[發明專利]流化床氣化方法

有效

• 申請號: 200780051917.2
• 申請日: 2007-03-01
• 公開（公告）號: CN101622328A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 藤森俊郎;谷秀久;須田俊之;松澤克明;近藤健一郎
• 申請（專利權）人: 株式會社IHI
• 主分類號: C10J3/54
• 分類號: C10J3/54;C10J3/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 龐立志;孫秀武

技術領域

本發明涉及通過流化床將原料氣化的流化床氣化方法。

背景技術

近年來，作為用于將煤、生物質等原料氣化的流化床氣化方法， 提出了采用具備流化床燃燒爐和流化床氣化爐而成的被稱為二塔式 氣化爐的循環流化床爐來進行原料的氣化(參照專利文獻1等)。

圖1表示上述專利文獻1的循環流化床爐，該循環流化床爐具備 供給空氣并通過流化床使炭(チヤ一)燃燒而對砂等固體粒子(流動 介質)進行加熱的流化床燃燒爐1，流化床燃燒爐1將炭和固體粒子 從下部導入，同時從其側部所設置的輔助原料口2供給輔助原料F。 另外，在流化床燃燒爐1的底部具備風箱4，該風箱4與空氣供給管 3連接以吹出空氣，同時在流化床燃燒爐1內的上部配置有熱回收用 的熱交換器5。

流化床燃燒爐1的上部，通過傳送管7連接包含旋風分離器的分 離器6。該分離器6具有外筒8和內筒9，從流化床燃燒爐1通過傳 送管7導出的燃燒氣體(高溫流體)10，向外筒8內于接線方向導入 并被離心分離為固體粒子11和排氣12，含有細小粒徑灰分的排氣12 從內筒9排出，含有粗大粒徑的未燃燒炭的固體粒子11，通過連接于 分離器6外筒下端并向下方延伸的下降管13供給至流化床氣化爐14。

流化床氣化爐14具備以下部分：導入高溫固體粒子11的導入部 15；將從原料供給裝置16供給的煤等原料17以固體粒子11的熱量 進行氣化的氣化部18；將導入部15和氣化部18在流化床19內下部 連通使粒子能夠移動的下部連通部20；穿過導入部15、氣化部18、 下部連通部20的下部形成的向流化床氣化爐14內供給水蒸汽等氣化 劑的氣化劑箱部21，氣化劑供給管22連接于氣化劑箱部21。此處如 圖1所示，流化床19內部形成的下部連通部20形成防逆流結構，用 于防止流化床燃燒爐1內的燃燒氣體向分離器6逆流。

在氣化部18中未被氣化的炭和固體粒子，通過包含溢流管等的 供給流路23供給至流化床燃燒爐1而循環，炭在空氣比1.2的條件 下和空氣進行完全燃燒，同時固體粒子因炭的燃燒被再度加熱。

將煤作為原料供給至氣化部18進行氣化時，生成混有氫(H₂)、 一氧化碳(CO)、甲烷(CH₄)等氣體成分的生成氣體24，而作為原 料供給含有較多水分的生物質等進行氣化時，則生成在上述氣體成分 中含有大量水蒸汽的生成氣體24。生成氣體24經排出管25從流化床 氣化爐14取出并導入至回收器26，除去生成氣體24中伴有的微粉 27并由內管28導出。并且，生成氣體24加壓后可作為燃料供給至例 如燃氣輪機等，或供給至精煉裝置后由生成氣體24制造所需目的的 氣體。 專利文獻1：日本特開2005-41959號公報

發明內容

發明要解決的課題

但是，以往的流化床氣化方法中，由于在流化床燃燒爐1的爐壁 或內部配置蒸汽發生管或氣體熱交換器等熱交換器5，因而流化床燃 燒爐1的燃燒熱被蒸氣或加熱氣體帶到爐的外部，不能將燃燒熱充分 供給至固體粒子11，存在流化床氣化爐14的流化床溫度降低、原料 氣化效率降低等問題。

另一方面，為了提高原料的氣化效率，使流化床燃燒爐1為絕熱 結構而在通常的空氣比下運轉，單純提高流化床燃燒爐1的溫度來增 加供給至固體粒子的燃燒熱時，流化床燃燒爐1內的溫度超過原料的 灰熔點溫度，則在流化床燃燒爐1內具有發生固體粒子的燒結等結塊 或燒結的問題。

另外，與此相對應，提高相對于流化床燃燒爐1的炭的空氣比使 流化床燃燒爐1內的溫度降低時，流化床燃燒爐1的排氣損失增加， 因而存在原料的氣化效率降低的問題。而使相對于炭的空氣比低于1 時，由于向流化床燃燒爐1供給較多的炭，因而產生燃料過剩、流化 床燃燒爐1的空氣比處于適宜運轉狀態以下、燃料的未燃部分增大、 CO濃度增大的問題。