[發明專利]一種基于低變質粉煤熱解氣化的IGCC 多聯產裝置及方法

無效

• 申請號: 201210528031.5
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103013576A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 毛少祥;畢可軍;柏林紅;孔北方
• 申請（專利權）人: 陜西華祥能源科技集團有限公司
• 主分類號: C10J3/60
• 分類號: C10J3/60;C10J3/54;C10J3/56;C10J3/62;C10J3/66;C10J3/84;C10B53/04;C10B57/00;C10B57/10;C10K1/02;C10K1/04;C10K1/00;F01D15/10;F02C
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及一種IGCC多聯產工藝裝置及方法，具體涉及一種基于低變質粉煤熱解氣化的IGCC多聯產裝置及方法。

背景技術

整體煤氣化聯合循環發電系統（IGCC）與傳統的燃煤發電裝置相比，具有單位熱耗低、用水省、占地少，硫、氮氧化物和顆粒物排放量低、煤氣化的副產品可實現煤化工綜合利用等優點，能較好的解決能源領域的一系列重大問題，如能源供需與消費結構、生態環境保護與高效、低耗電站等，將成為我國有競爭力的發電方式。但IGCC投資費用高，經濟上無法與常規燃煤電站競爭，操作不夠靈活，一般只能用作基本負荷電站。煤基多聯產系統可將煤化工技術和IGCC耦合，實現物質轉換和能量轉換的集成，消除常規燃煤污染物排放，更經濟地解決燃煤污染問題。因此，IGCC多聯產工藝是推動我國IGCC發展的重要途徑。

IGCC多聯產工藝是以煤氣化為龍頭的煤基化工系統，采用原料主要是煙煤、無煙煤。然而，對于低變質煤，如泥煤、褐煤、長焰煤等，如何更好的發展IGCC多聯產工藝，尤其是低變質粉煤如何發展IGCC多聯產工藝的問題，需要進一步深入研究。

我國低變質煤資源豐富。低變質煤具有化學活性好、高揮發分、高發熱量、無粘結性等特性，是低溫熱解的理想原料。利用低變質煤為原料進行低溫熱解,得到半焦、煤焦油及煤氣等產品，是目前低變質煤發展煤化工的主要工藝。如何優化工藝，延長產業鏈，提高低變質粉煤綜合高效利用水平是當前煤化工企業的主要研究課題。開發一種基于低變質粉煤熱解氣化的IGCC多聯產工藝能夠為我國大型低變質粉煤分質轉化多聯產循環經濟做出貢獻，對我國低變質粉煤的綜合利用具有非常重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠對低變質粉煤分質轉化的產物進行充分利用的裝置及方法，基于低變質粉煤熱解氣化的IGCC多聯產裝置及方法實現低變質粉煤綜合清潔利用，物質轉換和能量轉換的集成，資源利用率高，熱能效率高。

為達到上述目的，本發明的裝置包括：包括熱解/氣化系統、煤氣凈化系統、循環流化床鍋爐、燃氣輪機/蒸汽輪機系統；

所述熱解/氣化系統包括依次相連的烘干機、移動床熱解爐、流化床氣化爐；

所述煤氣凈化系統包括依次相連的旋風除塵器、高溫深度除塵器、激冷塔和脫硫塔，其中旋風除塵器與移動床熱解爐相連通；

所述循環流化床鍋爐的入口與流化床氣化爐相連通，循環流化床鍋爐的煙氣出口經管路與烘干機相連通；

所述燃氣輪機/蒸汽輪機系統由燃氣輪機、余熱鍋爐、1#汽輪機、2#汽輪機組成，其中燃氣輪機的入口與脫硫塔的出口相連通，燃氣輪機的煙氣出口連接有余熱鍋爐，余熱鍋爐的蒸汽出口與1#汽輪機連接，余熱鍋爐的煙氣出口與滾筒烘干機相連通，所述的2#汽輪機與循環流化床鍋爐的蒸汽出口相連。

所述的高溫除塵器的殼體材質為高溫合金鋼，由凈氣室、燒結金屬網室和灰斗組成。

本發明基于低變質粉煤熱解氣化的IGCC多聯產方法，首先將低變質粉煤由滾筒烘干機烘干，烘干介質采用循環流化床鍋爐和余熱鍋爐排出來的煙道氣；干燥后的粉煤送至移動床熱解爐，粉煤經過數組相互重疊的散料錐、滑料盆，反復均勻滑落，不斷同流化床氣化爐產生的熱煤氣進行反復迂回熱交換，使粉煤發生熱解反應；熱解產生的半焦全部進入流化床氣化爐，由空氣和蒸汽進行部分氣化；由流化床氣化爐空氣部分氣化產生的熱半焦送入循環流化床鍋爐內燃燒，循環流化床鍋爐生產的蒸汽進入2#汽輪機發電；移動床熱解爐熱解產生的煤氣、焦油蒸氣及夾帶的粉焦由除塵器除塵；經除塵后的熱解煤氣和焦油蒸氣進入激冷塔內激冷，冷凝下來的焦油和水進行分離回收焦油產品；激冷后的煤氣進入脫硫塔內脫硫并回收脫硫產品；脫硫后的氣體進入燃氣輪機發電，排出的煙道氣由余熱鍋爐回收余熱生產蒸汽，蒸汽送往1#汽輪機發電。

本發明將低變質粉煤經過低溫熱解和空氣部分氣化，分質轉化為煤氣、焦油、半焦，再以高熱值的半焦和煤氣延伸發展IGCC多聯產工藝。

本發明的特點及優勢體現在：

1）可清潔發電并聯產焦油、硫磺及其它化工產品，對低變質粉煤分質轉化的產物進行充分利用，實現物質轉換和能量轉換的集成，資源利用率高，熱能效率高。

2）適用泥煤、褐煤、長焰煤、不黏煤等低變質粉煤，原料粒度范圍0-8mm。

3）流化床氣化爐產出的高溫煤氣富含大量的氫氣，實現粉煤加氫熱解，焦油回收率可達到12%以上。

4）具備將操作壓力提高到中、高壓水平的能力。

5）生產過程耗水量小。

6）工藝流程簡化、減少基本投資和運行費用。