[發(fā)明專利]一種帶有飛灰強(qiáng)制回注系統(tǒng)的粉煤氣化方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310093369.7
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103184077A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何正炎;陳忠友;丁益;王曉;周運(yùn)其;黃暉;姜濤;方紅衛(wèi);張治中
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)化工設(shè)備有限公司
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/72
• 代理公司: 浙江永鼎律師事務(wù)所 33233
• 代理人: 王梨華;陳麗霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種粉煤氣化的方法，尤其涉及一種帶有飛灰強(qiáng)制回注系統(tǒng)的粉煤氣化方法。?

背景技術(shù)

粉煤流化床氣化方法的發(fā)展和工業(yè)化已經(jīng)有80多年的歷史，尤其是近30年來出現(xiàn)的各種各樣的灰熔聚氣化爐，包括美國的灰團(tuán)聚氣化爐U-GAS，中國山西的灰熔聚氣化爐ICC，或陜西的灰粘聚氣化爐，他們的一個共同特點是在氣化爐的中下部都有一根引入氧氣的中心射流管，于是在流化床密相區(qū)的中下部形成一個所謂的高溫氧化區(qū)。同時在氣化爐的出口安裝有兩個或三個串聯(lián)的旋風(fēng)分離器，目的是將粉煤氣化以后、生成煤氣夾帶的煤焦粉捕集并通過下料管送回到氣化爐的高溫氧化區(qū)，而實際上是送不到的，因為旋風(fēng)分離器捕集的煤焦粉都很細(xì)，這種250微米以下的細(xì)顆粒靠重力自然流入，或者簡單的氣力吹送是無法到達(dá)高溫氧化區(qū)的。再說所有的送入點都是在氣體分布板的上部，而且是流化床密相區(qū)的外圍，循環(huán)回來的煤焦粉，只要一進(jìn)入氣化爐，立刻被密相區(qū)的上升氣流帶走了。結(jié)果是碳沒有被氣化，灰沒有被熔融，而是反反復(fù)復(fù)地被氣流帶走。參與循環(huán)的煤焦粉越積越多，直到由旋風(fēng)分離器效率決定的動態(tài)平衡——循環(huán)量與進(jìn)煤量之比，也稱循環(huán)倍率，達(dá)到10倍，乃至20、30倍之多。離開旋風(fēng)分離器的細(xì)粉可以高達(dá)20至30克每標(biāo)立方米干煤氣，其中碳含量常常在65%到75%之間。這就是人們習(xí)慣上稱之為“上吐下瀉”中的“上吐”——大約有10%以上的碳被生成煤氣帶走了。?

對于粉煤流化床灰熔聚氣化爐，如果把氣化爐操作溫度和密相層的高度提到足夠高，氣化爐底部排出灰渣的殘?zhí)季陀锌赡芙档阶畹椭担┤?.5%，那么整個氣化過程碳的損失主要是“上吐”而不是“下瀉”了。然而實際情況是提高氣化爐的操作溫度和密相層的高度需要冒床層局部結(jié)塊，或者全床層燒結(jié)而被迫停車的風(fēng)險。為了長周期的安全運(yùn)行，很多工程師不得不把底渣的殘?zhí)级ㄎ辉诒容^高的數(shù)值，譬如說10%，甚至更高。這就是“上吐下瀉”中的“下瀉”——大約5%或20%的碳從氣化爐的底部白白流失了。徹底解決“上吐下瀉”的技術(shù)難題是粉煤流化床氣化爐能否達(dá)到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵之一，也是廣大工程技術(shù)人員夢寐以求的大事。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有粉煤氣化方法所具有的粉煤轉(zhuǎn)化率低、氣化爐運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)等不足而提出的，旨在提供一種粉煤轉(zhuǎn)化率高、氣化爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一種帶有飛灰強(qiáng)制回注系統(tǒng)的粉煤氣化方法。?

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決：?

一種帶有飛灰強(qiáng)制回注系統(tǒng)的粉煤氣化方法，粉煤氣化反應(yīng)產(chǎn)生的煤氣夾帶飛灰顆粒，夾帶飛灰顆粒的煤氣經(jīng)過旋風(fēng)分離器使煤氣與飛灰顆粒分離，分離后的飛灰顆粒進(jìn)入氣化爐中氣體分布板的下方，進(jìn)行再次燃燒和氣化反應(yīng)。飛灰顆粒進(jìn)入氣體分布板的下方進(jìn)行再次燃燒和氣化反應(yīng)時，飛灰顆粒中的碳被再次燃燒和氣化并生成煤氣，灰被再次熔融，提高了粉煤的碳轉(zhuǎn)化率，還使氣化爐的運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)。?

作為優(yōu)選，一種帶有飛灰強(qiáng)制回注系統(tǒng)的粉煤氣化方法包括以下步驟：?

a.將粉煤放入加煤斗，粉煤經(jīng)過定量螺旋進(jìn)入氣化爐密相段；?

b.氣體分布板下方的中心射流管射入第一氣化劑，第一氣化劑將粉煤吹入氣化爐密相段的流化物料。第一氧化劑可以調(diào)節(jié)中心氧化高溫區(qū)的溫度。95%以上的氧氣從中心射流管，簡稱中心管，與水蒸汽混合好了之后進(jìn)入氣化爐的中心氧化區(qū)，與碳發(fā)生氧化反應(yīng)，生成二氧化碳或一氧化碳，并釋放熱量將周邊的顆粒物料加熱。由于氣體射流速度的限制，一般在50m/s至80m/s之間，在中心管管口向上的一定高度，譬如，0.6至1.2m之間會形成一個又一個的大氣泡，此氣泡上推下拉將分布板底部的物料向上提升，周邊的物料由外向內(nèi)補(bǔ)充，這就是氣體分布板與中心射流管的巧妙組合，使得物料形成非常重要的內(nèi)循環(huán)。?

c.氣化劑與流化物料中的煤炭發(fā)生燃燒和氣化反應(yīng)并生成煤氣。三路氧化劑均與煤炭發(fā)生反應(yīng)，生成的煤氣中夾帶飛灰顆粒，較大的顆粒參與密相區(qū)物料的內(nèi)循環(huán)，較小的顆粒隨著氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器。?

d.煤氣經(jīng)過氣化爐稀相段進(jìn)入第一級旋風(fēng)分離器，第一級旋風(fēng)分離器去除煤氣中夾帶的飛灰顆粒，飛灰顆粒進(jìn)入一旋返料閥。一旋返料閥在整個氣化爐的運(yùn)行過程中，不管是開車啟動，還是停車排料，無需人工操作。當(dāng)氣化爐正常運(yùn)行時，此返料閥將自動調(diào)節(jié)閥門開度，確保旋風(fēng)分離器捕集的細(xì)粉平穩(wěn)地進(jìn)入引射器，同時也能阻止氣體自下而上地進(jìn)入旋風(fēng)分離器。?

e.煤氣進(jìn)入第二級旋風(fēng)分離器，第二級旋風(fēng)分離器去除煤氣中夾帶的飛灰顆粒，飛灰顆粒先進(jìn)入二旋返料閥，然后進(jìn)入一旋返料閥。二旋返料閥與一旋返料閥具有相同的功能。?