[發明專利]一種固體熱載體煤氣化電力蓄能系統和方法

有效

• 申請號: 201611216387.X
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106753579B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 于慶波;楊凡;秦勤;段文軍
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/72
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 趙嬛嬛

1.一種固體熱載體煤氣化電力蓄能方法，采用一種固體熱載體煤氣化電力蓄能系統，其特征在于，所述的固體熱載體煤氣化電力蓄能系統包括供電裝置、流化床粉煤氣化爐、旋風除塵器、排灰分選器和細灰收集室，所述供電裝置連接所述流化床粉煤氣化爐，所述流化床粉煤氣化爐包括爐體，所述爐體內部裝有金屬熱載體，外部設有電熱元件；所述爐體設有煤粉入口、石灰石入口、氣化劑入口、返料口和氣體出口；所述氣體出口連接所述旋風除塵器，所述旋風除塵器的下料口連接所述排灰分選器的入料口，所述排灰分選器的粗灰出口與所述返料口連接，所述排灰分選器的細灰出口與所述細灰收集室連接；所述排灰分選器設有布風板，用于篩選出細灰顆粒；所述供電裝置分別與所述電熱元件和電網連接；

所述系統還包括煙氣換熱器、余熱鍋爐和除塵器，所述煙氣換熱器分別連接所述旋風除塵器和所述余熱鍋爐，所述余熱鍋爐連接所述除塵器；

所述細灰收集室內設有換熱器，所述細灰收集室的出口連接灰倉；

所述電熱元件為感應線圈或電阻式加熱體，其中：

當電熱元件為感應線圈時，所述金屬熱載體為直徑0.5～4mm的含有堿性金屬元素的磁性金屬小球；

當電熱元件為電阻式加熱體時，所述金屬熱載體為直徑0.5～4mm的含有堿性金屬元素的金屬小球；

所述系統還包括城市煤氣處理裝置，所述城市煤氣處理裝置包括合成氣成分調節裝置和甲烷化裝置，所述合成氣成分調節裝置連接所述除塵器，用于通過水氣轉換反應調節高溫煤氣中CO與H₂的摩爾比為1:3，所述甲烷化裝置用于將從所述合成氣成分調節裝置出來的混合氣通過甲烷化反應全部轉化為城市煤氣；

所述方法具體包括以下步驟：

（1）根據谷期的實際用電量確定電網調峰量，設置用電負荷，并確定所述電網調峰系統的數量；如果采用1套電網調峰系統，直接進入步驟（2）；如果采用多套電網調峰系統，將多套電網調峰系統并聯后再進入步驟（2）；

（2）將電能引入流化床粉煤氣化爐內加熱金屬熱載體至溫度達到800~1300℃并保持恒定；

（3）將煤粉和石灰石分別通過煤粉入口和石灰石入口加入至流化床粉煤氣化爐內，將預熱至200~400℃的氣化劑由氣化劑入口通入至流化床粉煤氣化爐內進行煤氣化反應，反應過程中，夾帶固體反應物料的混合氣在旋風除塵器和排灰分選器的作用下不斷分離出粗灰和細灰后得到高溫煤氣，其中粗灰返回至流化床粉煤氣化爐內繼續進行煤氣化反應，細灰通過細灰收集室后進入灰倉；

（4）將高溫煤氣用于制備城市煤氣或者化工產品。

2.根據權利要求1所述的一種固體熱載體煤氣化電力蓄能方法，其特征在于所述氣化劑為CO₂、水蒸氣、富CO₂煙氣中的一種或多種混合，所述氣化劑在流化床粉煤氣化爐中的流化風速為0.5～8m/s。

3.根據權利要求1所述的一種固體熱載體煤氣化電力蓄能方法，其特征在于所述氣化劑、石灰石和煤粉中的C與氣化劑中的O的摩爾比為1:0.9~1:1.5，CaCO₃與煤粉中的S的摩爾比為1:1~2.5:1。

4.根據權利要求1所述的一種固體熱載體煤氣化電力蓄能方法，其特征在于所述將高溫煤氣用于制備城市煤氣，具體過程為：將高溫煤氣依次經換熱器換熱、除塵器除塵后進入合成氣成分調節裝置，與溫度為250~300℃水蒸氣反應生成H₂，并控制高溫煤氣中CO與所生成的H₂的摩爾比為1:3；將混合氣送入甲烷化裝置中于250~300℃發生甲烷化反應獲得城市煤氣。