[發(fā)明專利]一種改善流化床設(shè)備內(nèi)流化狀況的方法

有效

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• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103897744A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武恒;宋新朝;李克忠;鄭巖;劉雷
• 申請（專利權(quán)）人: 新奧科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: C10J3/54
• 分類號: C10J3/54
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤氣化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改善流化床設(shè)備內(nèi)流化狀況的方法。

背景技術(shù)

流化床煤氣化技術(shù)為最早工業(yè)化的煤氣化技術(shù)之一，其工藝為流化床設(shè)備中的原料煤在自下而上的氣化劑的作用下保持懸浮狀態(tài)、且由于高溫作用原料煤連續(xù)不斷的沸騰，并迅速進行氣化反應(yīng)與熱量交換。

流化床設(shè)備的底部通常設(shè)有氣化劑分布裝置（一般稱“分布板”），工業(yè)規(guī)模的流化床設(shè)備中所使用的分布板一般包括平板分布板和錐形分布板。其中，平板分布板容易使床層造成溝流、短路，并且，操作過程中，平板分布板的小孔容易被物料堵塞，停車時容易漏料。錐形分布板在一定程度上克服了平板分布板的缺點，成為目前流化床設(shè)備中比較常用的一種分布板，在常、低壓氣化條件下，當水煤比、氧煤比一定時，通過錐形分布板進入流化床設(shè)備的氣體流速相對較高，能夠?qū)崿F(xiàn)錐形分布板區(qū)域顆粒的良好流化，并且流化過程中受原料煤粒徑分布的影響較小。

但是，在中高壓氣化條件下，由于流化床設(shè)備內(nèi)的氣化壓力一般為2.5～3.5MPa，在該壓力下，進入流化床設(shè)備內(nèi)的氣體氣化劑被嚴重壓縮導(dǎo)致其物性發(fā)生變化，使得進入流化床設(shè)備內(nèi)的氣速下降，而原料煤的物性則不受影響，因此，流化床設(shè)備內(nèi)的壓力對氣化劑氣速的影響遠遠大于對原料煤最小流化速度的影響，造成流化床設(shè)備內(nèi)氣速較低、物料顆粒流化欠佳。特別是當原料煤的粒徑分布較寬、或者含有大粒徑原料煤時，由于錐形分布板區(qū)域氣體速度變化梯度較大，大顆粒的原料煤特別容易失流化形成流化死區(qū)；并且，在通氧情況下，流化死區(qū)將導(dǎo)致氧濃度擴散不及時，從而使流化死區(qū)的原料煤充分燃燒導(dǎo)致局部溫度過高、使得顆粒黏結(jié)，甚至在流化床設(shè)備內(nèi)引起結(jié)渣從而無法排渣，最終導(dǎo)致整個煤氣化裝置非正常停車。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于，提供一種改善流化床設(shè)備內(nèi)流化狀況的方法，在中高壓氣化條件下、使用工業(yè)級寬粒徑分布的原料煤或有大粒徑參與的原料煤時，能夠改善流化床設(shè)備內(nèi)的流化狀況，保證原料煤顆粒的良好流化、避免形成流化死區(qū)；即使在通氧氣化條件下，也不會發(fā)生顆粒黏結(jié)或結(jié)渣現(xiàn)象。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明實施例提供了一種改善流化床設(shè)備內(nèi)流化狀況的方法，其中，包括：

在流化床設(shè)備內(nèi)運行過程中，向流化床設(shè)備內(nèi)物料堆積、氣固接觸不均勻的易失流化區(qū)輸入與促進流化場形成方向相適應(yīng)且流速大于所述易失流化區(qū)內(nèi)顆粒最小流化速度的氣流，消除流化床設(shè)備內(nèi)物料堆積和氣固接觸不均勻的情況。

具體地，所述與促進流化場形成方向相適應(yīng)的氣流是指輸入使顆粒運動方向與流化床設(shè)備內(nèi)主顆粒流運動方向相一致的氣流。

另外，所述流速大于所述易失流化區(qū)內(nèi)顆粒最小流化速度的氣流是指所輸入的氣流在顆粒運動方向上的分速度大于該區(qū)域顆粒最小流化速度。

詳細地，所述易失流化區(qū)為下述任一或任意疊加的區(qū)：

所述流化床設(shè)備內(nèi)流化床操作氣速小于或等于顆粒最小流化速度的四倍的顆粒易堆積區(qū)；

所述流化床設(shè)備內(nèi)反應(yīng)過程中氣體中氧氣含量大于或等于預(yù)定氧氣含量、且溫度為1000℃～1600℃的富氧燃燒區(qū)；

所述流化床設(shè)備內(nèi)反應(yīng)后平均顆粒粒徑大于或等于預(yù)定顆粒粒徑的顆粒沉積區(qū)。

可選地，所述預(yù)定氧氣含量為12%～22%；所述預(yù)定顆粒粒徑為2mm～10mm。

進一步地，所述易失流化區(qū)按水平高度進行分區(qū)，所述易失流化區(qū)自上而下至預(yù)定界限的區(qū)域為第一子易失流化區(qū)，所述易失流化區(qū)的所述預(yù)定界限以下的區(qū)域為第二子易失流化區(qū)；所述預(yù)定界限位于所述易失流化區(qū)自上而下的三分之一至三分之二的任意高度處。

優(yōu)選地，所述向流化床設(shè)備內(nèi)物料堆積、氣固接觸不均勻的易失流化區(qū)輸入與促進流化場形成方向相適應(yīng)且流速大于所述易失流化區(qū)內(nèi)顆粒最小流化速度的氣流具體包括：

向所述第一子易失流化區(qū)輸入流向具有豎直向上分量、流速大于或等于所述第一子易失流化區(qū)內(nèi)顆粒最小流化速度的第一預(yù)定倍數(shù)的第一預(yù)定氣流，以使所述第一子易失流化區(qū)的氧氣含量小于20%、溫度小于1000℃；

向所述第二子易失流化區(qū)輸入流向具有水平方向分量、流速大于或等于所述第二子易失流化區(qū)內(nèi)顆粒最小流化速度的第二預(yù)定倍數(shù)的第二預(yù)定氣流。

可選地，所述第一預(yù)定倍數(shù)為大于等于6倍；所述第二預(yù)定倍數(shù)為大于等于4倍。

可選地，所述第一預(yù)定氣流流向中的豎直向上的分量大于所述第二預(yù)定氣流流向中的豎直向上的分量。