專利名稱：帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤氣化技術(shù)的能源利用裝置，特別是一種帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置。
背景技術(shù)：
整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(IGCC)可以實(shí)現(xiàn)燃煤高效、清潔和多樣化利用，也是未來(lái)發(fā)展煤基發(fā)電CO2零排放一一即“綠色煤電”煤炭的核心技術(shù)之一。在IGCC發(fā)電系統(tǒng)中，廢熱鍋爐是顯熱回收利用的關(guān)鍵設(shè)備和氣化島中的重大設(shè)備，廢熱鍋爐對(duì)高溫煤氣、熔融渣顯熱的回收利用將使熱煤氣效率達(dá)到90 95%，發(fā)電效率達(dá)到42 45%，廢熱鍋爐的運(yùn)行情況將直接影響IGCC發(fā)電系統(tǒng)的可用率和整體發(fā)電效率。在現(xiàn)有的氣流床氣化技術(shù)中，采用廢熱鍋爐回收高溫合成氣的熱量一般有兩種方式:一是以Shell公司為代表的氣流床粉煤加壓氣化技術(shù)，循環(huán)冷氣返回氣化爐高溫合成氣出口將氣化爐合成氣冷卻至700 750°C，然后再進(jìn)入對(duì)流廢熱鍋爐換熱副產(chǎn)中壓蒸汽。另一種是以GE公司為代表的水煤漿氣化工藝，高溫合成氣顯熱采用輻射鍋爐+對(duì)流鍋爐的方式回收，副產(chǎn)高壓飽和蒸汽。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的廢熱鍋爐還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用壽命較短等問(wèn)題，主要表現(xiàn)在:(I)Shell粉煤氣化技術(shù)采用1.3 1.5倍的循環(huán)冷氣激冷高溫合成氣，增加了對(duì)流廢熱鍋爐及其后續(xù)合成氣除塵設(shè)備的尺寸，同時(shí)增加了設(shè)備的投資，合成氣循環(huán)壓縮機(jī)增加了氣化裝置的能耗；由于對(duì)流鍋爐積灰，影響了對(duì)流鍋爐的換熱效果，需要加入比設(shè)計(jì)激冷氣量更多的激冷氣。(2) GE水煤漿氣化工藝中的合成氣全顯熱回收系統(tǒng)由輻射廢熱鍋爐和對(duì)流廢熱鍋爐兩個(gè)設(shè)備組成，兩設(shè)備獨(dú)立布置，造成設(shè)備投資大，占用空間大，系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性也由于設(shè)備的復(fù)雜而受到影響；同時(shí)輻射鍋爐合成氣溫度缺乏調(diào)節(jié)手段致使對(duì)流鍋爐積灰堵塞。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為克服現(xiàn)有氣化爐廢熱鍋爐的缺陷和不足，提供一種帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射鍋爐預(yù)熱鍋爐混合式能源利用裝置，將輻射鍋爐和對(duì)流鍋爐結(jié)合為一個(gè)整體，達(dá)到充分回收高溫合成氣和熔渣所帶顯熱，降低投資和節(jié)約能源，提高熱效率的目的。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，其特征在于:包括通過(guò)法蘭連接的氣化爐體和熱回收裝置，氣化爐體設(shè)置于熱回收裝置上方；所述氣化爐體包括氣化爐的壓力殼體、氣化爐的耐火襯里或者水冷壁、噴嘴通道，氣化爐的壓力殼體內(nèi)設(shè)置的氣化爐的耐火襯里或者水冷壁，氣化爐體的頂部設(shè)置噴嘴通道；所述熱回收裝置包括壓力殼體、合成氣入口、輻射換熱組件、煙氣激冷組件、對(duì)流換熱組件、減溫器組件、渣池、合成氣出口，合成氣入口位于 壓力殼體的頂部，合成氣出口位于壓力殼體側(cè)壁的上端；輻射換熱組件固定設(shè)于壓力殼體內(nèi)的上部，與帶熱量的氣體充分換熱；煙氣激冷組件、對(duì)流換熱組件均固定設(shè)置于壓力殼體內(nèi)的下部，對(duì)流換熱組件在煙氣激冷組件和壓力殼體之間；減溫器組件固定設(shè)置于對(duì)流換熱組件的下方，渣池設(shè)置于壓力殼體內(nèi)的底部，渣池的底端與壓力殼體的底端共同形成排渣口 ；輻射換熱組件、對(duì)流換熱組件、減溫器組件、渣池位于壓力殼體內(nèi)形成一體。所述合成氣入口為一窄長(zhǎng)通道，該合成氣入口的內(nèi)壁為耐火襯里。所述輻射換熱組件縱向設(shè)于壓力殼體內(nèi)，與帶熱量的氣體充分換熱；輻射換熱組件包括輻射水冷壁和輻射屏，輻射水冷壁是由若干個(gè)縱向平行設(shè)置的立管圍成的圓筒壁，相鄰的兩個(gè)立管通過(guò)焊接連接，圓筒壁的中間為輻射換熱腔；輻射換熱組件還包括輻射水冷壁上集箱、輻射水冷壁下集箱、輻射水冷壁進(jìn)水管、輻射水冷壁引出管，輻射水冷壁上集箱與每個(gè)立管的上端連通，輻射水冷壁下集箱與每個(gè)立管的下端連通，輻射水冷壁進(jìn)水管的一端與壓力殼體固接并設(shè)在壓力殼體的外部、輻射水冷壁進(jìn)水管的另一端與輻射水冷壁上集箱連通，輻射水冷壁引出管的一端與壓力殼體的上封頭固接、另一端與輻射水冷壁上集箱連通；所述輻射水冷壁向下延伸設(shè)置于渣池上端。所述輻射屏由若干個(gè)立管排形成，立管排以熱回收裝置的中心向外發(fā)散分布于輻射換熱腔內(nèi)，每個(gè)立管排由若干立管形成，立管排的相鄰兩個(gè)立管緊貼設(shè)置；輻射換熱組件還包括輻射屏上集箱、輻射屏下集箱、輻射屏進(jìn)水管、輻射屏引出管，輻射屏的下端與輻射屏下集箱連通，輻射屏的上端與輻射屏上集箱連通，輻射屏進(jìn)水管和輻射屏引出管分別與輻射屏下集箱和輻射屏上集箱連通，并引出到壓力殼體外。所述煙氣激冷組件包括激冷氣入口和向下延伸的輻射水冷壁，向下延伸的輻射水冷壁與激冷氣入口形成氣體混合室；所述激冷氣入口均勻分布于輻射水冷壁上，并延伸至壓力殼體外。所述對(duì)流換熱組件包括蒸發(fā)器、過(guò)熱器和省煤器，蒸發(fā)器、過(guò)熱器和省煤器從上往下依次布置于氣體混合室和壓力殼體之間。所述蒸發(fā)器、 過(guò)熱器和省煤器分別由一組螺旋盤管形成，每組螺旋盤管分別包括四層螺旋環(huán)管，每?jī)蓪勇菪h(huán)管之間有一定的距離，每層螺旋環(huán)管是由管子緊密環(huán)繞形成的。所述蒸發(fā)器還包括蒸發(fā)器上集箱、蒸發(fā)器下集箱、蒸發(fā)器進(jìn)水管、蒸發(fā)器引出管，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的上端與蒸發(fā)器上集箱連通，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的下端與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器進(jìn)水管與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器引出管與蒸發(fā)器上集箱連通；所述過(guò)熱器還包括過(guò)熱器上集箱、過(guò)熱器下集箱、過(guò)熱器進(jìn)水管、過(guò)熱器引出管，形成過(guò)熱器的螺旋盤管的上端與過(guò)熱器上集箱連通，形成過(guò)熱器的螺旋盤管的下端與過(guò)熱器下集箱連通，過(guò)熱器進(jìn)水管與過(guò)熱器下集箱連通，過(guò)熱器引出管與過(guò)熱器上集箱連通；所述省煤器還包括省煤器上集箱、省煤器下集箱、省煤器進(jìn)水管、省煤器引出管，形成過(guò)熱器的螺旋盤管的上端與省煤器上集箱連通，形成省煤器的螺旋盤管的下端與省煤器下集箱連通，省煤器進(jìn)水管與省煤器下集箱連通，省煤器弓I出管與省煤器上集箱連通；蒸發(fā)器進(jìn)水管、蒸發(fā)器弓I出管、過(guò)熱器進(jìn)水管、過(guò)熱器引出管、省煤器進(jìn)水管、省煤器引出管均延伸至壓力殼體外。所述減溫器組件包括減溫水進(jìn)水管、減溫水集箱和多個(gè)霧化噴嘴，霧化噴嘴以熱回收裝置的中心為圓心按圓周均勻分布，噴頭向下布置；霧化噴嘴與減溫水集箱連通，減溫水進(jìn)水總管與減溫水集箱連通。[0016]所述渣池處于減溫器組件的下端，渣池的上端與對(duì)流換熱水冷壁下端連接。所述氣化爐為氣流床氣化爐，該氣流床氣化爐是單噴嘴氣化爐，或者多噴嘴氣化爐，或者煤漿氣化爐，或者粉煤氣化爐，或者水冷壁氣化爐，或者耐火襯里氣化爐。本實(shí)用新型的工作原理是:氣化原料(水煤漿或者干煤粉)和氧化劑混合進(jìn)入氣化爐體中，迅速發(fā)生氣化反應(yīng)，生成高溫高壓的粗合成氣(溫度約為1400°C);高溫合成氣流與灰熔渣從合成氣入口進(jìn)入熱回收裝置，向下通過(guò)輻射換熱腔將高位熱量回收后，與來(lái)自外界的激冷氣混合降溫；溫度迅速降低后，灰渣進(jìn)入渣池中，氣流反折向上通過(guò)減溫器組件和對(duì)流換熱組件，進(jìn)一步降溫冷卻，并回收大量的顯熱。該熱回收裝置有效的將輻射換熱、煙氣激冷和對(duì)流換熱結(jié)合起來(lái)，設(shè)備體積大大減小，并盡可能多的回收了高溫合成氣所帶顯熱。熱回收裝置的合成氣入口為一窄長(zhǎng)的通道，內(nèi)壁為耐火襯里。高溫合成氣及灰熔渣(溫度約1400°C)出氣化爐后，通過(guò)窄長(zhǎng)的通道，以較高的氣流速度進(jìn)入輻射換熱部分。輻射換熱部分由輻射換熱 腔及腔內(nèi)的輻射屏組成。高溫合成氣及灰熔渣進(jìn)入輻射換熱腔后，以輻射傳熱的方式將熱量傳給四周的輻射水冷壁。由于流通面積擴(kuò)大，灰熔渣在氣流作用下向四周噴濺，從離開通道至到達(dá)膜式水冷壁的過(guò)程中，被充分冷卻，固化失去黏結(jié)性，在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)。輻射換熱腔內(nèi)的輻射屏增大了輻射換熱面，減少了輻射換熱部分的體積，使換熱效果更好。合成氣及灰渣穿過(guò)輻射換熱腔后，與激冷氣混合，通過(guò)氣體混合室進(jìn)一步迅速冷卻?；以搪淙氲撞吭刂小Ｔ靥幱跓煔饧だ洳糠值牡撞??；以淙朐刂?，與水混合急劇冷卻，形成高硬度的固態(tài)灰渣，隨水排入鎖渣罐中。視煤灰的結(jié)渣情況，可加裝破渣機(jī)，保證排渣系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。減溫器組件處于對(duì)流換熱組件的底部，從煙氣激冷部分出來(lái)的合成氣中夾帶部分未凝結(jié)的飛灰，在減溫器組件處進(jìn)行凝結(jié)。減溫器組件的存在減少了對(duì)流換熱組件的結(jié)渣，并可對(duì)進(jìn)入對(duì)流換熱面的合成氣溫度進(jìn)行控制，保證其正常安全的運(yùn)行。對(duì)流換熱組件由若干組螺旋盤管組成，螺旋盤管外層為膜式水冷壁。每組螺旋盤管由四層緊密環(huán)繞的螺旋環(huán)管組成，每組螺旋盤管錯(cuò)列布置。經(jīng)排水降溫的合成氣依次流過(guò)蒸發(fā)器、過(guò)熱器、省煤器并進(jìn)行換熱冷卻，由合成氣出口排出。本實(shí)用新型的有益效果如下:(I)本實(shí)用新型提供的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射鍋爐預(yù)熱鍋爐混合式能源利用裝置，可有效的吸收氣化后的粗合成氣的顯熱，產(chǎn)生高壓蒸汽或中壓蒸汽用于發(fā)電或預(yù)熱其他工質(zhì)，整體能源利用率大大提高，具有能量回收利用率高的優(yōu)點(diǎn)。(2)本實(shí)用新型提供的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射鍋爐預(yù)熱鍋爐混合式能源利用裝置，其熱回收裝置將輻射換熱、煙氣激冷、對(duì)流換熱有效的結(jié)合起來(lái)，有效地縮減了廢熱鍋爐整體尺寸，制造、運(yùn)輸和安裝較為方便。(3)本實(shí)用新型提供的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射鍋爐預(yù)熱鍋爐混合式能源利用裝置，其熱回收裝置帶有調(diào)節(jié)手段，在對(duì)流換熱組件底部布置霧化噴水減溫裝置，噴水量可根據(jù)進(jìn)入對(duì)流換熱面組件的煙氣的溫度進(jìn)行控制，使進(jìn)入對(duì)流換熱面的高溫煤氣的溫度恒定，從而消除對(duì)流換熱面的積灰問(wèn)題。

圖1為本實(shí)用新型的剖視示意圖；圖2為本實(shí)用新型圖1中的A-A截面剖視示意圖；圖3為本實(shí)用新型圖1中的B-B截面剖視示意圖；圖4為本實(shí)用新型圖1中的C-C截面剖視示意圖；圖5為本實(shí)用新型圖1中的I部的局部示意圖；其中，附圖標(biāo)記為:1氣化爐體，2熱回收裝置，3氣化爐的壓力殼體，4氣化爐的耐火襯里或水冷壁，5噴嘴通道，6輻射換熱組件，6-1輻射水冷壁，6-2輻射屏，7煙氣激冷組件，8渣池，8-1排渣口，9減溫器組件，9-1霧化噴嘴，10對(duì)流換熱組件，10-1對(duì)流換熱水冷壁，10-2蒸發(fā)器，10-3過(guò)熱器，10-4省煤器，10-5螺旋盤管，11法蘭，12合成氣入口的耐火襯里，13合成氣排氣口，14熱回收裝置的壓力殼體，15合成氣入口，16激冷氣入口。
具體實(shí)施方式
如圖1-5所示，本實(shí)用新型所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，包括氣化爐體I和熱回收裝置2，氣化爐體I設(shè)置于熱回收裝置2上方；所述氣化爐體I包括氣化爐的壓力殼體3、氣化爐的耐火襯里或者水冷壁4、噴嘴通道5，氣化爐的壓力殼體內(nèi)設(shè)置的氣化爐的耐火襯里或者水冷壁，氣化爐體的頂部設(shè)置噴嘴通道5。所述氣化爐為氣流床式氣化爐，包括單噴嘴和多噴嘴氣化爐、煤漿和粉煤氣化爐、水冷壁和耐火襯里氣化爐等各種形式的氣化爐。所述熱回收裝置2為帶煙氣激冷的輻射鍋爐預(yù)熱鍋爐混合式熱回收裝置，包括合成氣入口 5、輻射換熱組件6、煙氣激冷組件7、渣池8、減溫器組件9、對(duì)流換熱組件10、壓力殼體3。該熱回收裝置為回轉(zhuǎn)狀，輻射換熱部分6在上部，煙氣激冷7和對(duì)流換熱組件10在下部，對(duì)流換熱組件10位于煙氣激冷組件7外層。渣池8位于熱回收裝置2底部。所述氣化爐體I和熱回收裝置2通過(guò)法蘭11連接，兩裝置間由一窄長(zhǎng)的通道連通的合成氣入口 15，通道內(nèi)壁為耐火襯里12。
所述熱回收裝置2為一種回轉(zhuǎn)狀混合式熱回收裝置，對(duì)流換熱組件10壓力殼體3側(cè)壁的上端設(shè)有合成氣出口 13，輻射換熱部分6壓力殼體3的上封頭上設(shè)置有合成氣入口通道5，與輻射換熱組件6相接。所述輻射換熱組件6縱向設(shè)于壓力殼體14內(nèi)，與帶熱量的氣體充分換熱；輻射換熱組件6包括輻射水冷壁6-1和輻射屏6-2，輻射水冷壁6-1是由若干個(gè)縱向平行設(shè)置的立管圍成的圓筒壁，相鄰的兩個(gè)立管通過(guò)焊接連接，圓筒壁的中間為輻射換熱腔。輻射換熱組件6還包括輻射水冷壁上集箱、輻射水冷壁下集箱、輻射水冷壁進(jìn)水管、輻射水冷壁引出管，輻射水冷壁上集箱與每個(gè)立管的上端連通，輻射水冷壁下集箱與每個(gè)立管的下端連通，輻射水冷壁進(jìn)水管的一端與壓力殼體固接并設(shè)在壓力殼體的外部、輻射水冷壁進(jìn)水管的另一端與輻射水冷壁上集箱連通，輻射水冷壁引出管的一端與壓力殼體的上封頭固接、另一端與輻射水冷壁上集箱連通；所述輻射水冷壁向下延伸設(shè)置于渣池8上端。[0044]所述輻射屏6-2由若干個(gè)立管排形成，立管排以熱回收裝置的中心向外發(fā)散分布于輻射換熱腔內(nèi)，每個(gè)立管排由若干立管形成，立管排的相鄰兩個(gè)立管緊貼設(shè)置；輻射換熱組件6還包括輻射屏上集箱、輻射屏下集箱、輻射屏進(jìn)水管、輻射屏引出管，輻射屏6-2的下端與輻射屏下集箱連通，輻射屏6-2的上端與輻射屏上集箱連通，輻射屏進(jìn)水管和輻射屏引出管分別與輻射屏下集箱和輻射屏上集箱連通，并引出到壓力殼體14外。所述煙氣激冷組件7包括激冷氣入口 16和向下延伸的輻射水冷壁6-1，向下延伸的輻射水冷壁6-1與激冷氣入口 16形成氣體混合室；所述激冷氣入口均勻分布于輻射水冷壁上，并延伸至壓力殼體外。所述激冷氣入口 16可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)為兩個(gè)、四個(gè)、六個(gè)或者八個(gè)等等，圖1中所示為四個(gè)，均勻的分布在壓力殼體14上。所述對(duì)流換熱組件10包括蒸發(fā)器10-2、過(guò)熱器10-3和省煤器10_4，蒸發(fā)器10_2、過(guò)熱器10-3和省煤器10-4從上往下依次布置于氣體混合室和壓力殼體14之間。所述蒸發(fā)器10-2、過(guò)熱器10-3和省煤器10_4分別由一組螺旋盤管10_5形成，螺旋盤管10-5外層為對(duì)流換熱水冷壁10-1，每組螺旋盤管10-5分別包括四層螺旋環(huán)管，每?jī)蓪勇菪h(huán)管之間有一定的距離，每層螺旋環(huán)管是由管子緊密環(huán)繞形成的。所述蒸發(fā) 器10-2還包括蒸發(fā)器上集箱、蒸發(fā)器下集箱、蒸發(fā)器進(jìn)水管、蒸發(fā)器引出管，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的上端與蒸發(fā)器上集箱連通，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的下端與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器進(jìn)水管與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器引出管與蒸發(fā)器上集箱連通；所述過(guò)熱器10-3還包括過(guò)熱器上集箱、過(guò)熱器下集箱、過(guò)熱器進(jìn)水管、過(guò)熱器引出管，形成過(guò)熱器的螺旋盤管的上端與過(guò)熱器上集箱連通，形成過(guò)熱器的螺旋盤管的下端與過(guò)熱器下集箱連通，過(guò)熱器進(jìn)水管與過(guò)熱器下集箱連通，過(guò)熱器引出管與過(guò)熱器上集箱連通；所述省煤器10-4還包括省煤器上集箱、省煤器下集箱、省煤器進(jìn)水管、省煤器引出管，形成過(guò)熱器的螺旋盤管的上端與省煤器上集箱連通，形成省煤器的螺旋盤管的下端與省煤器下集箱連通，省煤器進(jìn)水管與省煤器下集箱連通，省煤器引出管與省煤器上集箱連通；蒸發(fā)器進(jìn)水管、蒸發(fā)器引出管、過(guò)熱器進(jìn)水管、過(guò)熱器引出管、省煤器進(jìn)水管、省煤器引出管均延伸至壓力殼體14外。所述減溫器組件9包括減溫水進(jìn)水管、減溫水集箱和多個(gè)霧化噴嘴9-1，霧化噴嘴9-1以熱回收裝置2的中心為圓心按圓周均勻分布，噴頭向下布置；霧化噴嘴與減溫水集箱連通，減溫水進(jìn)水總管與減溫水集箱連通。所述渣池8處于減溫器組件9的下端，處于熱回收裝置2的底部，渣池8的上端與對(duì)流換熱水冷壁10-1下端連接。渣池8中視煤灰結(jié)渣情況加裝破渣機(jī)。所述氣化爐體I為氣流床氣化爐，該氣流床氣化爐是單噴嘴氣化爐，或者多噴嘴氣化爐，或者煤漿氣化爐，或者粉煤氣化爐，或者水冷壁氣化爐，或者耐火襯里氣化爐。本實(shí)用新型的工作過(guò)程為:所述的能源利用裝置由氣化爐體和熱回收裝置組成，氣化爐體為氣流床式氣化爐，包括單噴嘴和多噴嘴氣化爐、煤漿和粉煤氣化爐、水冷壁和耐火襯里氣化爐等各種形式的氣化爐。熱回收裝置為一種回轉(zhuǎn)狀混合式熱回收裝置，輻射換熱在上部，煙氣激冷和對(duì)流換熱在下部，對(duì)流換熱位于煙氣激冷部分的外層。氣化原料(水煤漿或者干煤粉)和氧化劑混合進(jìn)入氣化爐體中，迅速發(fā)生氣化反應(yīng)，生成高溫高壓的粗合成氣(溫度約為1400°C)。高溫合成氣流與灰熔渣從合成氣入口進(jìn)入熱回收裝置，向下通過(guò)輻射換熱腔將高位熱量回收后，與來(lái)自外界的激冷氣混合，穿過(guò)煙氣激冷部分的氣體混合室。溫度迅速降低后，灰渣進(jìn)入渣池中，氣流反折向上通過(guò)減溫器組件和對(duì)流換熱組件，進(jìn)一步降溫冷卻，并回收大量的顯熱。該熱回收裝置有效的將輻射換熱、煙氣激冷和對(duì)流換熱結(jié)合起來(lái)，設(shè)備體積大大減小，并盡可能多的回收了高溫合成氣所帶顯熱。熱回收裝置的合成氣入口為一窄長(zhǎng)的通道，內(nèi)壁為耐火襯里。高溫合成氣及灰熔渣(溫度約1400°C)出氣化爐后，通過(guò)窄長(zhǎng)的通道，以較高的氣流速度進(jìn)入輻射換熱部分。輻射換熱部分由膜式水冷壁腔及腔內(nèi)的輻射屏組成。高溫合成氣及灰熔渣進(jìn)入水冷壁腔中，以輻射傳熱的方式將熱量傳給四周的膜式水冷壁。由于流通面積擴(kuò)大，灰熔渣在氣流作用下向四周噴濺，從離開通道至到達(dá)膜式水冷壁的過(guò)程中，被充分冷卻，固化失去黏結(jié)性，在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)。水冷壁腔內(nèi)的輻射屏增大了輻射換熱面，減少了輻射換熱部分的體積，使換熱效果更好。合成氣及灰渣穿過(guò)輻射換熱腔后，與激冷氣混合，通過(guò)氣體混合室進(jìn)一步迅速冷卻?；以搪淙氲撞吭刂?。渣池處于煙氣激冷部分的底部?；以淙朐刂校c水混合急劇冷卻，形成高硬度的固態(tài)灰渣，隨水排入鎖渣罐中。視煤灰的結(jié)渣情況，可加裝破渣機(jī)，保證排渣系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。減溫器組件處于對(duì)流換熱組件的底部，從煙氣激冷部分出來(lái)的合成氣中夾帶部分未凝結(jié)的飛灰，在減溫器組件處進(jìn)行凝結(jié)。減溫器組件的存在減少了對(duì)流換熱組件的結(jié)渣，并可對(duì)進(jìn)入對(duì)流換熱面的合成氣溫度進(jìn)行控制，保證其正常安全的運(yùn)行。對(duì)流換熱組件由若干組螺旋盤管組成，螺旋盤管外層為膜式水冷壁。每組螺旋盤管由四層緊密環(huán)繞的螺旋環(huán)管組成，每組螺旋盤管錯(cuò)列布置。經(jīng)排水降溫的合成氣依次流過(guò)蒸發(fā)器、過(guò)熱器、省煤器 并進(jìn)行換熱冷卻，由合成氣出口排出。
權(quán)利要求1.帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，其特征在于:包括通過(guò)法蘭連接的氣化爐體和熱回收裝置，氣化爐體設(shè)置于熱回收裝置上方；所述氣化爐體包括氣化爐的壓力殼體、氣化爐的耐火襯里或者水冷壁、噴嘴通道，氣化爐的壓力殼體內(nèi)設(shè)置的氣化爐的耐火襯里或者水冷壁，氣化爐體的頂部設(shè)置噴嘴通道；所述熱回收裝置包括壓力殼體、合成氣入口、輻射換熱組件、煙氣激冷組件、對(duì)流換熱組件、減溫器組件、渣池、合成氣出口，合成氣入口位于壓力殼體的頂部，合成氣出口位于壓力殼體側(cè)壁的上端；輻射換熱組件固定設(shè)于壓力殼體內(nèi)的上部，與帶熱量的氣體充分換熱；煙氣激冷組件、對(duì)流換熱組件均固定設(shè)置于壓力殼體內(nèi)的下部，對(duì)流換熱組件在煙氣激冷組件和壓力殼體之間；減溫器組件固定設(shè)置于對(duì)流換熱組件的下方，渣池設(shè)置于壓力殼體內(nèi)的底部，渣池的底端與壓力殼體的底端共同形成排渣口 ；輻射換熱組件、對(duì)流換熱組件、減溫器組件、渣池位于壓力殼體內(nèi)形成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，其特征在于:所述合成氣入口為一窄長(zhǎng)通道，該合成氣入口的內(nèi)壁為耐火襯里。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，其特征在于:所述輻射換熱組件縱向設(shè)于壓力殼體內(nèi)；輻射換熱組件包括輻射水冷壁和輻射屏，輻射水冷壁是由若干個(gè)縱向平行設(shè)置的立管圍成的圓筒壁，相鄰的兩個(gè)立管通過(guò)焊接連接，圓筒壁的中間為輻射換熱腔；輻射換熱組件還包括輻射水冷壁上集箱、輻射水冷壁下集箱、輻射水冷壁進(jìn)水管、輻射水冷壁引出管，輻射水冷壁上集箱與每個(gè)立管的上端連通，輻射水冷壁下集箱與每個(gè)立管的下端連通，輻射水冷壁進(jìn)水管的一端與壓力殼體固接并設(shè)在壓力殼體的外部、輻射水冷壁進(jìn)水管的另一端與輻射水冷壁上集箱連通，輻射水冷壁引出管的一端與壓力殼體的上封頭固接、另一端與輻射水冷壁上集箱連通；所述輻射水冷壁向下延伸設(shè)置于渣池上端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，其特征在于:所述輻射屏由若干個(gè)立管排形成，立管排以熱回收裝置的中心向外發(fā)散分布于輻射換熱腔內(nèi)，每個(gè)立管排由若干立管形成，立管排的相鄰兩個(gè)立管緊貼設(shè)置；輻射換熱組件還包括輻射屏上集箱、輻射屏下集箱、輻射屏進(jìn)水管、輻射屏引出管，輻射屏的下端與輻射屏下集箱連通， 輻射屏的上端與輻射屏上集箱連通，輻射屏進(jìn)水管和輻射屏引出管分別與輻射屏下集箱和輻射屏上集箱連通，并引出到壓力殼體外。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，其特征在于:所述煙氣激冷組件包括激冷氣入口和向下延伸的輻射水冷壁，向下延伸的輻射水冷壁與激冷氣入口形成氣體混合室；所述激冷氣入口均勻分布于輻射水冷壁上，并延伸至壓力殼體外。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，其特征在于:所述對(duì)流換熱組件包括蒸發(fā)器、過(guò)熱器和省煤器，蒸發(fā)器、過(guò)熱器和省煤器從上往下依次布置于氣體混合室和壓力殼體之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，其特征在于:所述蒸發(fā)器、過(guò)熱器和省煤器分別由一組螺旋盤管形成，每組螺旋盤管分別包括四層螺旋環(huán)管，每?jī)蓪勇菪h(huán)管之間有一定的距離，每層螺旋環(huán)管是由管子緊密環(huán)繞形成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，其特征在于:所述蒸發(fā)器還包括蒸發(fā)器上集箱、蒸發(fā)器下集箱、蒸發(fā)器進(jìn)水管、蒸發(fā)器引出管，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的上端與蒸發(fā)器上集箱連通，形成蒸發(fā)器的螺旋盤管的下端與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器進(jìn)水管與蒸發(fā)器下集箱連通，蒸發(fā)器引出管與蒸發(fā)器上集箱連通；所述過(guò)熱器還包括過(guò)熱器上集箱、過(guò)熱器下集箱、過(guò)熱器進(jìn)水管、過(guò)熱器引出管，形成過(guò)熱器的螺旋盤管的上端與過(guò)熱器上集箱連通，形成過(guò)熱器的螺旋盤管的下端與過(guò)熱器下集箱連通，過(guò)熱器進(jìn)水管與過(guò)熱器下集箱連通，過(guò)熱器引出管與過(guò)熱器上集箱連通；所述省煤器還包括省煤器上集箱、省煤器下集箱、省煤器進(jìn)水管、省煤器引出管，形成過(guò)熱器的螺旋盤管的上端與省煤器上集箱連通，形成省煤器的螺旋盤管的下端與省煤器下集箱連通，省煤器進(jìn)水管與省煤器下集箱連通，省煤器引出管與省煤器上集箱連通；蒸發(fā)器進(jìn)水管、蒸發(fā)器引出管、過(guò)熱器進(jìn)水管、過(guò)熱器引出管、省煤器進(jìn)水管、省煤器引出管均延伸至壓力殼體外。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，其特征在于:所述減溫器組件包括減溫水進(jìn)水管、減溫水集箱和多個(gè)霧化噴嘴，霧化噴嘴以熱回收裝置的中心為圓心按圓周均勻分布，噴頭向下布置；霧化噴嘴與減溫水集箱連通，減溫水進(jìn)水總管與減溫水集箱連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，其特征在于:所述渣池處于減溫器組件的下端，渣池的上端與對(duì)流換熱水冷壁下端連接。·
專利摘要本實(shí)用新型涉及帶煙氣激冷的一體化回轉(zhuǎn)狀輻射預(yù)熱混合式能源利用裝置，包括通過(guò)法蘭連接的氣化爐體和熱回收裝置；熱回收裝置包括壓力殼體、合成氣入口、輻射換熱組件、煙氣激冷組件、對(duì)流換熱組件、減溫器組件、渣池、合成氣出口，氣化爐體通過(guò)合成氣入口與熱回收裝置連通，合成氣先經(jīng)過(guò)輻射換熱，然后經(jīng)過(guò)激冷降溫，然后熔融渣掉進(jìn)渣池排出；合成氣反折向上經(jīng)過(guò)對(duì)流換熱降溫；本實(shí)用新型將輻射換熱、煙氣激冷、對(duì)流換熱有效結(jié)合，可用于IGCC發(fā)電系統(tǒng)，吸收粗合成氣的顯熱產(chǎn)生高壓蒸汽或中壓蒸汽用于發(fā)電，整體能源利用率大大提高，能量回收利用率高，有效縮減了廢熱鍋爐整體尺寸，制造、運(yùn)輸和安裝較為方便，可消除對(duì)流換熱面的積灰問(wèn)題。
文檔編號(hào)C10J3/72GK203128513SQ20122067842
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者曹立勇, 張媛, 張春飛, 張?chǎng)? 郭盼, 劉正寧, 樊偉, 杜奇, 李陽(yáng), 劉江, 胡春云, 胡紅偉 申請(qǐng)人:中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司