(lái)的合成氣的溫度極高，約1300攝氏度，及其容易對(duì)下游設(shè)備造成熱蝕損傷，因此，在煤氣化爐11上還設(shè)置有低溫合成氣入口 117，該低溫合成氣入口 117設(shè)置在上升管116上且與上升管116連通，從低溫合成氣入口 117處通入低溫合成氣時(shí)，該低溫合成氣會(huì)與從燃燒室111排出的高溫合成氣混合，從而降低了進(jìn)入煤合成器下游的合成氣的溫度。此時(shí)，一方面能夠保護(hù)下游設(shè)備受高溫?fù)p壞，另一方面還可以降低下游的設(shè)備的經(jīng)濟(jì)投入量，極大地節(jié)約了企業(yè)的成本。
[0045]二、熱量回收單元20，與氣化單元10連接，對(duì)經(jīng)煤氣化爐11處理之后形成的合成氣進(jìn)行處理，回收合成氣所攜帶的熱量。該熱量回收單元20主要包括換熱器21、冷卻裝置22、以及第二旋風(fēng)除塵器60。換熱器21的進(jìn)氣口 2113與煤氣化爐11的第一出氣口 119連接，冷卻裝置22的進(jìn)氣口與換熱器21的出氣口 2112連接，且換熱器21與冷卻裝置22均具有換熱管，換熱器21的換熱管與冷卻裝置22的換熱管內(nèi)均通有冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)對(duì)流經(jīng)換熱器21和冷卻裝置22的合成氣攜帶的熱量進(jìn)行回收。
[0046](I)換熱器 21
[0047]結(jié)合圖1圖3至圖5所示，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，換熱器21包括:第一殼體211、換熱單元212、刮刀組件213以及驅(qū)動(dòng)部214，其中，第一殼體211圍設(shè)形成換熱腔2111 ;換熱單元212和刮刀組件213均設(shè)置在換熱腔2111內(nèi)；驅(qū)動(dòng)部214驅(qū)動(dòng)刮刀組件213刮落換熱單元212上的灰渣。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在驅(qū)動(dòng)部214的驅(qū)動(dòng)下，刮刀組件213可以將換熱單元212上的灰渣刮落，避免灰渣堆積在換熱腔2111內(nèi)而造成換熱器的阻塞，有效提聞了換熱器的換熱效果。
[0048]優(yōu)選地，換熱單元212為多個(gè)，可以有效提高換熱器的換熱效果。在其他實(shí)施例中，換熱單元212也可以是一個(gè)。根據(jù)本實(shí)施例，各換熱單元212均包括換熱面2121，刮刀組件213為多個(gè)，多個(gè)刮刀組件213與多個(gè)換熱面2121 —一對(duì)應(yīng)地設(shè)置，在驅(qū)動(dòng)部214的驅(qū)動(dòng)下，刮刀組件213在靠近換熱面2121的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，將刮落換熱面2121上的灰渣。
[0049]優(yōu)選地，多個(gè)換熱單元212并排且間隔設(shè)置，并保持相鄰兩個(gè)換熱單元212的換熱面2121相對(duì)。具體來(lái)說(shuō)，各換熱單元212均包括兩個(gè)換熱面2121，當(dāng)多個(gè)換熱單元212并排間隔設(shè)置的時(shí)候，相對(duì)的兩個(gè)換熱面2121之間形成縫隙，對(duì)流經(jīng)縫隙的流體進(jìn)行換熱處理。在本實(shí)施例中，多個(gè)換熱單元212形成多條換熱縫隙，當(dāng)流體進(jìn)入換熱器之后，被分成多股而進(jìn)入縫隙，有效提高了換熱器的換熱效率。
[0050]優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)部214包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)2141，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2141的主軸2142穿過(guò)多個(gè)換熱單元212，刮刀組件213固定設(shè)置在主軸2142上，在換熱器工作的過(guò)程中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2141轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一方面可以驅(qū)動(dòng)設(shè)置在主軸2142上的刮刀組件213轉(zhuǎn)動(dòng)，從而刮落換熱單元212上的灰渣，另一方面，刮刀組件213的運(yùn)動(dòng)可以改變換熱腔2111內(nèi)的灰渣的運(yùn)動(dòng)軌跡，使灰渣在空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)變得更活躍，進(jìn)而防止灰渣的沉積。
[0051]在本實(shí)施例中，刮刀組件213包括多把刮刀2131，多把刮刀2131沿主軸2142的同一周向均勻布置，且多個(gè)刮刀2131均垂直于主軸2142，當(dāng)主軸2142旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，多把刮刀2131可以在靠近換熱面2121的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，刮落換熱面2121上的灰渣，并有效提高灰渣的刮落率。
[0052]優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2141設(shè)置在第一殼體211的外部，便于操作和控制。各換熱單元212的中部均設(shè)置有安裝孔2124，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2141的主軸2142伸入換熱腔2111內(nèi)并貫穿各安裝孔2124，此時(shí)，用一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2141就可以帶動(dòng)多個(gè)刮刀組件213，大大節(jié)約了換熱器的生產(chǎn)制造成本。更優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2141的主軸2142與第一殼體211的接觸位置處設(shè)置有密封件215，防止主軸2142在與第一殼體211接觸的位置處產(chǎn)生泄露。
[0053]再次參見3和圖5所示，換熱單元212還包括多塊換熱板2122和換熱管2123，多塊換熱板2122圍設(shè)成長(zhǎng)方體安裝空間；換熱管2123設(shè)置在安裝空間內(nèi)。根據(jù)本實(shí)施例，換熱管2123設(shè)置在多塊換熱板2122圍設(shè)成的安裝空間內(nèi)，增大換熱單元212的換熱面積，提高整個(gè)換熱器的換熱效果，且便于安裝。更優(yōu)選地，換熱管2123呈波浪狀布置在安裝空間內(nèi)，增長(zhǎng)了換熱管2123的長(zhǎng)度，從而增加了換熱單元212內(nèi)的冷卻介質(zhì)，進(jìn)一步提高換熱器的換熱效果。在本實(shí)施例中，換熱管2123的兩端伸出換熱空間并到達(dá)第一殼體211的外部，便于將冷卻介質(zhì)送入或排除換熱器的換熱腔2111。
[0054]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，第一殼體211上設(shè)置有合成氣出氣口 2112和進(jìn)氣口2113，且出氣口 2112和進(jìn)氣口 2113相對(duì)設(shè)置，使得被刮刀組件213刮落的灰渣可以伴隨流體一起流出換熱器的換熱腔2111。在其他實(shí)施例中出氣口 2112和進(jìn)氣口 2113也可以不相對(duì)，只要保證換熱腔2111內(nèi)的流體和灰渣能夠被排除換熱腔2111即可。
[0055]優(yōu)選地，換熱面2121平行于出氣口 2112和進(jìn)氣口 2113的中軸線，也即相鄰的兩個(gè)換熱單元212之間的縫隙平行于出氣口 2112和進(jìn)氣口 2113之間的連線，進(jìn)一步保證被刮刀組件213刮落的灰渣可以順暢地伴隨被換熱的流體一起排出換熱器的換熱腔2111，防止灰渣在繞過(guò)換熱單元212時(shí)再次沉積在換熱單元212的外表面。
[0056](2)冷卻裝置22，該冷卻裝置22包括冷卻器221、第一旋風(fēng)除塵器222以及多個(gè)刮渣冷卻組件223。冷卻器221包括冷卻腔2212、合成氣入口 2213以及合成氣出口 2214，合成氣入口 2213構(gòu)成冷卻裝置22的進(jìn)氣口 ；第一旋風(fēng)除塵器222設(shè)置在冷卻器221的合成氣出口 2214處，且第一旋風(fēng)除塵器222的進(jìn)口與冷卻器221的合成氣出口 2214連通，第一旋風(fēng)除塵器222的出口構(gòu)成冷卻裝置22的出氣口 ；多個(gè)刮渣冷卻組件223沿冷卻腔2212的長(zhǎng)度方向布置，且各刮渣冷卻組件223均具有換熱管。工作時(shí)，合成氣從冷卻裝置22的進(jìn)氣口進(jìn)入，在冷卻腔2212中進(jìn)行冷卻，并通過(guò)換熱管進(jìn)行熱量回收，然后經(jīng)第一旋風(fēng)除塵器222除塵后從第一旋風(fēng)除塵器222的出口，即冷卻裝置22的出口排除冷卻裝置22。
[0057]結(jié)合圖6所示，該冷卻裝置包括冷卻器221，該冷卻器221包括第二殼體2211、多個(gè)刮渣冷卻組件223，其中第二殼體2211圍設(shè)形成冷卻腔2212，冷卻腔2212的頂部設(shè)置有合成氣入口 2213，冷卻腔2212的底部設(shè)置有合成氣出口 2214，合成氣入口 2213構(gòu)成冷卻裝置22的進(jìn)氣口 ；多個(gè)刮渣冷卻組件223沿冷卻腔2212的長(zhǎng)度方向布置，用于冷卻流經(jīng)冷卻腔2212內(nèi)的高溫合成氣并回收高溫合成氣所攜帶的熱量，且多個(gè)刮渣冷卻組件223還用于刮落冷卻腔2212內(nèi)的灰渣。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，當(dāng)合成氣從合成氣入口 2213進(jìn)入冷卻腔2212時(shí)，沿冷卻腔2212的長(zhǎng)度方向布置的刮渣冷卻組件223 —方面能夠?qū)铣蓺膺M(jìn)行多級(jí)冷卻，另一方面其刮刀可有效刮落附著在換熱器表面的灰渣，刮破或扎破從冷卻腔2212落下的大塊落渣。刮落的灰渣可隨合成氣一起從冷卻腔2212底部的合成出口流入旋風(fēng)除塵器，除去合成氣中的灰渣?？梢姡緦?shí)用新型的冷卻裝置不僅能夠提高對(duì)高溫合成氣的熱量的回收率，而且不容易出現(xiàn)冷卻器221被堵塞的現(xiàn)象，大大提高了裝置穩(wěn)定運(yùn)行的周期，降低了成本提高了效益。
[0058]在本實(shí)施例中，刮渣冷卻組件223的結(jié)構(gòu)與換熱器21的結(jié)構(gòu)基本相同，不同之處在于，刮渣冷卻組件223沒(méi)有設(shè)置第一殼體211，而是直接將換熱器的換熱單元212、刮刀組件213以及驅(qū)動(dòng)部214設(shè)置在冷卻器221上。具體安裝位置參見圖6所示。
[0059]本實(shí)施例的冷卻裝置還包括第一汽包224和第二汽包225,其中第一汽包224和第二汽包225均設(shè)置在第二殼體2211外部。而刮渣冷卻組件223為三個(gè)(可根據(jù)具體的換熱要求在冷卻腔內(nèi)設(shè)置若干臺(tái)刮渣換熱器，不一定是三臺(tái))，三個(gè)刮渣冷卻組件223中的第一個(gè)和第三個(gè)，也即靠近合成氣入口 2213的一個(gè)刮渣冷卻組件223和靠近合成氣出口 2214的一個(gè)刮渣冷卻組件223均與第一汽包224連接；位于中間位置的刮渣冷卻組件223與第二汽包225連接。
[0060]在本實(shí)施例中，沿冷卻腔2212的長(zhǎng)度方向依次設(shè)置的刮渣冷卻組件223依次對(duì)冷卻腔2212內(nèi)的合成氣進(jìn)行冷卻，進(jìn)行熱交換，利用刮渣冷卻組件223內(nèi)的冷卻介質(zhì)來(lái)吸收合成氣所攜帶的熱量，在這個(gè)過(guò)程中，合成氣的溫度是逐級(jí)遞減的，可以將第一汽包224和第二汽包225內(nèi)的冷卻水變?yōu)闇囟炔煌恼羝?，利用這些蒸汽，可用于驅(qū)動(dòng)設(shè)備也可進(jìn)行二次換熱，可見，本實(shí)施例的冷卻裝置能夠?qū)铣蓺鈹y帶的熱量進(jìn)行再次回收和利用，大大提高了企業(yè)的效率并避免了能量的流失。
[0061]具體來(lái)說(shuō)，第一汽包224內(nèi)裝有冷卻水，靠近合成氣出口 2214的刮渣冷卻組件223，即第一個(gè)刮渣冷卻組件223的換熱管的入口通過(guò)第一管道101與第一汽包224連接，第一管道101第一端設(shè)置在第一汽包224的底部；靠近合成氣出口 2214的刮渣冷卻組件223，即第三個(gè)刮渣冷卻組件223的換熱管的出口通過(guò)第二管道102與第一汽包224連接，第二管道102第一端設(shè)置在第一汽包224的頂部；靠近合成氣出口 2214的刮渣冷卻組件223的入口通過(guò)第三管道103與第一汽包224連接，第三管道103第一端設(shè)置在第一汽包224的頂部。在工作過(guò)程中，當(dāng)需要對(duì)冷卻腔2212中的合成氣進(jìn)行冷卻時(shí)，第一汽包224內(nèi)的冷卻水通過(guò)第一管道101流至靠近合成氣出口 2214的刮渣冷卻組件223的各個(gè)換熱管中，與冷卻腔2212中的合成氣進(jìn)行熱交換熱而產(chǎn)生蒸汽，蒸汽從換熱管中流出，并從通過(guò)第二管道102流至第一汽包224的頂部，而位于中間位置的刮渣冷卻組件223，即第二個(gè)刮渣冷卻組件223的換熱管的入口通過(guò)第四管道104與第二汽包225連接，第四管道104的第一端設(shè)置在第二汽包225的底部；位于中間位置的刮渣冷卻組件223的換熱管的出口通過(guò)第五管道105與第二汽包225連接，且第五管道105的第一端設(shè)置在第二汽包225的頂部。在進(jìn)行熱交換的過(guò)程中，冷卻水從第四管道104流入中間位置的刮渣冷卻組件223的換熱管中，在冷卻腔2212中與合成氣進(jìn)行熱交換形成蒸汽后從第五管道105流出，而換熱器21的換熱管的入口通過(guò)第六管道106與第二汽包225連接，且第六管道106的第一端設(shè)置在第二汽包225的頂部。此時(shí)，第二汽包225中液位以上的蒸汽會(huì)進(jìn)入到第六管道106中，進(jìn)入到換熱器21的換熱管內(nèi)，在換熱腔2111中與合成氣進(jìn)行熱交換后從換熱器21的換熱管的出口端流出，就可以得到高品質(zhì)的過(guò)熱高壓蒸汽。
[0062]本實(shí)用新型中冷卻腔2212豎直設(shè)置，其底部的合成氣出口 2214與第一旋風(fēng)除塵器222相連，有利于底部連接的除塵器的氣固分離操作，從而獲得更好的除塵效果。
[0063]冷卻腔2212內(nèi)壁設(shè)置有耐磨耐高溫和絕熱保溫材料，以防止合成氣中固體顆粒的沖刷和磨損，以及合成氣熱量的散失；因合成氣溫度很高，刮渣冷卻組件223設(shè)置在冷卻腔2212內(nèi)部，可有效減少熱量散失和損失，冷卻腔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本不高。在本實(shí)用新型的其他實(shí)施例中，可以根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上冷卻腔2212，生產(chǎn)時(shí)，一個(gè)投用，一個(gè)作為備用，這樣可在氣化爐不停車的情況下，將運(yùn)行的出現(xiàn)故障的冷卻腔2212切出檢修(備用的投用)，增加了生產(chǎn)操作的靈活性，避免了停車造成的經(jīng)濟(jì)損失。
[0064]本實(shí)施例的冷卻裝置22還包括第一旋風(fēng)除塵器222，該第一旋風(fēng)除塵器222設(shè)置在冷卻器221底部的合成氣出口 2214處，對(duì)從合成器流出的帶灰渣的合成氣進(jìn)行除塵。
[0065]具體來(lái)說(shuō)，第一旋風(fēng)除塵器222包括外殼2221、中心管2223、導(dǎo)向件2225以及錐體2226，其中，外殼2221圍設(shè)形成除塵腔2227，除塵腔2227的底部設(shè)置有第一卸塵口2222 ；
[0066]中心管2223設(shè)置在除塵腔2227內(nèi)，中心管2223的上端口延伸至除塵腔2227的外部，且上端口與合成氣出口 2214連接，便于經(jīng)冷卻器221后的合成氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵器，中心管2223的下端口為第二卸塵口 2224，第二卸塵口 2224延伸至第一卸塵口 2222，用于排除中心管2223中沉積下來(lái)的固體顆粒排除到除塵腔2227的外部；
[0067]導(dǎo)向件2225設(shè)置在除塵腔2227內(nèi)，并且導(dǎo)向件2225的內(nèi)側(cè)端與中心管2223相切連接，當(dāng)合成氣從導(dǎo)向通道22251中流出時(shí)，匯集成一股螺旋狀運(yùn)動(dòng)的氣流，這樣，在重力和離心力的作用下，便于將有效的合成氣和合成氣中所攜帶的固體顆粒分離開，導(dǎo)向件2225的外側(cè)端遠(yuǎn)離中心管2223向外延伸，導(dǎo)向件2225上具有導(dǎo)向通道22251，導(dǎo)向通道22251與中心管2223連通；
[0068]錐體2226設(shè)置在中心管2223內(nèi)，錐體在中心管2223內(nèi)的安裝位置低于導(dǎo)向通道22251與中心管2223的連通位置，錐體的錐尖設(shè)置在靠近連通位置的一側(cè)且位于中心管2223的中軸線上用于防止中心管2223內(nèi)的固體顆粒擾動(dòng)和/或大量合成氣從第二卸塵口2224流出。
[0069]錐體2226的底面的邊緣與中心管2223的內(nèi)壁之間形成卸塵縫隙2229，便于將中心管2223內(nèi)的灰渣排除。錐體2226設(shè)置在低于導(dǎo)向通道22251與中心管2223的連通位置時(shí)，一方面能夠?qū)⑿秹m口處的固體顆粒與從導(dǎo)向通道22251流出的合成氣分開，另一方面還能夠避免大量合成氣從卸塵口中沖出。當(dāng)合成氣從為中心管2223的上端口進(jìn)入時(shí)，合成氣從中心管2223的上端口向下流動(dòng)，固體顆粒在合成氣的夾帶下隨之向下流動(dòng)，大部分固體顆粒撞擊錐體2226或中心管2223內(nèi)壁后從卸塵縫隙2229滑落(也起到慣性除塵的作用)，并從第二卸塵口 2224中流出，而合成氣遇錐體2226阻擋后反向流動(dòng)后從導(dǎo)向件2225的導(dǎo)向通道22251以螺旋狀流出。
[0070]優(yōu)選地，除塵腔2227包括上半腔22271和下半腔22272，外殼2221上設(shè)置有與上半腔22271相切并連通的通孔2228，通孔2228的設(shè)置便于第一旋風(fēng)除塵器222內(nèi)的合成氣的排出。本實(shí)施例中的下半腔22272的底部呈漏斗狀結(jié)構(gòu)，第一卸塵口 2222位于漏斗狀結(jié)構(gòu)的最低位置處，第二卸塵口 2224為中心管2223的靠近下半腔22272的下端口，便于固體顆粒的排放。
[0071]優(yōu)選地，上半腔22271的容積小于下半腔22272的容積，中心管2223貫穿上半腔22271和下半腔22272，在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)合成氣處于上半腔22271中的時(shí)候，流速快，提供了對(duì)合成氣的除塵效率，而當(dāng)合成氣進(jìn)入下半腔22272中的時(shí)候，由于緩沖空間大，合成氣的流速減慢，便于固體顆粒的沉積，有效提高了除塵效果。而導(dǎo)向件2225設(shè)置在下半腔22272內(nèi)，當(dāng)合成氣從導(dǎo)向通道22251中流出并進(jìn)入下半腔22272，此時(shí)，流出的合成氣會(huì)在下半腔22272和上半腔22271中形成螺旋流動(dòng)，在重力和離心力的作用下，部分固體顆粒被甩到下半腔22272和上半腔22271內(nèi)壁后滑落下來(lái)，再次除塵，經(jīng)除塵后，合成氣氣體從通孔2228排出，固體顆粒則從下半腔22272底部的第一卸塵口 2222排出。優(yōu)選地，下半腔22272的底部呈漏斗狀結(jié)構(gòu)，第一卸塵口 2222位于漏斗狀結(jié)構(gòu)的最低位置處，便于固體顆粒的排放。
[0072]優(yōu)選地，導(dǎo)向件2225為多個(gè),多個(gè)導(dǎo)向件2225沿中心管2223的周向均勻布置且位于中心管2223的同一高度上當(dāng)合成氣進(jìn)入中心管2223時(shí)，能夠形成螺旋運(yùn)動(dòng)，便于將合成氣中的固體顆粒和氣體分離開。
[0073]在本實(shí)施例中，導(dǎo)向件2225為方形導(dǎo)向塊，導(dǎo)向通道22251為設(shè)置在方形導(dǎo)向塊上的導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽從方形導(dǎo)向塊的低端向頂端凹陷，并從方形導(dǎo)向塊的遠(yuǎn)離中心管2223一側(cè)貫穿至靠近中心管2223的一側(cè)。將導(dǎo)向件2225設(shè)置為方形導(dǎo)向塊時(shí)，可以將導(dǎo)流槽設(shè)置得較狹窄，這樣，不但具有一定的慣性除塵的作用由于運(yùn)動(dòng)氣流中塵粒與氣體具有不同的慣性力，含塵氣體急轉(zhuǎn)彎或者與某種障礙物碰撞時(shí)，塵粒的運(yùn)動(dòng)軌跡將分離出來(lái)，而且使得合成氣在狹長(zhǎng)導(dǎo)向通道22251導(dǎo)向作用下形成具有一定方向且方向性更強(qiáng)的氣流，這些離開各自導(dǎo)向通道22251的氣流的方向都與中心管2223圓周相切，此時(shí)，這些離開各自導(dǎo)向通道22251的氣流再匯集成一股螺旋狀運(yùn)動(dòng)的氣流，而這種結(jié)構(gòu)下形成的這股螺旋氣流切向速度更強(qiáng)切向速度越大離心力更易將固體顆粒甩向器壁，此時(shí)，在重力和離心力的作用下，便于將有效的合成氣和合成氣中所攜帶的固體顆粒分離開。此外，當(dāng)導(dǎo)向件2225為方形導(dǎo)向塊的時(shí)候，可以將導(dǎo)流槽設(shè)置得較狹窄，可阻擋大顆粒灰塵進(jìn)入中心管2223內(nèi)或從中心管2223中流出；進(jìn)一步提高除塵效果。而使導(dǎo)流槽從方形導(dǎo)向塊的遠(yuǎn)離中心管2223 —側(cè)貫穿至靠近中心管2223的一側(cè)，則為合成氣的流出提供了便利。
[0074]方形導(dǎo)向塊向靠近第一卸塵口 2222的方向傾斜，這樣，不但具有一定的慣性除塵的作用由于運(yùn)動(dòng)氣流中塵粒與氣體具有不同的慣性力，含塵氣體急轉(zhuǎn)彎或者與某種障礙物碰撞時(shí)，塵粒的運(yùn)動(dòng)軌跡將分離出來(lái)，而且使得合成氣在狹長(zhǎng)導(dǎo)向通道22251的導(dǎo)向作用下形成具有一定方向且方向性更強(qiáng)的氣流，這些離開各自導(dǎo)向通道22251的氣流的方向都與中心管圓周相切，這樣這些離開各自導(dǎo)向通道22251的氣流再匯集成一股螺旋狀運(yùn)動(dòng)的氣流，而這樣結(jié)構(gòu)下形成的這股螺旋氣流切向速度更強(qiáng)切向速度越大離心力更易將固體顆粒甩向器壁，這樣，在重力和離心力的作用下，便于將有效的合成氣和合成氣中所攜帶的固體顆粒分離開。此外，可以將導(dǎo)流槽設(shè)置得較狹窄，可阻擋大顆?；覊m進(jìn)入中心管2223內(nèi)流出，進(jìn)一步提聞除塵效果。
[0075]優(yōu)選地，中心管2223的位于錐體下方的管體比位于錐體上方的細(xì)，進(jìn)一步防止合成氣從第二卸塵口 2224流出。
[0076]進(jìn)一步地說(shuō)明本實(shí)用新型的旋風(fēng)除塵器的工作過(guò)程如下:
[0077]合成氣從冷卻腔2212自上而下流入中心管2223，灰渣也隨合成氣自上而下往下落，而導(dǎo)向件2225為傾斜向下設(shè)置，合成氣從導(dǎo)向件2225出來(lái)時(shí)做螺旋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分離，由于導(dǎo)向件2225上部的遮擋，使得小顆粒更好的沉降且不易被吹起，從而獲得較小顆粒的良好的分離效果。在中心管2223的下部設(shè)置有錐體2226，可有效防止落下的灰渣由于氣流的流動(dòng)而被吹起提高除塵效果，還能夠避免一部分合成氣直接進(jìn)入卸塵口。第一旋風(fēng)除塵器222能夠很好地將進(jìn)入除塵腔2227以及中心管2223內(nèi)部的合成氣以及合成氣攜帶的固體顆粒分離開，還能夠防止中心管2223內(nèi)的固體顆粒擾動(dòng)和/或大量合成氣從第二卸塵口2224流出，大大提高了旋風(fēng)除塵器的除塵效果以及企業(yè)獲得精合成氣的量，采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多級(jí)除塵，本實(shí)用新型中四級(jí)除塵，即:第一級(jí)，上半腔，依靠螺旋運(yùn)動(dòng)，離心力和重力除塵；第二級(jí)，下半腔，依靠螺旋運(yùn)動(dòng)，離心力和重力除塵；第三級(jí)，導(dǎo)向件的慣性除塵；第四級(jí)，中心管，依靠螺旋運(yùn)動(dòng)，離心力和重力除塵。
[0078]在本實(shí)施例中，第一旋風(fēng)除塵器222設(shè)置在冷卻器221的合成氣出口 2214處，且第一旋風(fēng)除塵器222的進(jìn)口與冷卻器221的合成氣出口 2214連通，第一旋風(fēng)除塵器222的出口構(gòu)成冷卻裝置22的出氣口。連接的過(guò)程中，將第一旋風(fēng)除塵器222的中心管2223與冷卻器221的合成氣出口 2214連接。
[0079]在本實(shí)施例中，換熱器21的進(jìn)氣口 2113與煤氣化爐11的第一出氣口 119連接，冷卻裝置22的進(jìn)氣口與換熱器21的出氣口 2112連接，且換熱器21與冷卻裝置22均具有換熱管，換熱器21的換熱管與冷卻裝置22的換熱管內(nèi)均通有冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)對(duì)流經(jīng)換熱器21和冷卻裝置22的合成氣攜帶的熱量進(jìn)行回收。在本實(shí)施例中，水煤漿經(jīng)煤氣化爐11燃燒處理之后，生成以CO和H2為主、溫度在1350攝氏度左右的合成氣，該合成氣生成攜帶有大量熱量，當(dāng)合成氣流經(jīng)換熱器21和冷卻裝置22時(shí)，冷卻介質(zhì)與合成氣之間進(jìn)行熱量交換，使得合成氣所攜帶的能量被換熱器21和冷卻裝置22的換熱管中的冷卻介質(zhì)吸收，對(duì)水煤漿氣化工藝系統(tǒng)中的合成氣的熱能進(jìn)行再次回收。
[0080](3)第二旋風(fēng)除塵器60
[0081]參見圖7至圖9所示，熱量回收單元20還包括第二旋風(fēng)除塵器60，該第二旋風(fēng)除塵器60連接在換熱器21的出氣口和冷卻裝置22的進(jìn)氣口之間的管道上，除去合成氣中攜帶的灰渣，本實(shí)施例中的第二旋風(fēng)除塵器60的結(jié)構(gòu)和第一旋風(fēng)除塵器222的結(jié)構(gòu)完全一至，不同的是，第二旋風(fēng)除塵器60的在系統(tǒng)中合成氣的進(jìn)口和出口方向是相反的。此時(shí)，第二旋風(fēng)除塵器60的入口為通孔2228，出口為中心管2223的上端口，具體連接方式參見圖1所示。合成氣從通孔2228與第二旋風(fēng)除塵器60的上半腔22271切向方向連接，含灰渣的粗合成氣從上半腔22271的通孔2228進(jìn)入后螺旋運(yùn)動(dòng)，大顆粒可靠重力和離心力在上半腔22271中分離，防止大顆粒的灰塵磨損導(dǎo)向件2225 ;合成氣向下進(jìn)入下半腔22272，在氣固分離的同時(shí)，合成氣從導(dǎo)向件2225的導(dǎo)流槽進(jìn)入中心管2223內(nèi)部，導(dǎo)向件2225和中心管2223為切向連接，合成氣在導(dǎo)向件2225通過(guò)慣性除塵除去一部分固體顆粒后進(jìn)入中心管2223，再次進(jìn)行螺旋運(yùn)動(dòng)，灰渣顆?？煽恐亓碗x心力在中心管2223內(nèi)分離；導(dǎo)向件2225和中心管2223為切向連接，且均布設(shè)置的多個(gè)導(dǎo)向件2225的導(dǎo)流槽縫隙可設(shè)置較小，使得夾帶灰渣的合成氣一開始就貼近內(nèi)壁形成較好的螺旋運(yùn)動(dòng)，在重力和離心力作用下，加之其慣性除塵作用，相對(duì)于普通的旋風(fēng)分離器則有更佳的分離效果；在中心管2223的下部設(shè)置有阻擋件，即錐體2226，可有效防止落下的灰渣由于氣流擾動(dòng)而在此被吹起。
[0082]三、洗漆單元30,與熱量回收單元20連接,對(duì)從熱量回收單元20處理之后的合成氣進(jìn)行洗滌處理，為合成氣的后續(xù)利用做好鋪墊。該洗滌單元30包括依次連接的洗滌塔31、水煤氣輸送器32、水煤氣過(guò)濾器33以及水煤氣分離器34。
[0083](I)洗滌塔 31
[0084]參見圖10所示，該洗滌塔31包括第三殼體310、下降管320以及螺旋導(dǎo)流葉片330，其中，第三殼體310圍設(shè)形成洗滌腔311，洗滌腔311內(nèi)裝有洗滌液；下降管320從第三殼體310的外部延伸至洗滌腔311內(nèi)，下降管320的位于洗滌腔311內(nèi)的出氣端設(shè)置在洗滌液的液面以下；螺旋導(dǎo)流葉片330圍繞下降管320設(shè)置在洗滌腔311的洗滌液內(nèi)，以形成螺旋導(dǎo)流通道340，且下降管320的出氣端口低于螺旋導(dǎo)流葉片330。使用本實(shí)施例的洗滌塔時(shí)，合成氣從下降管320進(jìn)入洗滌腔311內(nèi)，并從下降管320的設(shè)置在洗滌液內(nèi)的出氣端口進(jìn)入到洗滌液內(nèi)，此時(shí)，合成氣以氣泡的形式在洗滌液中向洗滌液的液面的方向上升。由于螺旋導(dǎo)流葉片330的導(dǎo)流作用，合成氣形成的氣泡沿螺旋導(dǎo)流葉片330形成的導(dǎo)流通道向洗滌液的液面方向運(yùn)動(dòng)，增加了氣泡在洗滌液中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間及路程，此時(shí)，洗滌液能夠?qū)馀輸y帶的灰塵進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間、更充分的有效洗滌，進(jìn)而洗出更多的灰塵，使灰塵沉降在洗滌腔311的底部，與此同時(shí)，由于螺旋導(dǎo)流通道340的導(dǎo)向作用，氣泡會(huì)被拉伸呈長(zhǎng)條狀，增加了氣泡與洗滌液的接觸面積，增強(qiáng)了洗滌液對(duì)合成氣的洗滌效果。此外，在合成氣氣泡做螺旋運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于離心力作用，氣泡內(nèi)灰塵向洗滌腔311的內(nèi)壁面方向甩去，當(dāng)灰塵甩到氣泡與洗滌液的接觸界面便被洗滌液濕潤(rùn)并洗出，從而將有效的合成氣和灰塵分離開，實(shí)現(xiàn)對(duì)合成氣的充分洗滌，并進(jìn)一步提高洗滌液對(duì)合成氣的洗滌效果。
[0085]優(yōu)選地，本實(shí)施例中螺旋導(dǎo)流葉片330的遠(yuǎn)離下降管320的外邊緣緊貼洗滌腔311的內(nèi)壁面。當(dāng)合成氣從下降管320的出氣端口進(jìn)入洗滌液內(nèi)的時(shí)候，防止由合成氣形成的氣泡從螺旋導(dǎo)流葉片330的外邊緣和洗滌腔311的內(nèi)壁面之間的縫隙流出，提高洗滌塔對(duì)合成氣的洗滌效果。更優(yōu)選地，螺旋導(dǎo)流葉片330盤旋固定在下降管320上，使得所有由合成氣形成的氣泡都只能從螺旋導(dǎo)流通道340中流動(dòng)才能夠向洗滌液的液面上升，進(jìn)一步提高洗滌塔對(duì)合成氣的洗滌效果。
[0086]再次參見圖10所示，本實(shí)施例中的洗滌腔311為柱狀空腔，下降管320包括第一直管段321和第二直管段322，其中第一直管段321垂直于第三殼體310且從第三殼體310的外部延伸至洗滌腔311的內(nèi)部；第二直管段322沿柱狀空腔的中軸線布置，且第二直管段322的上端與第一直管段321的位于洗滌腔311內(nèi)的一端接通，第二直管段322的下端延伸至洗滌腔311的底部，使得洗滌液能夠?qū)南陆倒?20出來(lái)的合成氣進(jìn)行充分的洗滌。
[0087]優(yōu)選地，螺旋導(dǎo)流葉片330從第二直管段322的下端盤旋延伸至洗滌液的液面處，能夠盡可能地延長(zhǎng)氣泡在洗滌液內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，氣泡內(nèi)的合成氣能夠更充分地被洗滌液洗滌。
[0088]優(yōu)選地，柱狀空腔的底部呈漏斗狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)合成氣氣泡中表面的灰塵被洗出后，會(huì)沉積到漏斗狀結(jié)構(gòu)的底部，而漏斗狀結(jié)構(gòu)的最低位置處設(shè)置有排渣管350，該排渣管350從漏斗狀結(jié)構(gòu)的底部延伸至第三殼體310的外部，從而將洗滌腔311底部的灰渣排出洗滌腔311。
[0089]在本實(shí)施例中，第一直管段321位于第三殼體310外部的另一端處設(shè)置有文丘里洗滌器360，洗滌塔的靠近液面的位置處設(shè)置有一個(gè)排液口，排液口處設(shè)置有一個(gè)激冷水泵。使用過(guò)程中，激冷水泵將洗滌塔的一部分洗滌液送入文丘里洗滌器360，當(dāng)合成氣從文丘里洗滌器360進(jìn)入到下降管320內(nèi)時(shí)，激冷水泵送來(lái)的工藝水會(huì)使合成氣中夾帶的固體顆粒充分潤(rùn)濕，當(dāng)合成氣進(jìn)入洗滌強(qiáng)時(shí)，固體顆粒會(huì)在自身重力的作用下沉降在洗滌腔311的底部，進(jìn)而從排渣管350中排泄出去，排渣管道可根據(jù)實(shí)際情況，選擇連續(xù)外排或定期間歇性外排。
[0090]再次參見圖10所示，本實(shí)施例的洗滌塔還包括多塊固閥式塔板370，多塊固閥式塔板370固定設(shè)置在洗滌腔311的內(nèi)壁上并垂直于柱狀空腔的中軸線，多塊固閥式塔板370的上端的設(shè)置有冷凝液入口，當(dāng)向冷凝液入口中通入冷凝液時(shí)，上升的合成氣沿下降管320的環(huán)隙向上穿過(guò)多塊固閥式塔板370，與冷凝液進(jìn)行逆向接觸，對(duì)經(jīng)洗滌液洗滌后的合成氣進(jìn)行再次洗滌。
[0091]洗滌腔311的頂部設(shè)置有洗滌塔合成氣出口 380，經(jīng)過(guò)洗滌液的洗滌和固閥式塔板370的洗滌之后，從洗滌腔311的頂部流出。
[0092]洗滌塔還包括除沫器390，該除沫器390固定設(shè)置在洗滌腔311內(nèi)，并位于多塊固閥式塔板370和洗滌塔合成氣出口 380之間，進(jìn)行氣液分離，除去夾帶在合成氣中的霧沫，避免從洗滌塔合成氣出口 380出來(lái)的合成氣從攜帶大量的洗滌液。
[0093]在本實(shí)施例中，當(dāng)洗滌塔正常運(yùn)行時(shí)，螺旋導(dǎo)流葉片330主體全部沒(méi)入水中，由于螺旋導(dǎo)流葉片330主體獨(dú)特的螺旋結(jié)構(gòu)，使得合成氣從下降管320出口出來(lái)以后，沿著螺旋導(dǎo)流葉片330向上做數(shù)圈的螺旋運(yùn)動(dòng)后，才穿出水層；由于螺旋導(dǎo)流葉片330主體獨(dú)特的螺旋結(jié)構(gòu)，合成氣主要以細(xì)長(zhǎng)條狀氣泡在洗滌液中運(yùn)行，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中合成氣在洗滌塔水浴內(nèi)大股氣泡上升的方式，螺旋運(yùn)動(dòng)的合成氣將與水有更大的接觸面積，這樣，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型中合成氣在水浴中的行程更長(zhǎng)接觸面積更大接觸時(shí)間更長(zhǎng)，使得合成氣中固體顆粒洗脫效果更佳；合成氣的大部分固體顆粒沉降到水浴內(nèi)與合成氣分離。
[0094]本實(shí)施例的洗滌塔31的進(jìn)氣口與冷卻裝置22的出氣口通過(guò)第七管道107連接，對(duì)經(jīng)過(guò)熱量回收后的合成氣進(jìn)行洗滌，第七管道107上設(shè)置有陶瓷過(guò)濾器70，再次分離合成氣中的小顆?；覊m。
[0095]水煤氣輸送器32的入口與洗滌塔31的出口通過(guò)第九管道108連接。水煤氣過(guò)濾器33的入口與水煤氣輸送器32的出口通過(guò)第十管道109連接。水煤氣分離器34的入口與水煤氣過(guò)濾器33的出口通過(guò)第i^一管道110連通。
[0096]經(jīng)洗滌塔31洗滌之后的合成氣還是攜帶有少量的固體顆粒甚至有能使變換催化劑中毒失活的雜質(zhì)以及液態(tài)水，因此在水煤氣輸送器32后設(shè)置了水煤氣過(guò)濾器33和水煤氣分離器34,進(jìn)一步除去合成氣攜帶的固體顆粒和液態(tài)水,合成氣經(jīng)過(guò)水煤氣過(guò)濾器33和水煤氣分離器34后才進(jìn)入下游變換裝置，從而更好的保護(hù)下游的變換催化劑，保證下游裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0097]四、部分合成氣回流單元50，對(duì)熱量回收單元20中的各結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。
[0098]水煤漿氣化工藝系統(tǒng)還包括部分合成氣回流單元50，部分合成氣回流單元50包括第八管道51和壓縮機(jī)52。其中第八管道51的第一端連接在第七管道107的陶瓷過(guò)濾器70和洗滌塔31之間的管道段上，壓縮機(jī)52設(shè)置在第八管道51上，第八管道51的第二端與煤氣化爐11的低溫合成氣入口 117連接；壓縮機(jī)52設(shè)置在第八管道51上。經(jīng)過(guò)冷卻流至第七管道107的合成氣的已經(jīng)很低了，大約390°C左右，此時(shí)，第八管道51的設(shè)置能夠?qū)⒌蜏氐暮铣奢斔椭撩簹饣癄t11的上升管116內(nèi)，與剛從燃燒室流出的合成氣進(jìn)行充分混合后，能夠降低從煤氣爐流出的合成氣的溫度，避免合成氣的溫度過(guò)高而損壞煤氣化爐11下游的換熱器21、第二旋風(fēng)除塵器60、冷卻裝置22及洗滌塔31等后續(xù)裝置。壓縮機(jī)52的設(shè)置能夠?qū)⒗鋮s之后的合成氣進(jìn)行壓縮，便于將低溫的合成氣輸送至煤氣化爐11。
[0099]五、黑水處理單元40，與洗滌單元30連接，對(duì)洗滌合成氣后留下的黑水進(jìn)行處理，避免污染環(huán)境。
[0100]煤氣化爐11和洗滌塔31的黑水通過(guò)四級(jí)閃蒸，解析出酸性氣，渣池的黑水通過(guò)兩級(jí)真空閃蒸，閃蒸出有毒有害氣體。閃蒸系統(tǒng)分為高壓閃蒸、低壓閃蒸、第一真空閃蒸和第二真空閃蒸。
[0101]參見圖1所示，煤氣化爐11和洗滌塔31流出的黑水依次經(jīng)過(guò)高壓閃蒸罐43，低壓閃蒸罐44以及真空閃蒸罐45的閃蒸處理，該處理過(guò)程與現(xiàn)有的德士古煤氣化工藝一致。閃蒸處理后，黑水進(jìn)入沉降槽41中進(jìn)行沉降。
[0102]本實(shí)施例的黑水處理單元40具有研磨水池42，研磨水池42內(nèi)設(shè)置有研磨水池泵47，研磨水池泵47與沉降槽41之間通過(guò)第十二管道100連接，且第十二管道100上設(shè)置有控制閥200?，F(xiàn)有技術(shù)中，研磨水池42的灰水返回沉降槽41和渣池泵出口共用一條管線，相互干擾，影響泵送，且使氣化灰水的水質(zhì)受到較大的影響。在本實(shí)用新型中單獨(dú)敷設(shè)研磨水池泵47至沉降槽41的第十二管道100，這樣，渣池泵打出的渣池水和去沉降槽41的研磨水互不干擾，有助于改善灰水系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。且沉降槽底流泵49的進(jìn)出口管線內(nèi)壁堆焊耐磨合金或襯陶瓷襯里，保證系統(tǒng)長(zhǎng)周期、滿負(fù)荷運(yùn)行。
[0103]工作過(guò)程中，從真空閃蒸罐45流出的黑水在沉降槽41中進(jìn)行沉降，沉降槽41底部含固量較高的泥漿，并從沉降槽41送至真空過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾脫水，形成濾餅，并將濾餅送出界區(qū)；真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾出的濾餅含水量至少在50%以上，這部分經(jīng)過(guò)真空過(guò)濾機(jī)吸水后的灰渣濾餅進(jìn)入煤渣干燥器46進(jìn)一步進(jìn)行干燥脫水后外送處理。沉降槽41上層的澄清水溢流至灰水槽48，再循環(huán)利用。
[0104]為了加速黑水在沉降槽41中的沉降速度，在沉降槽41中添加絮凝劑。沉降槽41沉降下來(lái)的細(xì)灰(固量較高的泥漿或稱黑水也可)由沉降槽底流泵49送往真空帶式過(guò)濾機(jī)410。沉降槽41上部的澄清水溢流到灰水槽48進(jìn)行循環(huán)使用。
[0105]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，包括: 氣化單元(10),包括煤氣化爐(11)； 熱量回收單元(20),包括換熱器(21)和冷卻裝置(22),其中，所述換熱器(21)的進(jìn)氣口(2113)與所述煤氣化爐(11)的第一出氣口(119)連接，所述冷卻裝置(22)的進(jìn)氣口與所述換熱器(21)的出氣口(2112)連接，且所述換熱器(21)與所述冷卻裝置(22)均具有換熱管，所述換熱器(21)的換熱管與所述冷卻裝置(22)的換熱管內(nèi)均通有冷卻介質(zhì)，該冷卻介質(zhì)對(duì)流經(jīng)所述換熱器(21)和所述冷卻裝置(22)的合成氣攜帶的熱量進(jìn)行回收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻裝置(22)包括: 冷卻器(221),包括冷卻腔(2212)、合成氣入口(2213)以及合成氣出口(2214),所述合成氣入口(2213)構(gòu)成所述冷卻裝置(22)的進(jìn)氣口 ； 第一旋風(fēng)除塵器(222)，設(shè)置在所述冷卻器(221)的合成氣出口(2214)處，且所述第一旋風(fēng)除塵器(222)的進(jìn)口與所述冷卻器(221)的所述合成氣出口(2214)連通，所述第一旋風(fēng)除塵器(222)的出口構(gòu)成所述冷卻裝置(22)的出氣口 ； 多個(gè)刮渣冷卻組件(223),沿所述冷卻腔(2212)的長(zhǎng)度方向布置，且各所述刮渣冷卻組件(223)均具有換熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻裝置(22)還包括: 第一汽包(224)，設(shè)置在所述冷卻器(221)的外部，所述刮渣冷卻組件(223)為三個(gè)，三個(gè)所述刮渣冷卻組件(223)中的第一個(gè)和第三個(gè)的換熱管均與所述第一汽包(224)連接；第二汽包(225),設(shè)置在所述冷卻器(221)的外部，三個(gè)所述刮渣冷卻組件(223)中位于中間位置的第二個(gè)所述刮渣冷卻組件(223)的換熱管與所述第二汽包(225)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，第三個(gè)所述刮渣冷卻組件(223)的換熱管的入口通過(guò)第一管道(101)與所述第一汽包(224)連接，所述第一管道(101)的第一端設(shè)置在所述第一汽包(224)的底部； 第三個(gè)所述刮渣冷卻組件(223)的換熱管的出口通過(guò)第二管道(102)與所述第一汽包(224)連接，所述第二管道(102)的第一端設(shè)置在所述第一汽包(224)的頂部； 第一個(gè)所述刮渣冷卻組件(223)的換熱管的入口通過(guò)第三管道(103)與所述第一汽包(224)連接，所述第三管道(103)的第一端設(shè)置在所述第一汽包(224)的頂部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，第二個(gè)所述刮渣冷卻組件(223)的換熱管的入口通過(guò)第四管道(104)與所述第二汽包(225)連接，所述第四管道(104)的第一端設(shè)置在所述第二汽包(225)的底部； 第二個(gè)所述刮渣冷卻組件(223)的換熱管的出口通過(guò)第五管道(105)與所述第二汽包(225)連接，且所述第五管道(105)的第一端設(shè)置在所述第二汽包(225)的頂部。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(21)的換熱管的入口通過(guò)第六管道(106)與所述第二汽包(225)連接，且所述第六管道(106)的第一端設(shè)置在所述第二汽包(225)的頂部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述熱量回收單元(20)還包括: 第二旋風(fēng)除塵器(60),連接在所述換熱器(21)的出氣口和所述冷卻裝置(22)的進(jìn)氣口之間的管道上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，還包括洗滌單元(30),所述洗漆單元(30)包括: 洗滌塔(31),所述洗滌塔(31)的進(jìn)氣口與所述冷卻裝置(22)的出氣口通過(guò)第七管道(107)連接，且所述第七管道(107)上設(shè)置有陶瓷過(guò)濾器(70),
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述洗滌單元(30)還包括水煤氣輸送器(32),所述水煤氣輸送器(32)的入口與所述洗滌塔(31)的出口通過(guò)第九管道(108)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述洗滌單元(30)還包括水煤氣過(guò)濾器(33),所述水煤氣過(guò)濾器(33)的入口與所述水煤氣輸送器(32)的出口通過(guò)第十管道(109)連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述洗滌單元(30)還包括水煤氣分離器(34),所述水煤氣分離器(34)的入口與所述水煤氣過(guò)濾器(33)的出口通過(guò)第十一管道(110)連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述煤氣化爐(11)具有低溫合成氣入口(117),所述水煤漿氣化工藝系統(tǒng)還包括部分合成氣回流單元(50),所述部分合成氣回流單元(50)包括第八管道(51),所述第八管道(51)的第一端連接在所述第七管道(107)的所述陶瓷過(guò)濾器(70)和所述洗滌塔(31)之間的管道段上，所述第八管道(51)的第二端與所述煤氣化爐(11)的低溫合成氣入口(117)連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，所述部分合成氣回流單元(50)還包括壓縮機(jī)(52),設(shè)置在所述第八管道(51)上。
14.根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的水煤漿氣化工藝系統(tǒng)，其特征在于，還包括黑水處理單元(40),所述黑水處理單元(40)對(duì)從所述洗滌塔(31)流出的黑水進(jìn)行處理，所述黑水處理單元(40)包括沉降槽(41)和研磨水池(42),所述研磨水池(42)中設(shè)置有研磨水池泵(47),所述研磨水池泵(47)與所述沉降槽(41)之間通過(guò)第十二管道(100)連接，且所述第十二管道(100)上設(shè)置有控制閥(200).
【文檔編號(hào)】C10J3/48GK204138611SQ201420342617
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】胡先君, 余建良, 唐煜, 李雪冰 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 神華包頭煤化工有限責(zé)任公司, 中國(guó)神華煤制油化工有限公司