余热回收方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种余热回收方法，用于回收煤气化装置的产物余热，上述方法包括：将第一温度的煤气和预热前空气通入空气换热器，以便第一温度的煤气和预热前空气在空气换热器中进行换热后，生成第二温度的煤气和预热后空气，预热后空气用于返回煤气化装置用作第一气化剂；其中，第一温度的煤气为煤气化装置的产物，第一温度的数值范围为700℃～1200℃，第二温度的数值范围为500℃～850℃，预热前空气的温度范围为：20℃～100℃，预热后空气的温度范围为：300℃～750℃，空气换热器的壁温处于第一预设温度区间。一预设温度区间。一预设温度区间。

【技术实现步骤摘要】
余热回收方法和系统


[0001]本专利技术涉及煤气化
，具体涉及一种余热回收方法和系统。

技术介绍

[0002]煤气化是一个热化学过程。以煤或煤焦为原料，以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。高碱煤是指煤灰分中碱金属氧化物(Na2O或K2O)含量大于2％的煤。此煤种反应活性好，极易燃尽且开发成本低，经常用在煤气化中。
[0003]在实现本专利技术的过程中发现：高碱煤在气化过程中，会产生含碱热煤气，对换热器受热面产生严重的沾污腐蚀问题，影响装置的安全、稳定运行。另外，煤气化中，用作气化剂的空气通常没有经过预热，影响了气化炉中气化效果。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题
[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种余热回收方法和系统，以至少部分解决上述技术问题。
[0006](二)技术方案
[0007]本专利技术的一方面提供了一种余热回收方法，用于回收煤气化装置的产物余热，上述方法包括：
[0008]将第一温度的煤气和预热前空气通入空气换热器，以便第一温度的煤气和预热前空气在空气换热器中进行换热后，形成第二温度的煤气和预热后空气，预热后空气用于返回煤气化装置用作第一气化剂；
[0009]其中，第一温度的煤气为煤气化装置的产物，第一温度的数值范围为700℃～1200℃，第二温度的数值范围为500℃～850℃，预热前空气的温度范围为：20℃～100℃，预热后空气的温度范围为：300℃～750℃，空气换热器的壁温处于第一预设温度区间。
[0010]根据本专利技术的实施例，其中：空气换热器中，煤气的走向和空气换热器的换热管的延伸方向一致；
[0011]其中，空气换热器中，空气的压力大于煤气的压力。
[0012]根据本专利技术的实施例，还包括：
[0013]将第二温度的煤气和预热前水通入蒸发器，以便第二温度的煤气和预热前水在蒸发器中进行换热后，形成第三温度的煤气和预热后汽水混合物；
[0014]其中，第三温度的数值范围为300℃～650℃，预热前水的温度范围为：20℃～160℃，预热后饱和蒸汽的温度范围为：200℃～300℃，蒸发器的壁温处于第二预设温度区间。
[0015]根据本专利技术的实施例，其中：蒸发器中，煤气的走向和蒸发器的换热管的延伸方向一致。
[0016]根据本专利技术的实施例，还包括：
[0017]将第三温度的煤气和预热前蒸汽通入过热器，以便第三温度的煤气和预热前蒸汽在过热器中进行换热后，形成第四温度的煤气和预热后蒸汽；
[0018]其中，第四温度的数值范围为250℃～400℃，预热前蒸汽的温度范围为：100℃～200℃，预热后蒸汽的温度范围为：300℃～400℃，过热器的壁温处于第二预设温度区间，预热后蒸汽用于返回煤气化装置用作第二气化剂；预热前蒸汽来源于蒸发器。
[0019]根据本专利技术的实施例，其中：过热器中，煤气的走向和过热器的换热管的延伸方向垂直。
[0020]根据本专利技术的实施例，还包括：
[0021]将第四温度的煤气和预热前水通入省煤器，以便第四温度的煤气和预热前水在省煤器中进行换热后，生成第五温度的煤气和预热后水；
[0022]其中，第五温度的数值范围为150℃～250℃，预热前水的温度范围为：20℃～160℃，预热后水的温度范围为：100℃～200℃，省煤器的壁温处于第三预设温度区间；蒸发器中，预热前水来源于省煤器。
[0023]根据本专利技术的实施例，其中：省煤器中，煤气的走向和省煤器的换热管的延伸方向垂直。
[0024]一种用于实现上述余热回收方法的余热回收系统，用于回收煤气化装置的产物余热，上述系统包括：空气换热器、蒸发器、过热器、省煤器；
[0025]其中，空气换热器的热介质进口和煤气化装置的产物出口连通，空气换热器的热介质出口和蒸发器的热介质进口连通，蒸发器的热介质出口和过热器的热介质进口连通，过热器的热介质出口和省煤器的热介质进口连通；
[0026]空气换热器的冷介质出口和煤气化装置的气化剂入口连通，过热器的冷介质出口和煤气化装置的气化剂入口连通。
[0027]根据本专利技术的实施例，其中：
[0028]空气换热器中，煤气的走向和空气换热器的换热管的延伸方向一致；
[0029]蒸发器中，煤气的走向和蒸发器的换热管的延伸方向一致；
[0030]过热器中，煤气的走向和过热器的换热管的延伸方向垂直；
[0031]省煤器中，煤气的走向和省煤器的换热管的延伸方向垂直。
[0032](三)有益效果
[0033]根据本公开的实施例，通过在煤气化装置出口设置空气换热器，利用高温煤气的热量预热空气，预热后的空气作为气化剂返回煤气化装置，空气作为气化反应物进入气化系统，携带的热量越高，能源利用率越高，因此利用煤气余热预热空气气化剂，一方面对于气化反应的进行有利，另一方面可回收热量，节约能源。
[0034]根据本公开的实施例，将气化装置的产物高温煤气直接用作加热空气气化剂，空气换热器设置在高温区，便于及时发现煤气漏点，可保证系统运行安全性。
附图说明
[0035]图1是用于实现本专利技术一实施例的余热回收方法的余热回收系统的示意图；
[0036]图2是用于实现本专利技术另一实施例的余热回收方法的余热回收系统的示意图。
[0037]附图标记说明：
[0038]11、空气换热器；12、蒸发器；13、过热器；14、省煤器；2、煤气化装置；
[0039]G、煤气；A、空气；B、汽水混合物；C、蒸汽；D、水。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0041]煤气化是一个热化学过程。以煤或煤焦为原料，以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作气化剂，在高温条件下通过化学反应将煤或煤焦中的可燃部分转化为气体燃料的过程。高碱煤是指煤灰分中碱金属氧化物(Na2O或K2O)含量大于2％的煤。此煤种反应活性好，极易燃尽且开发成本低，经常用在煤气化中。
[0042]流化床气化炉产生的高温煤气，在送到下游用气单元之前，需要经过一系列的换热设备所组成的余热回收系统进行冷却，回收热量，降低煤气温度。
[0043]大部分流化床煤气化技术配置的余热回收系统都是余热锅炉，通过水、蒸汽等与煤气进行换热吸收煤气的显热。余热锅炉一般由过热器(可选项)、蒸发器和省煤器(可选项)三部分组成。
[0044]过热器，采用饱和或者过热蒸汽作为换热介质与煤气进行换热。蒸发器，工质进入换热器时为不饱和水，在加热过程中，逐渐发生相变，产生饱和水蒸气。省煤器，采用水作为换热介质与煤气进行换热。这三部分换热器，在烟气侧为串联关系，其中蒸发器与过热器之间的顺序可以调整。
[0045]在实现本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种余热回收方法，用于回收煤气化装置的产物余热，所述方法包括：将第一温度的煤气和预热前空气通入空气换热器，以便所述第一温度的煤气和所述预热前空气在所述空气换热器中进行换热后，生成第二温度的煤气和预热后空气，所述预热后空气用于返回所述煤气化装置用作第一气化剂；其中，所述第一温度的煤气为所述煤气化装置的产物，所述第一温度的数值范围为700℃～1200℃，所述第二温度的数值范围为500℃～850℃，所述预热前空气的温度范围为：20℃～100℃，所述预热后空气的温度范围为：300℃～750℃，所述空气换热器的壁温处于第一预设温度区间。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述空气换热器中，所述煤气的走向和所述空气换热器的换热管的延伸方向一致；其中，所述空气换热器中，空气的压力大于煤气的压力。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：将所述第二温度的煤气和预热前水通入蒸发器，以便所述第二温度的煤气和所述预热前水在所述蒸发器中进行换热后，生成第三温度的煤气和预热后饱和蒸汽；其中，所述第三温度的数值范围为300℃～650℃，所述预热前水的温度范围为：20℃～160℃，所述预热后饱和蒸汽的温度范围为：200℃～300℃，所述蒸发器的壁温处于第二预设温度区间。4.根据权利要求3所述的方法，其中：所述蒸发器中，所述煤气的走向和所述蒸发器的换热管的延伸方向一致。5.根据权利要求4所述的方法，还包括：将所述第三温度的煤气和预热前蒸汽通入过热器，以便所述第三温度的煤气和预热前蒸汽在所述过热器中进行换热后，生成第四温度的煤气和预热后蒸汽；其中，所述第四温度的数值范围为250℃～400℃，所述预热前蒸汽的温度范围为：100℃～200℃，所述预热后蒸汽的温度范围为：300℃～400℃，所述过热器的壁温处于第二预设温度区间，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东宇，张海霞，朱治平，董鹏飞，湛月平，吕清刚，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：