[實(shí)用新型]一種新型的帶有灰分循環(huán)的流化床褐煤氣化設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320542188.3
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN203545953U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 錢震;王海國;劉俊生;張蒙;陳晨;李玉龍;劉文;王元平;石華;張舜光;左宜贊;史文濤;馬國棟;耿玉俠
• 申請（專利權(quán)）人: 中國天辰工程有限公司;天津天辰綠色能源工程技術(shù)研發(fā)有限公司
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/72;C10J3/84
• 代理公司: 天津?yàn)I海科緯知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12211
• 代理人: 韓敏

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是涉及由固態(tài)含碳物料,特別是用褐煤生產(chǎn)發(fā)生爐煤氣、水煤氣以及合成氣的工藝流程技術(shù)。?

背景技術(shù)

我國的褐煤資源豐富，已探明的保有儲量達(dá)1291億噸，約占全國煤炭儲量的13%，在我國煤炭資源中占有重要地位。有效利用褐煤資源對于保障我國能源穩(wěn)定供給有十分重要的意義。但由于褐煤水分含量高、熱值較低、且熱穩(wěn)定性較差、不宜長距離運(yùn)輸，直接作為大規(guī)模氣化原料又有很大局限性，目前僅作為局部地區(qū)動力燃料，開發(fā)率較低，目前僅占全國煤炭產(chǎn)量的4-5%。但隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高熱值的優(yōu)質(zhì)煤種已被大量利用，因此褐煤深加工對于保障國家能源供應(yīng)具有非常重要的意義。?

褐煤氣化技術(shù)是煤化工合成、煤液化、IGCC技術(shù)等高新潔凈煤利用技術(shù)的先導(dǎo)性技術(shù)。但目前國內(nèi)外褐煤利用的主要手段仍然是作為電站、工業(yè)鍋爐的直接燃料，附加值不高；另有少部分褐煤通過提質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊熋骸⑿兔夯虬虢梗€需粉碎、制漿后才能氣化，總體上存在工藝路線長、投資大等不利因素。總之，由于目前尚不存在一種將褐煤直接轉(zhuǎn)化為合成氣的成熟工藝，極大地限制了褐煤的潔凈、高附加值利用。?

專利CN201024156Y公開了一種褐煤氣化爐,其特征在于爐膛上部固定安裝有一個儲料倉,煤氣出口位于儲料倉和爐膛之間的空腔中。專利CN1295305C公開了一種加壓氣化反應(yīng)器及其工業(yè)應(yīng)用，在該反應(yīng)器中，褐煤等固態(tài)含碳物料在高溫下燃燒，生成的合成氣與融熔態(tài)灰分以并流方式從反應(yīng)器底部出口排出。本專利實(shí)用新型人也公開了一種褐煤氣化反應(yīng)器（CN103131477A），將高溫合成氣直接用于褐煤的干燥。在以上這些專利中，氣化產(chǎn)生的灰分直接外排或去下游余熱鍋爐燃燒產(chǎn)生蒸汽。由于褐煤灰分含量高，煤質(zhì)復(fù)雜不易燃燒完全，灰分上殘?zhí)己枯^高，這就導(dǎo)致灰分上帶走的碳總量較多，碳轉(zhuǎn)換為合成氣的效率低。另外，?采用余熱鍋爐也使得設(shè)備數(shù)目增加，流程相對復(fù)雜。對于褐煤氣化工藝中采用灰分循環(huán)燃燒，提高碳轉(zhuǎn)化率目前還沒有相關(guān)研究及報道。?

實(shí)用新型內(nèi)容

針對以上褐煤氣化中存在碳轉(zhuǎn)換為合成氣的效率低、流程相對復(fù)雜的問題，本實(shí)用新型克服了褐煤灰分呈固體態(tài)情況下不易循環(huán)，以及褐煤氣化設(shè)備處于高溫態(tài)對灰分循環(huán)不利的因素，開發(fā)了一種新型的灰分循環(huán)的流化床褐煤氣化設(shè)備，該實(shí)用新型能夠使氣化爐排出的灰分循環(huán)返回氣化爐繼續(xù)燃燒，使碳轉(zhuǎn)化效率達(dá)到99%以上。?

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：?

一種新型的帶有灰分循環(huán)的流化床褐煤氣化設(shè)備，包括氣化爐和灰分循環(huán)管道，氣化爐外部設(shè)置灰分循環(huán)管道；氣化爐上設(shè)有原料入口、氣化劑噴嘴、粗合成氣出口、外排灰分出口；所述灰分循環(huán)管道包括灰分循環(huán)下料管、提升立管、回料管，它們依次相連通；所述灰分循環(huán)下料管與氣化爐底部連通，作為灰分的下料通道；所述回料管與氣化爐中部連通，作為灰分返回氣化爐的通道。氣化爐底部還設(shè)有外排灰分出口，外排灰分的質(zhì)量流率可由煤氣化通常的方法來控制，例如調(diào)節(jié)卸料星型閥或者螺桿卸料器的轉(zhuǎn)速。?

采用氣流輸送形式時，在提升立管下部設(shè)有擴(kuò)大段、輸運(yùn)氣管、輸運(yùn)氣入口和松動氣入口，其中輸運(yùn)氣管位于所述擴(kuò)大段的中心，其出口稍高于灰分循環(huán)下料管最下端的出口；灰分通過灰分循環(huán)下料管進(jìn)入擴(kuò)大段；松動氣從松動氣入口進(jìn)入擴(kuò)大段，推動灰分向上運(yùn)動；輸運(yùn)氣從輸運(yùn)氣入口進(jìn)入輸運(yùn)氣管；當(dāng)灰分向上運(yùn)動到輸運(yùn)氣管出口位置時，即被夾帶入輸運(yùn)氣，并與輸運(yùn)氣一起向上高速運(yùn)動，依次通過提升立管、回料管后，最后返回氣化爐進(jìn)行循環(huán)燃燒氣化。所述輸運(yùn)氣可采用蒸汽，也可采用循環(huán)合成氣。?

其中，回料管優(yōu)選為水平管；回料管返回氣化爐的位置一般位于氣化爐的中部，位置過高會使得灰分進(jìn)入旋風(fēng)分離器的量太大，位置過低又會使得灰分與氧氣接觸時間不夠，不利于灰分上殘?zhí)嫉娜紵；曳值馁|(zhì)量流率在一定范圍內(nèi)可由輸運(yùn)氣的流量來控制，其計算公式可由一般的流態(tài)化原理得到。?

采用機(jī)械輸送形式時，提升立管設(shè)置為立式螺桿喂料機(jī)，灰分回氣化爐管優(yōu)選為向下斜管，且斜管與垂線的角度小于30°；灰分被提升一定高度后，通過斜管返回氣化爐。另外，由于立式螺桿喂料機(jī)不耐高溫，需要在灰分下料斜管外部設(shè)置冷卻夾套。灰分的質(zhì)量流率可由立式螺桿喂料機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制。?

進(jìn)一步，原料入口可設(shè)置為單個或多個，小規(guī)模氣化爐可采用單個褐煤原料入口，對于大直徑爐，也可以采用多個原料入口使得褐煤在整個床層內(nèi)均布。?

進(jìn)一步，氣化劑噴嘴設(shè)置為高低不同多個形式進(jìn)入氣化爐，與褐煤原料充分混合，提高褐煤的轉(zhuǎn)化率。?