[发明专利]一种高温煤气显热回收工艺及装置

说明书

本发明公开一种高温煤气显热回收工艺及装置，所述工艺包括干煤粉、载气CO₂和气化剂通入气化炉，产生高温煤气；高温煤气和高压锅炉给水通入汽包，高压锅炉给水吸收高温煤气显热生成过热蒸汽或高压饱和蒸汽，过热蒸汽或高压饱和蒸汽减压得到蒸汽，蒸汽与O₂混合后进入到气化炉；从汽包输出的高温煤气通入干法除尘设备中除尘，得到粗煤气；粗煤气进入换热器管程降温后，进入变换装置；从变换装置输出的粗煤气，净化脱除CO₂和单质硫磺；将净化脱除得到的CO₂输送至换热器壳程中，吸收粗煤气的热量后压缩，得到压缩CO₂；将压缩CO₂作为载气CO₂与干煤粉混合，输送至气化炉中。本申请实施例将高温煤气显热多次回收利用，提高了高温煤气显热的利用率。

技术领域

本发明涉及显热回收领域，特别涉及一种高温煤气显热回收工艺及装置。

背景技术

我国的能源结构是“富煤、少油、缺气”，煤炭资源相对丰富。在相当长的时期内，我国以煤为主的能源消费结构难以改变。因此，煤炭的高效、清洁利用是我国经济和社会可持续发展必然的战略选择，是保证我国能源稳定可靠供应以及可持续发展的重要基础。煤炭清洁转化是煤炭高效利用的主要途径之一，煤气化技术是煤炭清洁转化的关键和核心。积极发展煤制合成气，可以通过煤炭资源相对丰富和缓解我国缺气的问题，而且对于保障我国的能源安全，具有重要的战略意义。

气流床气化技术是煤气化技术的主要组成部分，气流床气化技术指干煤粉或者水煤浆中含碳物质在高温、高压下发生气化反应生成高温煤气和尘渣的反应，气流床气化技术是煤制油、煤制气、煤制醇等煤化工的龙头技术。近十年来，我国具有自主知识产权的煤气化技术取得了显著的科技成果和进步，例如：航天炉、神宁炉、东方炉、二段加压气流床粉煤加压气化、四喷嘴水煤浆加压气化、清华炉、多元料浆加压气化。除晋华炉外，我国开发的煤气化技术一般采用激冷流程，激冷流程具有工艺和操作相对简单，但是存在气化炉能源利用率低、热能浪费严重、资源浪费严重、能源利用不合理等缺点。

部分气流床煤气化工艺采用废锅回收高温煤气热量。例如：Shell气流床气化工艺和Texaco水煤浆。Shell气流床气化炉顶部排出的高温煤气与循环气混合后进入废热锅炉，副产高压和中压蒸汽；Texaco水煤浆高压煤气从气化室出来先后进入辐射废锅和对流废锅，辐射废锅回收合成气显热和渣相变热，对流废锅回收合成气显热，副产高压饱和蒸汽。除了少部分蒸汽可用作气化炉气化剂外，大部分高压饱和蒸汽外供，不利于提高煤气热值。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种高温煤气显热回收工艺及装置，以解决现有技术中高温煤气显热不能被充分利用的问题。

第一方面，本发明提供一种高温煤气显热回收工艺，所述工艺包括：

干煤粉、载气CO₂和气化剂通入气化炉，产生高温煤气，所述气化剂包括蒸汽和O₂；

所述高温煤气和高压锅炉给水通入汽包，所述高压锅炉给水吸收高温煤气显热生成过热蒸汽或高压饱和蒸汽，所述过热蒸汽或高压饱和蒸汽减压得到蒸汽，蒸汽与来自空分的O₂混合后进入到所述气化炉；

从所述汽包输出的高温煤气通入干法除尘设备中除尘，得到粗煤气；

所述粗煤气进入换热器管程降温后，进入变换装置，在变换装置中将粗煤气中的CO变换为CO₂；

从所述变换装置输出的粗煤气，输送至净化装置，净化脱除CO₂和单质硫磺；

将净化脱除得到的CO₂输送至换热器壳程中，吸收粗煤气的热量后压缩，得到压缩CO₂；