[实用新型]一种高温合成气显热回收与洗涤除尘装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可吸收高温合成气显热，同时达到洗涤除尘效果的装置。

背景技术

当前，世界石油价格的不断飙升和国际上对石油资源的争夺愈演愈烈，使世界各国都加强了石油替代能源的研究与开发。我国是世界第二大能源消费国，经济快速发展，能源需求持续增长。根据预测，2020年我国原油消费量将达到4.5~5亿吨，对外依存度将超过60%。能源安全稳定供给及相关的环境问题，已成为制约经济发展的瓶颈，能源安全面临严峻考验。

为了保障能源安全供应和可持续发展，国家制定了“节约优先，立足国内，煤为基础，多元发展”的能源战略。作为基础能源和重要原料，煤炭在国民经济和社会发展中的战略地位进一步突出。发展煤气化为核心的煤炭清洁高效转化技术，是《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的主要方向，以甲醇为主导产品的煤基能源化学品是当前发展的热点，是国民经济和社会可持续科学发展的客观要求，符合国家重大战略需求。

开发适于甲醇及烃类合成(F-T合成)的高效节能的大型化煤气化技术，对促进资源可持续高效利用、实现污染物近零排放、保护环境，保障国家能源安全，促进国民经济可持续科学发展具有重大的战略意义。

高温高压下气流床煤气化过程中传递过程起着重要作用，不同强化传递过程的技术手段以及显热回收方式产生了不同形式的气流床气化炉，其中具有代表性的是Shell气化的废锅流程和GSP气化的激冷流程。采用废锅流程，煤气中水蒸汽含量较低，煤气进变换反应还需另补充蒸汽，装置投资巨大，因此不适于化工生产；激冷流程的煤气化工艺在我国煤气化装置中占了大部分市场份额。激冷流程用于生产合成氨、制氢较为合适，而应用于生产甲醇、F-T合成不太理想，能量利用效率较低。这是由于产品气用作羟基合成气(F-T合成)或生产甲醇，仅需要对粗煤气进行部分变换，煤气中的水气比(mol)达到0.6以上即可满足变换的要求。如果采用激冷流程，水气比将超过1.4，煤气中的蒸汽量大大过量，进变换之前必须进行冷凝分离。能量利用效率较低，并且大大增加了循环水消耗。

为了解决上述高温粗煤气冷却、增湿问题，同时满足各种应用要求和能量利用效率目标，迫切需要一种新型高温合成气显热回收与洗涤除尘装置。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有技术存在的以上缺点，而提出的一种高温合成气显热回收与洗涤除尘装置。其能最大限度的利用气化产物的高温显热，并对粗煤气进行有效的降温、增湿和除尘净化处理。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种高温合成气显热回收与洗涤除尘装置，其特征在于，包括一承压壳体、一气化炉、一蒸汽发生器、一环形通道、一导向管、一洗涤冷却塔，其中气化炉、承压壳体、蒸汽发生器和环形通道同轴设置，通过导向管将壳体与洗涤冷却塔相连。

蒸汽发生器入口区域带有激冷气入口，设有中心通道和上升通道两个流道，底部设有渣池，外壳的上部侧面设有粗煤气出口与导向管连接至洗涤冷却塔，塔的上部设有喷水口，粗煤气和喷淋水在塔板上进行传质传热。塔釜设有排灰水口，净化后的合成气从塔顶离开。

上述高温合成气显热回收与洗涤除尘装置，其中，所述的低温激冷气优选为180~380℃的净化后粗煤气或惰性气体。粗煤气在进入蒸汽发生器之前先被激冷至900℃左右。

上述高温合成气显热回收与洗涤除尘装置，其中，灰渣在粗煤气携带下经过蒸汽发生器进入渣池，大颗粒的灰和渣被捕集，少量的细灰随着粗煤气折返进入蒸汽发生器环形通道。

上述高温合成气显热回收与洗涤除尘装置，其中，携带细灰颗粒的粗煤气经过导向管进入洗涤冷却塔的气体分布管，导向管的出口气体温度控制在300~400℃。

上述高温合成气显热回收与洗涤除尘装置，其中，粗煤气在洗涤冷却塔内被喷淋水充分的洗涤冷却。洗涤水伴随细灰进入塔釜形成灰水，去灰水处理系统；增湿净化后的合成气从塔顶离开进入后续工段，出口温度控制在200~300℃。

上述高温合成气显热回收与洗涤除尘装置，其中，所述的激冷水可来自煤气化后续净化单元的澄清灰水或闪蒸冷凝水。

本实用新型采用了以上的技术方案，其产生的技术效果是显著的：由于采用了余热锅炉和激冷流程相结合的方式，有效回收了合成气的高位显热，富产大量中高压蒸汽作为动力蒸汽或驱动透平，可以大大降低动力煤消耗，从而明显降低系统的能耗；同时激冷流程的引入，从经济上大大缩减了设备尺寸，降低了水冷壁等结构制造的投资费用，保证了合成气中的水汽含量，有利于后续工段的变换反应，便于化工生产。

附图说明