本實(shí)用新型涉及一種高溫顯熱回收裝置，屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煤氣化后的產(chǎn)物通常是高溫并帶粉塵的合成氣，其溫度通常高于1400℃，合成氣的這部分高溫顯熱如被有效回收，可大大提高系統(tǒng)熱效率，有利于全系統(tǒng)的節(jié)能減排，尤其用于回收高溫合成氣顯熱的輻射式廢熱鍋爐對(duì)提高煤化工裝置的熱效率尤為重要。

輻射式廢熱鍋爐與氣化爐直接連接，為了充分回收合成氣高溫顯熱，通常要求合成氣通過(guò)輻射廢鍋后溫度降低至500℃以下。為了使合成氣溫度降到500℃以下，只能通過(guò)增加水冷壁傳熱面積，然而傳統(tǒng)增加水冷壁傳熱面積的方法通常是增加水冷壁的長(zhǎng)度或增大水冷壁的直徑，壓力殼體也隨之增長(zhǎng)或增大，使材料消耗量及占用空間增加。即使合成氣的溫度降至500℃以下，其中仍含有一定量的飛灰，不能直接用于化工生產(chǎn)，為了使其滿(mǎn)足化工生產(chǎn)要求，則需要配套除塵系統(tǒng)和水洗系統(tǒng)，增加了整體設(shè)備投資成本，不僅使設(shè)計(jì)流程復(fù)雜化，系統(tǒng)運(yùn)行可靠性降低，而且也不便于制造、運(yùn)輸及安裝。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種高溫顯熱回收裝置，該裝置采用“輻射廢鍋和激冷除塵”的方式，不僅能夠降低合成氣的溫度，并且能減小合成氣的含塵量，有效減少下游換熱與除塵設(shè)備的投入，降低整體設(shè)備的投資成本。

本實(shí)用新型提供一種高溫顯熱回收裝置，包括：

輻射廢鍋，所述輻射廢鍋包括管屏水冷壁、內(nèi)層水冷壁、外層水冷壁和頂錐水冷壁，其中，所述管屏水冷壁、內(nèi)層水冷壁、外層水冷壁由內(nèi)至外依序同軸套設(shè)，所述頂錐水冷壁與所述內(nèi)層水冷壁的上部連接；

除塵組件，設(shè)置在所述內(nèi)層水冷壁的下部，所述除塵組件包括激冷集箱和均勻分布在所述激冷集箱內(nèi)側(cè)并與所述激冷集箱連通的激冷噴管；

廢渣池，所述廢渣池與所述外層水冷壁的下部連接；

外殼，所述外殼套設(shè)在所述輻射廢鍋、除塵組件和廢渣池的外部。

在一實(shí)施方式中，還包括外層進(jìn)水集箱和外層出水集箱，所述外層進(jìn)水集箱設(shè)置在所述外層水冷壁下部并與所述外層水冷壁連通，所述外層出水集箱設(shè)置在所述外層水冷壁上部并與所述外層水冷壁連通。

在一實(shí)施方式中，還包括內(nèi)層進(jìn)水集箱和內(nèi)層出水集箱，所述內(nèi)層進(jìn)水集箱設(shè)置在所述管屏水冷壁和內(nèi)層水冷壁的下部并與所述管屏水冷壁和內(nèi)層水冷壁連通，所述內(nèi)層出水集箱設(shè)置在所述頂錐水冷壁的上方并與所述頂錐水冷壁連通。

在一實(shí)施方式中，還包括中間集箱，所述中間集箱設(shè)置在所述管屏水冷壁和內(nèi)層水冷壁上部并分別與所述管屏水冷壁和內(nèi)層水冷壁連通；

所述內(nèi)層水冷壁通過(guò)所述中間集箱與所述頂錐水冷壁連接。

在一實(shí)施方式中，所述除塵組件與所述內(nèi)層進(jìn)水集箱平行設(shè)置并處于所述內(nèi)層進(jìn)水集箱的內(nèi)側(cè)。

在一實(shí)施方式中，所述激冷噴管的中心線與水平面的夾角為0-75°。

在一實(shí)施方式中，還包括導(dǎo)流組件，所述導(dǎo)流組件包括導(dǎo)流筒和下降管，所述導(dǎo)流筒的一端與所述下降管連接，所述導(dǎo)流筒的另一端與所述內(nèi)層進(jìn)水集箱連接；

所述下降管的下部伸入所述廢渣池中。

在一實(shí)施方式中，所述導(dǎo)流筒包括互相連接的直段筒和錐段筒，其中，所述直段筒與所述內(nèi)層進(jìn)水集箱連接，所述錐段筒與所述下降管連接。

在一實(shí)施方式中，還包括穿設(shè)于所述外殼的合成氣輸出管道，所述合成氣輸出管道一端與外界相通，另一端與所述外層水冷壁和內(nèi)層水冷壁之間的腔室相通。

在一實(shí)施方式中，所述輻射廢鍋的上部還設(shè)置有接收合成氣的入口。

本實(shí)用新型的實(shí)施，至少具有以下優(yōu)勢(shì)：

1、本實(shí)用新型通過(guò)“輻射廢鍋+激冷除塵”的方式回收高溫合成氣的顯熱，生成中壓或高壓蒸汽，有效提高傳熱效率，減小裝置所占空間；

2、本實(shí)用新型涉及的激冷除塵設(shè)備，能夠明顯降低去下游合成氣的溫度與含塵量，減少下游換熱與除塵設(shè)備投入，降低整體設(shè)備投資成本；

3、本實(shí)用新型簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程使制造、運(yùn)輸及安裝方便；

4、本實(shí)用新型涉及的帶激冷與除塵的輻射式高溫顯熱回收裝置，能夠有效控制去下游合成氣的各項(xiàng)指標(biāo)，有利于后續(xù)工段的變換反應(yīng)，便于化工生產(chǎn)與運(yùn)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型高溫顯熱回收裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的除塵組件橫截端面示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的除塵組件俯視示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

圖1為本實(shí)用新型高溫顯熱回收裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本實(shí)用新型的除塵組件橫截端面示意圖，圖3是本實(shí)用新型的除塵組件俯視示意圖，請(qǐng)參考圖1-圖3，本實(shí)用新型的高溫顯熱回收裝置包括輻射廢鍋1，輻射廢鍋1包括管屏水冷壁2、內(nèi)層水冷壁3、外層水冷壁4和頂錐水冷壁5，其中，管屏水冷2壁、內(nèi)層水冷壁3、外層水冷壁4由內(nèi)至外依序同軸套設(shè)，頂錐水冷壁5與內(nèi)層水冷壁3的上部連接；除塵組件6，設(shè)置在內(nèi)層水冷壁3和管屏水冷壁2的下部，除塵組件6包括激冷集箱61和均勻分布在激冷集箱61內(nèi)側(cè)并與激冷集箱61連通的激冷噴管62；廢渣池7，廢渣池7與外層水冷壁4的下部連接；外殼8，外殼8套設(shè)在輻射廢鍋1、除塵組件6和廢渣池7的外部。

具體地，管屏水冷壁2、內(nèi)層水冷壁3以及外層水冷壁都4是具有上下開(kāi)口的管狀結(jié)構(gòu)，并且管屏水冷壁2、內(nèi)層水冷壁3、外層水冷壁4由內(nèi)至外依序同軸套設(shè)，其中，管屏水冷壁2由多組管屏同軸圍繞而成并且與內(nèi)層水冷壁長(zhǎng)度3相等。本實(shí)用新型并不限制管屏水冷壁2、內(nèi)層水冷壁3以及外層水冷壁4的具體形狀，但優(yōu)選為具有上下開(kāi)口的圓管狀結(jié)構(gòu)。其中，頂錐水冷壁5為圓弧狀，其與內(nèi)層水冷壁3的上端連接。由于輻射廢鍋1是對(duì)合成氣進(jìn)行冷卻的主要場(chǎng)所，因此，輻射廢鍋1上部包括一個(gè)接收合成氣的入口11，該入口11與管狀結(jié)構(gòu)的管屏水冷壁2、內(nèi)層水冷壁3以及外層水冷壁4的上開(kāi)口連通。

除塵組件6設(shè)置在內(nèi)層水冷壁3和管屏水冷壁2的下部，因此，當(dāng)合成氣被輻射廢鍋1冷卻后能夠接著被除塵組件6進(jìn)行處理，以降低合成氣中的含塵量。本實(shí)用新型中的激冷集箱61中的介質(zhì)為水，因此水會(huì)從激冷噴管62噴出，對(duì)合成氣進(jìn)行除塵處理。

廢渣池7與外層水冷壁4的下部連接，用于接收由除塵組件6除塵后的廢水并且該廢水能夠通過(guò)設(shè)置在廢渣池7底部的廢水出口排出。外殼8將管屏水冷壁2、內(nèi)層水冷壁3、外層水冷壁4、頂錐水冷壁5、除塵組件6以及水冷渣池7容置其中，并且與管屏水冷壁2、內(nèi)層水冷壁3、外層水冷壁4同軸設(shè)置。

同時(shí)，可以想到的是本實(shí)用新型的高溫顯熱回收裝置還包括合成氣輸出管道12用于向下游輸送降溫除塵后的合成氣，該合成氣輸出管道12一端與外界相通，另一端與外層水冷壁4和內(nèi)層水冷壁3之間的腔室相通。為了增強(qiáng)合成氣的降溫效果，該合成氣輸出管道12一般設(shè)置在靠近外層水冷壁4上部的位置。

本實(shí)用新型的高溫顯熱回收裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，當(dāng)待冷卻的合成氣由入口11進(jìn)入輻射廢鍋1后，合成氣先經(jīng)過(guò)頂錐水冷壁5被頂錐水冷壁5冷卻，然后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)至管屏水冷壁2所形成的腔室中被管屏水冷壁2冷卻，接著與除塵組件6接觸被激冷除塵，除塵后產(chǎn)生的廢水會(huì)進(jìn)入廢渣池7，而合成氣會(huì)自下至上進(jìn)入外層水冷壁4與內(nèi)層水冷壁3之間的腔室再次被冷卻，最后進(jìn)入合成氣輸出管道12排出高溫顯熱回收裝置。本實(shí)用新型的裝置采用“輻射廢鍋+激冷除塵”的方式對(duì)合成氣進(jìn)行了降溫除塵處理，在不增大后處理投資成本的前提下有效的控制了去下游合成氣的各項(xiàng)指標(biāo)。

進(jìn)一步地，還包括外層進(jìn)水集箱41和外層出水集箱42，外層進(jìn)水集箱41設(shè)置在外層水冷壁4下部并與外層水冷壁4連通，外層出水集箱42設(shè)置在外層水冷壁4上部并與外層水冷壁4連通。外層進(jìn)水集箱41用于向外層水冷壁4提供冷卻水，冷卻水從外層進(jìn)水集箱41進(jìn)入外層水冷壁4后，自下而上經(jīng)過(guò)整個(gè)外層水冷壁4，當(dāng)冷卻水吸收了合成氣的熱量后會(huì)變成蒸汽，蒸汽進(jìn)入外層出水集箱42后再通過(guò)汽包排出系統(tǒng)外。

進(jìn)一步地，還包括內(nèi)層進(jìn)水集箱31和內(nèi)層出水集箱32，內(nèi)層進(jìn)水集箱31設(shè)置在管屏水冷壁2和內(nèi)層水冷壁3的下部并與管屏水冷壁2和內(nèi)層水冷壁3連通，內(nèi)層出水集箱32設(shè)置在頂錐水冷壁5的上方并與頂錐水冷壁5連通。同時(shí)，由于頂錐水冷壁5為圓弧狀，因此為了便于其與內(nèi)層水冷壁3的連接，本實(shí)用新型還包括中間集箱51，中間集箱51設(shè)置在管屏水冷壁2和內(nèi)層水冷壁3上部并分別與管屏水冷壁2和內(nèi)層水冷壁3連通；內(nèi)層水冷壁3通過(guò)中間集箱51與頂錐水冷壁5連接。

具體地，內(nèi)層進(jìn)水集箱31用于向內(nèi)層水冷壁3和管屏水冷壁2提供冷卻水，冷卻水從內(nèi)層進(jìn)水集箱31進(jìn)入內(nèi)層水冷壁3和管屏水冷壁2后，自下而上經(jīng)過(guò)整個(gè)內(nèi)層水冷壁3和管屏水冷壁2后會(huì)進(jìn)入中間集箱51，再由中間集箱51進(jìn)入頂錐水冷壁5，最后冷卻水吸收了合成氣的熱量后會(huì)變成蒸汽，蒸汽進(jìn)入內(nèi)層出水集箱32后再通過(guò)汽包排出系統(tǒng)外。

進(jìn)一步地，除塵組件6與內(nèi)層進(jìn)水集箱31平行設(shè)置并處于內(nèi)層進(jìn)水集箱31的內(nèi)側(cè)。并且當(dāng)除塵組件6中的激冷噴管62的中心線與水平面的夾角為0-75°時(shí)，除塵組件6對(duì)合成氣的除塵效果最佳。

可以想到的是，內(nèi)層進(jìn)水集箱31以及外層進(jìn)水集箱41分別與進(jìn)水管道33相連，內(nèi)層出水集箱32以及外層出水集箱42分別與出水管道44相連。

本實(shí)用新型并不限制內(nèi)層進(jìn)水集箱31、外層進(jìn)水集箱41、內(nèi)層出水集箱32、外層出水集箱42、中間集箱51、除塵組件6以及合成氣輸出管道12的個(gè)數(shù)，在圖1中，上述元件分別為兩個(gè)，并且兩兩對(duì)稱(chēng)設(shè)置。

進(jìn)一步地，為了便于除塵后的合成氣與廢水分離，在除塵組件6與廢渣池7之間還包括導(dǎo)流組件9，導(dǎo)流組件包括導(dǎo)流筒和下降管91，導(dǎo)流筒的一端與下降管91連接，導(dǎo)流筒的另一端與內(nèi)層進(jìn)水集箱31連接；下降管91的下部伸入廢渣池7中。具體地，導(dǎo)流筒包括互相連接的直段筒92和錐段筒93，直段筒92與內(nèi)層進(jìn)水集箱31連接，錐段筒93與下降管91連接。其中，錐段筒93的收窄端與下降管91連接。

被除塵后的合成氣與廢水依序沿著直段筒93、錐段筒94、下降管92，最終進(jìn)入廢渣池7。廢水收集在廢渣池7中，合成氣會(huì)從廢渣池7中逸出，進(jìn)入內(nèi)層水冷壁3與外層水冷壁4之間的腔室中繼續(xù)被冷卻。

本實(shí)用新型是通過(guò)“輻射廢鍋+激冷除塵”的方式回收高溫合成氣的顯熱，生成中壓或高壓蒸汽，有效提高傳熱效率，減小裝置所占空間，同時(shí)能夠明顯降低去下游合成氣的溫度與含塵量，減少下游換熱與除塵設(shè)備投入，降低整體設(shè)備投資成本，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程使制造、運(yùn)輸及安裝方便。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。