] 圖2為管頭插入件在火管鍋爐中的安裝示意圖。
[0032]圖3為管頭插入件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為多根管頭插入件組合安裝示意圖。
[0034]圖5為氣化爐9中霧化噴嘴10的安裝示意圖。
[0035]圖6為圖5中的A-A剖視圖。
[0036]其中，1-喇叭口、1.1-大口端、1.2-小口端、1.3-斜坡、2_插入段、2.1-前端、2.2-后端、3-火管式鍋爐、4-上管板、5-換熱管、6-管頭插入件、7-耐火襯里、8-上管箱、9-氣化爐、9.1-反應(yīng)室、10-霧化噴嘴、11-吹灰器、12-多管式旋風(fēng)除塵器、13-飛灰過濾器、14-省煤器、15-輸氣管。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明系統(tǒng)作進一步解釋說明:
[0038]氣化爐9頂部經(jīng)輸氣管15依次與火管式鍋爐3、多管式旋風(fēng)除塵器12、飛灰過濾器13和省煤器14相連，所述輸氣管15具有膜式水冷壁，所述氣化爐9的反應(yīng)室9.1上方環(huán)形設(shè)有至少一層霧化噴嘴10，所述霧化噴嘴10 (如采用專利號為200820067507.9的兩相流霧化噴射冷卻裝置)可噴出液體和氣體混合的水霧對反應(yīng)后的粗合成氣進行激冷降溫，優(yōu)選所述霧化噴嘴10與水平方向夾角b為5?15°C，向下傾角C為5?15度，噴嘴噴射錐角d為75?150度，通過控制霧化噴嘴的角度，可以實現(xiàn)高效霧化的目的，提高快速冷確效果。所述霧化噴嘴10和反應(yīng)室9.1之間的氣化爐9壁面上還設(shè)有吹灰器11。此外，所述氣化爐9內(nèi)還設(shè)有煤粉噴嘴、蒸汽噴嘴等，此為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作詳述。
[0039]所述火管式鍋爐3具有常規(guī)的管程和殼程，所述管程中的換熱管5上端經(jīng)管頭插入件6穿過上管板4與上管箱8連通，其中，所述管頭插入件6由與換熱管5上端插接的插入段2和與上管箱8連通的開口段組成，所述開口段為具有斜坡狀內(nèi)壁的喇叭口 1，斜坡狀內(nèi)壁的坡度a為5° -20°，優(yōu)選7° -15°，利用喇叭口特有的斜坡狀內(nèi)壁結(jié)構(gòu)，擴大進氣的截面積同時避免局部灰塵堆積。所述喇叭口 I的兩端分別為大口端1.1和小口端1.2，所述小口端1.2與插入段2的前端2.1相連且內(nèi)壁表面平滑過渡，使含塵氣順利由喇叭口 I順氣體下行經(jīng)插入段2通入換熱管5內(nèi)。所述大口端1.1的截面為多邊形，優(yōu)選為五邊形或六邊形，本實施例中為六邊形，小口端1.2的截面為圓形，這樣在上管板4上布置時，每個管頭插入件6的周圍按照多邊形邊的數(shù)量對應(yīng)拼接相應(yīng)數(shù)量、同樣大小的管頭插入件6，最終多個管頭插入件6的喇叭口 I拼接后可全部覆蓋住進氣面的上管板4，喇叭口 I與上管板4之間的落差空間可方便的用耐火襯里7填充，而無需澆注料或另外套裝管套。所述插入段2和喇叭口 I的壁厚< 2mm。安裝時，先將從管頭插入件6的插入段2的后端2.2向下穿過上管板4插入換熱管5，使插入段2位于換熱管內(nèi)，喇叭口 I位于于上管板4上方，按同樣的方法插入第二根多邊形管頭插入件6 (插入管2及與之相連的喇叭口 I)，調(diào)整方位，使得相鄰兩根管頭插入件6的喇叭口 I大口端1.1接觸，并使其多邊形邊相互配合拼接，間隙控制在<0.5_。重復(fù)以上方法，插入相應(yīng)的多根管頭插入件6，插接后的效果詳見圖3。多邊形管頭插入件6的喇叭口 I與上管板4之間的空隙用耐火襯里7填充。含塵氣體進入火管鍋爐3后，經(jīng)過管頭插入件6的喇叭口 I及插入管2進入換熱管5間接換熱，換熱后出換熱管5排出火管鍋爐3。
[0040]工藝過程:
[0041]干煤粉與作為氣化劑的氧氣以及部分蒸汽一起混合進入氣化爐9的反應(yīng)室9.1內(nèi)，在爐內(nèi)反應(yīng)生成高溫粗合成氣，溫度為1200?1650°C，爐中氣化壓力為1.0?6.5MPa，粗合成氣在氣化爐9內(nèi)形成旋流自下向上流動，在氣化爐反應(yīng)室9.1上方被多層環(huán)形設(shè)置的霧化噴嘴10噴出的水/氣混合的80?250 μ m水霧部分冷激降溫至850°C以下，同時吹灰器11定期吹灰，防止灰塵在局部沉積；降溫后的粗合成氣經(jīng)具有膜式水冷壁的輸氣管15進入火管式鍋爐3與飽和水間接換熱降溫得到350°C以下的粗合成氣并副產(chǎn)水蒸汽，再經(jīng)過多管旋風(fēng)分離器12將合成氣中所含的粒徑大于5 μπι的固體100%除掉，然后經(jīng)飛灰過濾器13進一步除去粗合成氣中的干灰，除灰后的合成氣含塵量小于lmg/m3，然后進入省煤器14進一步將合成氣冷卻到220?260°C后進入下一工序，供下游工序使用，多管旋風(fēng)分離器12和飛灰過濾器13分離得到的干灰可用作高性能水泥的原料。
【主權(quán)項】
1.一種帶廢熱回收干粉固體燃料氣化工藝，其特征在于，將煤粉通入氣化爐的反應(yīng)室內(nèi)，在氣化劑的作用下氣化反應(yīng)生成1200?1650°C的粗合成氣，所述粗合成氣上升至反應(yīng)室上方時被霧化噴嘴噴出的水霧冷卻至850°C以下，然后上升經(jīng)具有膜式水冷壁的輸氣管送入火管式鍋爐中走管程與殼程的水換熱進一步降溫至350°C以下，再送入多管式旋風(fēng)除塵器、飛灰過濾器進一步除塵至含塵量小于lmg/m3，除塵后的粗合成氣再進入省煤器進一步冷卻至220?260°C后進入下一工序。
2.如權(quán)利要求1所述的帶廢熱回收干粉固體燃料氣化工藝，其特征在于，所述霧化噴嘴噴出的水霧粒徑為80?250 μ m。
3.如權(quán)利要求1或2所述的帶廢熱回收干粉固體燃料氣化工藝，其特征在于，所述霧化噴嘴與水平方向夾角為5?15°C，向下傾角為5?15度，噴嘴噴射錐角75?150度。
4.一種帶廢熱回收干粉固體燃料氣化系統(tǒng)，包括氣化爐，其特征在于，所述氣化爐頂部經(jīng)輸氣管依次與火管式鍋爐、多管式旋風(fēng)除塵器、飛灰過濾器和省煤器相連，所述輸氣管具有膜式水冷壁，所述氣化爐的反應(yīng)室上方環(huán)形設(shè)有至少一層霧化噴嘴。
5.如權(quán)利要求4所述的帶廢熱回收干粉固體燃料氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述霧化噴嘴和反應(yīng)室之間的氣化爐壁面上還設(shè)有吹灰器。
6.如權(quán)利要求4所述的帶廢熱回收干粉固體燃料氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述霧化噴嘴與水平方向夾角為5?15°C，向下傾角為5?15度，噴嘴噴射錐角75?150度。
7.如權(quán)利要求4一 6任一項所述的帶廢熱回收干粉固體燃料氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述火管式鍋爐包括管程和殼程，所述管程中的換熱管上端經(jīng)管頭插入件穿過上管板與上管箱連通，其中，所述管頭插入件由與換熱管上端插接的插入段和與上管箱連通的開口段組成，所述開口段為具有斜坡狀內(nèi)壁的喇叭口，所述喇叭口的兩端分別為大口端和小口端，所述小口端與插入段的前端相連且內(nèi)壁表面平滑過渡。
8.如權(quán)利要求7所述的帶廢熱回收干粉固體燃料氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述大口端的截面為多邊形，小口端的截面為圓形。
9.如權(quán)利要求7所述的帶廢熱回收干粉固體燃料氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述喇叭口的斜坡狀內(nèi)壁的坡度為5° -20°。
10.如權(quán)利要求8所述的帶廢熱回收干粉固體燃料氣化系統(tǒng)，其特征在于，所述大口端的截面為五邊形或六邊形。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶廢熱回收干粉固體燃料氣化工藝及其系統(tǒng)，解決了存在的設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備投資和運行成本高、系統(tǒng)易積灰、穩(wěn)定性差，污染環(huán)境等問題。技術(shù)方案為將煤粉通入氣化爐的反應(yīng)室內(nèi)，在氣化劑的作用下氣化反應(yīng)生成1200～1650℃的粗合成氣，所述粗合成氣上升至反應(yīng)室上方時被霧化噴嘴噴出的水霧冷卻，然后上升經(jīng)具有膜式水冷壁的輸氣管送入火管式鍋爐中走管程與殼程的水換熱進一步降溫，再送入多管式旋風(fēng)除塵器、飛灰過濾器進一步除塵至含塵量小于1mg/m3，除塵后的粗合成氣再進入省煤器進一步冷卻至220～260℃后進入下一工序。本發(fā)明工藝簡單、煤種適應(yīng)性廣、設(shè)備投資成本和運行成本低、對環(huán)境友好。
【IPC分類】C10J3-74, C10J3-84, C10J3-48, C10J3-46
【公開號】CN104673394
【申請?zhí)枴緾N201510057797
【發(fā)明人】徐才福, 夏吳, 張宗飛, 張志華, 殷為玉, 姜逢章, 謝國雄, 王明國
【申請人】中國五環(huán)工程有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月4日