CN114410352A - 一种可调余热的回收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调余热的回收装置及方法。可调节余热回收方法是低温气体与气化炉(或锅炉)产生的高温煤气(或烟气)经高温预热器换热得到高温气体，降温后的煤气(或烟气)经过多级省煤器与水换热得到不同压力等级的蒸汽。低温气体(氧气/空气/蒸汽等)分两路，一路经过高温预热，另一路与预热的高温气体在混合器内混合后进入气化炉(或锅炉)，预热后的低温气体温度通过调节低温气体温度与流量的分配。该系统能够实现低温气体预热以及不同压力等级蒸汽的调节，满足了工业生产中的灵活调节。其可调节余热回收装置包括高温预热器、多级省煤器、混合器、调节阀、汽包等。余热回收装置与方法可减少系统年内不可逆

损失，提高余热利用效率。

Description

一种可调余热的回收装置及方法

技术领域

本发明涉及汽化炉余热回收技术领域，具体为一种可调余热的回收装置及方法。

背景技术

入炉气化剂温度对煤气质量有所影响，如煤气中有效气成分、煤气热值、碳转化率、冷煤气效率等，所以入炉气化剂温度不宜控制过低。对于高富氧和纯氧作气化剂的气化炉，其反应剧烈，容易造成局部温度过高，气化炉易结焦，对于不同氧浓度的气化剂需要很好的控制入炉气化剂温度。而现有技术一般都采用氧气不进行预热直接入炉，或一起预热入气化炉，气化剂入炉温度不能进行调节。

气化剂入炉温度多为固定值不能进行大范围调节，后续余热回收所产蒸汽量也不能进行调节。

现有申请号CN202110794509.8的发明专利申请公开了一种低碳原料脱碳处理系统及其处理方法，虽然该发明申请解决了传统煤粉炉无法直接燃烧低碳原料的问题。但针对高富氧和纯氧作气化剂的气化炉，其反应剧烈，容易造成局部温度过高，气化炉易结焦的问题依然无法解决。

于是，本申请人秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种可调余热的回收装置及方法，以期达到更具有实用价值性的目的。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可调余热的回收装置及方法，解决了高富氧和纯氧作气化剂的气化炉，其反应剧烈，容易造成局部温度过高，气化炉易结焦的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种可调余热的回收装置，包括气化炉、分离器、气化剂预热器、预热器、余热回收器、汽包、氧气管、空气管，所述气化炉与分离器进口连接，所述分离器的顶部与气化剂预热器冷却侧进口连接，所述分离器底部出口与气化炉连接，所述气化剂预热器的加热侧出口与气化炉底部连接，所述气化剂预热器的冷却侧出口与余热回收器的冷却侧进口连接，所述汽包的底部出口与余热回收器的加热侧进口连接，所述余热回收器的加热侧出口与汽包的底部进口连接，所述汽包的顶部出口与气化炉底部连接，所述汽包的顶部出口与预热器顶部进口连接，所述氧气管、空气管均与预热器的底部的进口连接，所述氧气管与气化炉的底部连接，所述预热器的出口与气化剂预热器加热侧进口连接。

优选的，包括预混器，所述预混器出口与气化炉的底部连接，所述气化剂预热器的中段出口与预混器的进口连接，所述汽包的顶部出口与预混器的进口连接，所述氧气管与预混器的进口连接。

优选的，所述分离器底部出口与气化炉之间设置有调节阀F。

优选的，所述氧气管与预混器的进口之间设置有调节阀A。

优选的，所述氧气管与预热器底部的进口之间设置有调节阀B。

优选的，所述汽包的顶部出口与预热器顶部进口之间设置有调节阀C。

优选的，所述汽包顶部蒸汽出口上设置有调节阀D。

优选的，所述汽包的顶部出口与预混器的进口之间设置有调节阀E。

一种可调余热的回收方法，包括一种可调余热的回收装置和如下步骤：

A、氧气分为两路进入可调余热的回收装置，第一路氧气进入预热器和气化剂预热器后得到高温气化剂，预热的高温气化剂与第二路氧气未预热的氧气在预混器内混合后进入汽化炉，两个氧气管路上设有的调节阀，以分配氧气量，如需提高入炉气化剂温度，增大调节阀A的开度，减小调节阀B开度；

B、汽化炉出口烟气从气化剂预热器冷却侧出口进入余热回收器冷却侧进口，将余热回收器加热侧的除盐水加热为蒸汽。

(三)有益效果

本发明提供了一种可调余热的回收装置及方法。具备以下有益效果：

该可调余热的回收装置及方法将氧气与蒸汽分两路进入系统，一路经预热器预热，一路与预热后的气化剂混合后进入气化炉(或锅炉)，两路均设有调节阀，根据所需求的入炉气化剂温度来分配两路氧气及蒸汽流量，可根据不同富氧浓度来调节入炉气化剂温度，调节灵活方便。后续余热回收蒸汽产量，也可根据调节两路氧气流量及蒸汽流量分配进行调节。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图；

图2为本发明气化剂预热器结构示意图；

图3为本发明实施例1的参数流程图；

图4为本发明实施例2的参数流程图；

图5为本发明实施例3的参数流程图。

图中：1、气化炉；2、分离器；3、气化剂预热器；4、预热器；5、余热回收器；6、汽包；7、预混器；8、调节阀A；9、调节阀B；10、调节阀C；11、调节阀D；12、调节阀E；13、调节阀F。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：详见图3(汽化炉反应温度501℃、富氧度57.2％)

分别调节调节阀调节阀A8和调节阀B9，使第一路氧气流量为2000Nm3/h(温度25℃、压力64kpa)、第二路氧气流量为4600Nm3/h(温度25℃、压力64kpa)，调节调节阀C10和调节阀E12，使第一路蒸汽的流量为14.5t/h(温度130℃、压力0.16Mpa)、第二路蒸汽流量为3t/h(温度130℃、压力0.16Mpa)，调节空气流量为7755Nm3/h(温度25℃、压力74kpa)。

第一路氧气、第一路蒸汽和空气在预热器4内混合得到气化剂，再进入气化剂预热器3内被高温煤气加热得到高温气化剂(流量28671Nm3/h、温度553℃、压力64kpa)，混合后的高温气化剂与第二路蒸汽进行混合后再与第二路氧气混合(通过预混器7)后再进入汽化炉。

汽化炉产生的煤气从顶部出口再经过分离器2后先进入气化剂预热器3的冷却侧冷却后进入余热回收器5的冷却侧进行冷却，最终得到流量为60311Nm3/h、温度180℃、压力7kpa的煤气(成分如下表)。

成分

H2O

N2

H2

CO

CO2

H2S

CH4

灰分

％wt

27.59

10.41

27.31

20.82

12.06

0.02

1.80

5094kg/h

实施例2：详见图4(汽化炉反应温度501℃、富氧度21％)

关闭氧气源和空气管路，将空气通入氧气管。

分别调节调节阀A8和调节阀B9，使第一路空气流量为10039Nm3/h(温度25℃、压力74kpa)、第二路空气流量为3000Nm3/h(温度25℃、压力74kpa)，调节调节阀C10和关闭调节阀E12，使第一路蒸汽的流量为3.2t/h(温度130℃、压力0.16Mpa)。

第一路空气和第一路蒸汽在预热器4内混合得到气化剂，再进入气化剂预热器3内被高温煤气加热得到高温气化剂(流量13981Nm3/h、温度591℃、压力64kpa)，混合后的高温气化剂与第二路空气混合(通过预混器7)后再进入汽化炉。

汽化炉产生的煤气从顶部出口再经过分离器2后先进入气化剂预热器3的冷却侧冷却后进入余热回收器5的冷却侧进行冷却，最终得到流量为23916Nm3/h、温度180℃、压力7kpa的煤气(成分如下表)。

成分

H2O

N2

H2

CO

CO2

H2S

CH4

灰分

％wt

14.02

43.14

15.54

17.37

7.63

0.02

2.28

1585kg/h

实施例3：详见图5(汽化炉反应温度226℃、富氧度21％)

关闭氧气源和空气管路，将空气通入氧气管。

分别调节调节阀A8和调节阀B9，使第一路空气流量为40000Nm3/h(温度25℃、压力74kpa)、第二路空气流量为15000Nm3/h(温度25℃、压力74kpa)，关闭调节阀C10和关闭调节阀E12。

第一路空气和通过预热器4后直接进入气化剂预热器3内被高温煤气加热至300℃的高温空气，高温空气与第二路空气混合(通过预混器7)后再进入汽化炉。

汽化炉产生的煤气从顶部出口再经过分离器2后先进入气化剂预热器3的冷却侧冷却后进入余热回收器5的冷却侧进行冷却，最终得到流量为58976Nm3/h、温度388℃、压力7kpa的煤气(成分如下表)。

成分	H2O	N2	O2	H2	CO	CO2	H2S	SO2	灰分
										％wt	8.01	73.61	1.44	0.16	1.66	15.08	0.00	0.01	590kg/h

综上所述，该可调余热的回收装置及方法将氧气与蒸汽分两路进入系统，一路经预热器预热，一路与预热后的气化剂混合后进入气化炉(或锅炉)，两路均设有调节阀，根据所需求的入炉气化剂温度来分配两路氧气及蒸汽流量，可根据不同富氧浓度来调节入炉气化剂温度，调节灵活方便。后续余热回收蒸汽产量，也可根据调节两路氧气流量及蒸汽流量分配进行调节。

需要说明的是，在发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (9)

1.一种可调余热的回收装置，包括气化炉(1)、分离器(2)、气化剂预热器(3)、预热器(4)、余热回收器(5)、汽包(6)、氧气管、空气管，所述气化炉(1)与分离器(2)进口连接，所述分离器(2)的顶部与气化剂预热器(3)冷却侧进口连接，所述分离器(2)底部出口与气化炉(1)连接，其特征在于：所述气化剂预热器(3)的加热侧出口与气化炉(1)底部连接，所述气化剂预热器(3)的冷却侧出口与余热回收器(5)的冷却侧进口连接，所述汽包(6)的底部出口与余热回收器(5)的加热侧进口连接，所述余热回收器(5)的加热侧出口与汽包(6)的底部进口连接，所述汽包(6)的顶部出口与气化炉(1)底部连接，所述汽包(6)的顶部出口与预热器(4)顶部进口连接，所述氧气管、空气管均与预热器(4)的底部的进口连接，所述氧气管与气化炉(1)的底部连接，所述预热器(4)的出口与气化剂预热器(3)加热侧进口连接。

2.根据权利要求1所述的一种可调余热的回收装置，其特征在于：包括预混器(7)，所述预混器(7)出口与气化炉(1)的底部连接，所述气化剂预热器(3)的中段出口与预混器(7)的进口连接，所述汽包(6)的顶部出口与预混器(7)的进口连接，所述氧气管与预混器(7)的进口连接。

3.根据权利要求1所述的一种可调余热的回收装置，其特征在于：所述分离器(2)底部出口与气化炉(1)之间设置有调节阀F(13)。

4.根据权利要求2所述的一种可调余热的回收装置，其特征在于：所述氧气管与预混器(7)的进口之间设置有调节阀A(8)。

5.根据权利要求4所述的一种可调余热的回收装置，其特征在于：所述氧气管与预热器(4)底部的进口之间设置有调节阀B(9)。

6.根据权利要求1所述的一种可调余热的回收装置，其特征在于：所述汽包(6)的顶部出口与预热器(4)顶部进口之间设置有调节阀C(10)。

7.根据权利要求1所述的一种可调余热的回收装置，其特征在于：所述汽包(6)顶部蒸汽出口上设置有调节阀D(11)。

8.根据权利要求2所述的一种可调余热的回收装置，其特征在于：所述汽包(6)的顶部出口与预混器(7)的进口之间设置有调节阀E(12)。

9.一种可调余热的回收方法，其特征在于：包括权利要求5所述的一种可调余热的回收装置和如下步骤：

A、氧气分为两路进入可调余热的回收装置，第一路氧气进入预热器(4)和气化剂预热器(3)后得到高温气化剂，预热的高温气化剂与第二路氧气未预热的氧气在预混器(7)内混合后进入汽化炉(1)，两个氧气管路上设有的调节阀，以分配氧气量，如需提高入炉气化剂温度，增大调节阀A(8)的开度，减小调节阀B(9)开度；

B、汽化炉(1)出口烟气从气化剂预热器(3)冷却侧出口进入余热回收器(5)冷却侧进口，将余热回收器(5)加热侧的除盐水加热为蒸汽。

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