[發明專利]粉煤組合式循環流化床分級熱解氣化爐

無效

• 申請號: 201210387688.4
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN102977928A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 田原宇;喬英云
• 申請（專利權）人: 田原宇
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/84
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.技術領域

本發明提供粉煤組合式循環流化床分級熱解氣化爐，屬于煤化工設備領域。

2.背景技術

煤氣化是潔凈煤化工技術的龍頭，是發展煤直接液化、間接液化、合成醇醚燃料等化學品和高效發電等技術的先導技術。煤氣化技術按氣化方式主要分為固定床塊煤氣化技術、流化床粉煤氣化技術和氣流床氣化技術，另外還有正在開發的溶渣床、溶鹽床和溶鐵床煤氣化法、加氫氣化法、利用核能的煤氣化法、地下氣化法等等。固定床(移動床)煤氣化技術，其特點是塊煤空氣水蒸氣造氣；其優點是技術成熟、設備投資少和氣化成本較小，尤其是間歇式固定床煤氣化不需要純氧，用水蒸氣和空氣造氣就可得到不含氮氣的合成氣；其缺點是煤灰中殘碳含量高(10％～30％)，煤種限制嚴，氣化優質塊煤，造成許多企業原料費用高，生產成本居高不下。流化床粉煤氣化技術，其特點是粉煤氧氣水蒸氣連續造氣；其優點：直接用價格低廉的各種粉煤作原料、煤氣生產能力適中、氣化效率高、環境污染少、設備投資較高、煤氣生產成本低；其缺點：飛灰量大且殘碳含量高(20％～30％)、煤灰中殘碳含量較高(5～15％)即上吐下瀉難題。氣流床煤氣化技術，其特點是細粉煤氧氣水蒸氣連續造氣，液態排渣；其優點是煤氣生產能力高、氣化效率高、環境污染少、設備投資高、煤灰中殘碳含量較高(2～7％)、煤氣生產成本低；其缺點是煤粉細度要求高，粉碎能耗高；反應溫度高(1400℃左右)時間短(幾秒)但進料煤粉不能預熱，氧氣耗量大，能量利用不合理，尤其水煤漿進料氧氣耗量高，碳有效利用率較低。

另外由于用戶不同，煤氣化又分為高含甲烷的燃氣型氣化和盡量不含甲烷的合成型氣化。目前燃氣型氣化存在副產焦油而產生難以處理的酚水的缺陷，是影響燃氣型煤氣化技術應用的瓶頸。

煤的反應性因轉化階段不同而變化，其前80％～90％較易氣化，后10％～20％難于氣化，目前的煤氣化技術常將煤看作單一物質，并力圖通過單一過程將其全部轉化，因而最后的10％～20％難氣化殘炭決定了氣化整體反應條件苛刻(高溫、高壓、長停留時間)，急需依據煤氣化各階段的反應特性開發低能耗分級氣化技術和設備，既能適應流化床的進料要求，又能達到氣流床的氣化效果。ZL200920270612提供一種粉煤循環流化床分級氣化爐，通過循環熱灰通過粒度分級，大中顆粒循環中溫氣化和細灰氣流床高溫氣化的耦合解決流化床氣化上吐下瀉的難題，但先是煤氣化，再是半焦分級氣化，合成氣中不含甲烷，難以作為高含甲烷的燃氣型氣化的設備。

3.發明內容

本發明的目的就是為了克服現有煤氣化設備技術存在的不足而提供一種粉煤組合式循環流化床分級熱解氣化爐，既能適應流化床的進料要求，又能達到氣流床的氣化效果，同時燃氣中富含甲烷、不含焦油、不產生酚水。

本發明的技術方案：

粉煤組合式循環流化床分級熱解氣化爐，由組合式流化床、氣體分布器、進氣管、排灰管、粉煤進料口、一級氣固分離器、粗灰循環返料管、返料器、二級氣固分離器、細灰循環返料管、旋流式氣流床、合成氣出口組成，其特征是組合式流化床底部設有氣體分布器、進氣管和排灰管，氣體分布器下面設有進氣管；距底部1000-2000mm位置設有Y型連通的旋流式氣流床，在旋流式氣流床上部500-3000mm的位置設有粉煤進料口，頂部設有一級氣固分離器和二級氣固分離器；一級氣固分離器的粗灰循環返料管通過返料器與組合式循環流化床底部相連，二級氣固分離器的細灰循環返料管通過返料器與旋流式氣流床相連，既能適應流化床的進料要求，又能達到氣流床的氣化效果，解決了流化床氣化的上吐下瀉難題。

組合式流化床是由下部的湍流流化床和上部的攜帶反應器組合而成，湍流流化床當量直徑較大，攜帶反應器當量直徑較小，其當量直徑比值為2～4∶1；攜帶反應器既可以是當量直徑均一的直管反應器，也可以是由直徑為不同當量直徑倍數的大小直管通過大小頭管件連接而成，大小直管的直徑比值為1.2～2∶1。

本發明將實施例來詳細敘述本發明的特點。

4.附圖說明

附圖圖1為本發明粉煤組合式循環流化床分級熱解氣化爐的結構示意圖。

附圖的圖面設明如下：

1、組合式流化床??2、氣體分布器??3、進氣管??4.排灰管??5、粉煤進料口??6、一級氣固分離器7、粗灰循環返料管??8、返料器??9、二級氣固分離器??10、細灰循環返料管??11、旋流式氣流床??12、合成氣出口??13、湍流流化床??14、攜帶反應器

下面結合附圖和實施例來詳述本發明的工藝特點。

5.具體實施方式