本发明涉及一种副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置及回收方法，属于工业余废热回收。
背景技术：
1、煤、生物质、石油焦、生活垃圾等含碳原料采用气化技术进行热转化利用，是现代煤化工、绿色甲醇及航油大规模工业制取的重要基础技术，气化过程一般在高温下进行，产生的粗合成气与高温灰渣携带了大量显热，传统技术采用全部或部分激冷的方式进行冷却降温，造成高品质显热的浪费，同时产生大量黑水需要处理，黑水循环还会带来设备及管道磨损、堵塞等问题，滤饼灰渣处理成本偏高，进而使得装置整体能耗居高不下，企业运行成本存在广阔压降空间。
2、现有技术对粗合成气与高温灰渣携带的大量显热采用全部或部分激冷的处理方式存在显热浪费的技术问题。
技术实现思路
1、本发明是为了解决现有技术对粗合成气与高温灰渣携带的大量显热采用全部或部分激冷的处理方式存在显热浪费的技术问题，进而提供了一种副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置及回收方法。
2、本发明的技术方案是一种副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置，包括承压壳体及同轴布置于承压壳体内部的外筒膜式壁、内筒膜式壁、过热器、低温蒸发管束和灰渣冷却室；
3、外筒膜式壁的外径尺寸小于承压壳体的内径尺寸，外筒膜式壁的上部与承压壳体连接密封；进气口设置于承压壳体的上部两侧，进气口与外筒膜式壁连通；
4、内筒膜式壁置于外筒膜式壁内，内筒膜式壁的外径尺寸小于外筒膜式壁的内径尺寸，内筒膜式壁与外筒膜式壁上部相连接密封，内筒水冷壁内腔上端及下端均设置为敞口；
5、过热器及低温蒸发管束置于内筒膜式壁内，过热器位于低温蒸发管束的下方，过热器的下端不低于内筒膜式壁的下端，低温蒸发管束的上端不高于内筒膜式壁的上端；
6、灰渣冷却室位于外筒膜式壁的下方，灰渣冷却室的上端与外筒膜式壁的下端连接密封；承压壳体的顶部设置有出气口，承压壳体的底部设置有出灰口，灰渣冷却室的下端与出灰口连接密封。
7、作为本发明的另一种改进，承压壳体为上部封头、中部圆柱形筒体、下部封头共轴线的回转体结构，在圆柱形筒体的上侧壁均匀布置2～6个进气口；上部封头的中间设置1个出气口，下部封头的中间设置1个出灰口。
8、作为本发明的另一种改进，出气口内径尺寸为进气口内径尺寸的1.5～4倍。
9、作为本发明的另一种改进，外筒膜式壁及内筒膜式壁均由列管式水冷壁组成；外筒水冷壁下部为锥形收口结构；内筒水冷壁上部为锥形扩口结构，内筒水冷壁上部的锥形扩口的外径尺寸不大于外筒水冷壁的内径尺寸。
10、作为本发明的另一种改进，过热器为均匀布置的多组蛇形管束结构，过热器与内筒水冷壁内壁之间的最大间距不超过过热器的相邻管束之间的距离。
11、作为本发明的另一种改进，低温蒸发管束为均匀布置的列管式管束结构，低温蒸发管束与内筒水冷壁内壁之间的最大间距不超过低温蒸发管束的相邻管束之间的距离。
12、作为本发明的另一种改进，外筒膜式壁、内筒膜式壁、过热器和低温蒸发管束均设置有独立的入口分配集箱和独立的出口汇集集箱，外筒膜式壁、内筒膜式壁、过热器和低温蒸发管束均通过独立的进水汽管道和独立的出水汽管道与外置系统连接。
13、作为本发明的另一种改进，灰渣冷却室由2～6个均匀布置的流化风口、2～6个均匀布置的喷动风口和布风装置组成；
14、流化风口设置于承压壳体下封头或除灰口上，流化风口与承压壳体及布风装置间的环腔空间连通；
15、喷动风口设置于承压壳体下封头或除灰口上，喷动风口连通于布风装置内部空间；
16、布风装置为陀螺形中空结构，布风装置的上部与所述的外筒水冷壁的下部收口连接并相通，连接处平滑过渡；布风装置最大外径尺寸小于承压壳体的内径尺寸，布风装置与承压壳体内壁连接密封；布风装置底部最大外径尺寸小于出灰口内径尺寸，布风装置与出灰口内壁相连密封；布风装置下锥部分开设多个小孔，小孔的直径范围是0.5～20mm；小孔间距由下至上阶梯渐增或线性渐增。
17、一种副产过热蒸汽的气-固显热回收方法，其特征在于：采用副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置对高温高尘工艺气及固体颗粒进行的如下处理步骤：
18、s1、高温高尘工艺气及固体颗粒由进气口进入装置，在外筒膜式壁与内筒膜式壁所形成的环腔空间下行，同时与环腔两侧水冷壁换热；
19、s2、高温高尘工艺气及固体颗粒于环腔下端在重力作用下自然分离成工艺气和灰渣颗粒；
20、s21、工艺气沿内筒膜式壁的内腔向上流动，期间与过热器、低温蒸发管束进行换热，被降温的工艺气由承压壳体顶部的出气口离开装置。
21、s22、灰渣颗粒经外筒膜式壁的下部锥形收口落入与之连通的灰渣冷却室的内腔中；
22、外筒膜式壁、内筒膜式壁、低温蒸发管束受热面均采用下进上出模式，下进上出模式为锅炉水由下部进入，在换热过程中产生蒸汽形成汽水混合物，汽水混合物由上部离开装置去往汽包；
23、外筒膜式壁下部锥形收口沉降下来的灰渣进入灰渣冷却室并堆积；由流化风口向灰渣冷却室与承压壳体间环腔送入流化风，流化风经由布风装置的下锥部分开设的小孔进入灰渣冷却室内腔；由喷动风口向灰渣冷却室内腔送入喷动风；
24、喷动风和流化风与高温状态的灰渣颗粒接触换热，被冷却的灰渣颗粒在重力作用下由出灰口排出，被加热的流化风和喷动风与工艺气混合，进入内筒膜式壁与过热器、低温蒸发管束换热后离开装置；
25、作为本发明的另一种改进，步骤s1中由进气口所接收的高温高尘工艺气操作压力为0.1～12mpag，操作温度为300～1300℃，高温高尘工艺气所含固体颗粒粒径范围为0.01～100mm。
26、本发明的有益效果：
27、1、本发明副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置适用于煤、生物质、垃圾等含碳原料的热转化利用技术，通过对工艺气热回收主流程与灰渣颗粒流化冷却副流程耦合，对气-固显热回收实现一体化设计，降低灰渣排灰温度，实现干法排灰。
28、2、本发明在气-固耦合回收显热过程中副产高品质的过热蒸汽，避免湿法排灰的额外投资、运行、维护成本，能源原料利用率高，经济效益好，显著提高工艺技术的能效水平。
1.一种副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置，其特征在于：包括承压壳体(1)及同轴布置于所述承压壳体(1)内部的外筒膜式壁(2)、内筒膜式壁(3)、过热器(4)、低温蒸发管束(5)和灰渣冷却室(6)；
2.根据权利要求1所述的一种副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置，其特征在于：所述承压壳体(1)为上部封头、中部圆柱形筒体、下部封头共轴线的回转体结构，在圆柱形筒体的上侧壁均匀布置2～6个进气口(11)；上部封头的中间设置1个出气口(12)，下部封头的中间设置1个出灰口(13)。
3.根据权利要求2所述的一种副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置，其特征在于：出气口(12)内径尺寸为进气口(11)内径尺寸的1.5～4倍。
4.根据权利要求1所述的一种副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置，其特征在于：所述外筒膜式壁(2)及内筒膜式壁(3)均由列管式水冷壁组成；外筒水冷壁(2)下部为锥形收口结构；内筒水冷壁(3)上部为锥形扩口结构，内筒水冷壁(3)上部的锥形扩口的外径尺寸不大于外筒水冷壁(2)的内径尺寸。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置，其特征在于：所述过热器(4)为均匀布置的多组蛇形管束结构，过热器(4)与内筒水冷壁(3)内壁之间的最大间距不超过过热器(4)的相邻管束之间的距离。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置，其特征在于：所述低温蒸发管束(5)为均匀布置的列管式管束结构，低温蒸发管束(5)与内筒水冷壁(3)内壁之间的最大间距不超过低温蒸发管束(5)的相邻管束之间的距离。
7.根据权利要求1-4所述的一种副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置，其特征在于：所述外筒膜式壁(2)、内筒膜式壁(3)、过热器(4)和低温蒸发管束(5)均设置有独立的入口分配集箱和独立的出口汇集集箱，所述外筒膜式壁(2)、内筒膜式壁(3)、过热器(4)和低温蒸发管束(5)均通过独立的进水汽管道和独立的出水汽管道与外置系统连接。
8.根据权利要求2所述的一种副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置，其特征在于：所述灰渣冷却室(6)由2～6个均匀布置的流化风口(61)、2～6个均匀布置的喷动风口(62)和布风装置(63)组成。
9.一种副产过热蒸汽的气-固显热回收方法，其特征在于：采用权利要求8所述的副产过热蒸汽的气-固显热回收一体化装置对高温高尘工艺气及固体颗粒进行的如下处理步骤：
10.根据权利要求9所述的一种副产过热蒸汽的气-固显热回收方法，其特征在于：步骤s1中由进气口(11)所接收的高温高尘工艺气操作压力为0.1～12mpag，操作温度为300～1300℃，高温高尘工艺气所含固体颗粒粒径范围为0.01～100mm。
