[發(fā)明專利]粉煤加壓密相輸運(yùn)床氣化方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710063702.4
• 申請(qǐng)日: 2007-02-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101240196A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖云漢;徐祥;王岳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類號(hào): C10J3/48
• 分類號(hào): C10J3/48
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 周國(guó)城

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣化技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于煤(或者石油焦、液體燃料、氣體燃料)氣化制合成氣或燃料氣的粉煤加壓密相輸運(yùn)床氣化方法及裝置。

背景技術(shù)

氣化技術(shù)是將固體原料(如煤炭、石油焦等)轉(zhuǎn)化為氣體原料的手段。氣化技術(shù)源于化工行業(yè)，用于將煤炭或者石油焦等轉(zhuǎn)化為合成原料氣，主要包括一氧化碳和氫氣，用于化工合成。近幾十年來(lái)，氣化技術(shù)逐漸應(yīng)用于煤氣化燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電(IGCC)領(lǐng)域。

現(xiàn)有煤氣化技術(shù)主要包括固定床氣化技術(shù)、流化床氣化技術(shù)和噴流床氣化技術(shù)。固定床氣化技術(shù)采用氣固逆流接觸，煤從氣化爐頂部加入，氣化劑從爐底進(jìn)入，產(chǎn)生的氣體產(chǎn)品從爐頂引出，固體灰渣從爐底排出。流化床氣化技術(shù)采用氣固混流接觸，煤從氣化爐下部加入，氣化劑由氣化爐底部和下部加入，在爐膛下部發(fā)生強(qiáng)烈的混合后從爐頂引出，進(jìn)入氣固分離器。氣化產(chǎn)生的灰渣從爐底放渣管排出。噴流床氣化技術(shù)采用氣固順流接觸方式，氣化劑和氣化原料同時(shí)進(jìn)入爐內(nèi)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體產(chǎn)物和灰渣同時(shí)引出氣化爐。

現(xiàn)有氣化技術(shù)中，固定床氣化技術(shù)歷史悠久，技術(shù)成熟，但由于需用弱粘結(jié)性塊煤或型煤為原料，原料適應(yīng)性差；為防止結(jié)渣，操作溫度較低，水蒸汽用量大；副產(chǎn)焦油和酚等物質(zhì)，凈化處理流程長(zhǎng)、投資高，因此新建氣化項(xiàng)目已很少采用。流化床氣化爐煤種適應(yīng)性廣、造價(jià)低、環(huán)保性好、水處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單、蒸汽用量少、可爐內(nèi)脫硫，但碳轉(zhuǎn)化率較低。噴流床氣化技術(shù)氣化效率高，是目前較為先進(jìn)的氣化技術(shù)，但氧耗高、投資大，同時(shí)氣化高硫、高灰和高灰熔點(diǎn)的煤種時(shí)效率和經(jīng)濟(jì)性都大幅下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有氣化技術(shù)在氣化高硫、高灰和高灰熔點(diǎn)煤種的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的不足，以及氣化爐變負(fù)荷性能的不足，提供一種粉煤加壓密相輸運(yùn)床氣化裝置，該裝置可以有效地氣化高硫、高灰和高灰熔點(diǎn)的煤種，同時(shí)實(shí)現(xiàn)氣化爐負(fù)荷的有效調(diào)節(jié)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種粉煤加壓密相輸運(yùn)床氣化裝置，用于制合成氣或者燃料氣；爐體、氣固分離裝置、料腿、返料裝置的殼體結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外順序?yàn)槟突鹉湍印⒈貙雍湍蛪簩印?/p>

所述的氣化裝置，其所述用于制合成氣或者燃料氣，所用氣化原料是指煤、石油焦、液體燃料或者氣體燃料氣化制合成氣或燃料氣，并加有脫硫劑。

所述的氣化裝置，其所述脫硫劑，包括主要成分為CaCO3/MgCO3的各種天然或人工合成化合物；脫硫劑加入量使得Ca/S比在0.2～5之間。所述的氣化裝置，其所述氣化劑，包括空氣、富氧空氣、純氧或水蒸汽。氣化劑加入方式包括底部的一次風(fēng)和側(cè)向的二次風(fēng)，此外，在氣化爐的上部預(yù)留備用的氣化劑加入點(diǎn)。

所述的氣化裝置，其所述氣固分離器，至少有一級(jí)氣固分離裝置。

所述的氣化裝置，其在爐體中部偏下設(shè)有一個(gè)備用的加煤點(diǎn)。

所述的氣化裝置，其還可用于煤或其它固體燃料燃燒。

所屬的氣化裝置，其所屬的返料裝置為經(jīng)過(guò)特殊設(shè)計(jì)的可控非機(jī)械閥，其右側(cè)為松動(dòng)側(cè)，包括料腿、松動(dòng)區(qū)、松動(dòng)風(fēng)布風(fēng)板和松動(dòng)風(fēng)室；左側(cè)為流化側(cè)，包括顆粒出口、流化區(qū)、流化風(fēng)布風(fēng)板和流化風(fēng)室；二者中間由隔板隔開(kāi)，但流化區(qū)和松動(dòng)區(qū)底部連通；料腿與氣固分離裝置相通連，顆粒出口與氣化爐混合段相通連，松動(dòng)風(fēng)室、流化風(fēng)室分別與風(fēng)源相通連；返料器裝置的下部為錐面結(jié)構(gòu)，可以保證較高的固體返料量并能克服較大的工作壓差。

所述的氣化裝置，其所述錐面結(jié)構(gòu)，其錐角α角比顆粒的堆積角度大10～30°。

所述的氣化裝置，其所述對(duì)置旋流氣化劑入口，為4～24個(gè)。

一種所述的氣化裝置的使用方法，其氣化爐操作溫度在800～1600℃之間，氣化爐操作壓力大于1atm，氣化原料和氣化劑在氣化爐內(nèi)自下而上地運(yùn)動(dòng)，由頂部側(cè)口排至氣固分離裝置，分離裝置分離的固體經(jīng)料腿、返料裝置返回爐體內(nèi)腔混合段繼續(xù)循環(huán)參與反應(yīng)；同時(shí)，含有固體的氣體產(chǎn)品從分離裝置頂部的氣化爐出口引出，進(jìn)入后續(xù)的冷卻、熱回收和凈化工段處理，直至滿足化工合成或者燃?xì)馔钙饺紵囊蟆?/p>

所述的氣化方法，其當(dāng)為多級(jí)分離裝置時(shí)，含有固體的氣體產(chǎn)品由前一級(jí)分離裝置頂部口排至下一級(jí)分離裝置，下一級(jí)分離裝置分離的固體經(jīng)料腿、返料裝置送入前一級(jí)返料裝置，與前一級(jí)返料裝置中的固體一同返回爐體內(nèi)腔混合段繼續(xù)循環(huán)參與反應(yīng)；同時(shí)，含有固體的氣體產(chǎn)品從最末級(jí)分離裝置頂部的氣化爐出口引出，進(jìn)入后續(xù)的冷卻、熱回收和凈化工段處理，直至滿足化工合成或者燃?xì)馔钙饺紵囊蟆?/p>