[發明專利]一種氣流床與循環流化床組合循環氣化系統及其兩段式氣化方法

有效

• 申請號: 201710500836.1
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107118809B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 邵如意;畢大鵬;劉淑媛
• 申請（專利權）人: 安徽科達潔能股份有限公司;安徽科達鋰電裝備有限公司;河南科達東大國際工程有限公司
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/48;C10J3/72;C10J3/84
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 侯曄

本發明公開了一種氣流床與循環流化床組合循環氣化系統及其兩段式氣化方法，屬于節能環保技術領域。本發明的組合循環氣化系統，包括互相連通的氣流床和循環流化床，氣流床氣化采用整個系統的飛灰作為原料，飛灰循環利用，提高了固體燃料的利用率，循環流化床氣化采用氣流床產的一定溫度壓力的煙氣作為一次風和氣化劑，煙氣的再利用使循環流化床無需持續的補充一次風和氣化劑，通過調節氣流床的壓力、氧氣與飛灰含碳的質量比，使循環流化床產生的可燃性氣體產物壓力、熱值可調范圍大，能夠實現飛灰零排放，燃料綜合利用率達到99％以上。本發明改變了傳統處理循環流化床飛灰的方法，達到了將飛灰中的殘炭合理利用，提高固體燃料利用率的目的。

技術領域

本發明涉及節能環保技術領域，尤其涉及一種氣流床與循環流化床組合循環氣化系統及其兩段式氣化方法。

背景技術

氣化技術是指將固體燃料與氣化劑在在一定溫度和壓力下發生氧化還原反應，從而得到可燃性氣體產物的過程

目前工業氣化技術根據燃料和氣化劑的接觸方式主要分為固定床術、流化床和氣流床氣化技術。常用的固定床氣化技術具有結構簡單、操作便利、運行方便靈活等優點，但普遍存在機械化、自動化程度較低，處理量小、碳轉化效率低、生產的燃氣雜質較多且難以處理，嚴重困擾該氣化技術的進一步放大和清潔使用；流化床氣化與固定床氣化相比有以下優點：傳熱傳質均勻，機械化、自動化程度高，易于放大等。但流化床內氣流速度大，使未完全反應的固體顆粒被氣體帶出，降低碳的轉化率，難以滿足化工、冶金等領域對可燃氣高熱值的需求。氣流床反應溫度高，氣化強度大，碳轉化率高，然而原料靈活性較差，難以處理大顆粒原料，如生物質、石油焦和無煙煤等難以研磨的固體燃料，大大限制氣流床的使用范圍。

上述氣化技術各有優缺點，但從投資規模、大型化、原料靈活性綜合來看，流化床氣化技術具有較高的競爭力。但流化床由于其結構特點，會產生一定量含碳量的飛灰，常規處理方式是將其送往工業鍋爐或電廠鍋爐進行燃燒，充分利用其剩余熱量，但由于飛灰揮發份極低，著火困難，且容易造成爐膛結焦等問題，因此一直是流化床技術推廣過程中的難題。另外，常規飛灰處理方式鍋爐需過氧燃燒，使反應溫度提高，導致鍋爐煙氣中氮氧化物濃度增加，增重脫硝輔助系統的負荷，使運行成本提高。

經檢索，中國專利申請，公開號：CN103911179A，公開日：2014.07.09，公開了一種煤氣化方法和裝置。該煤氣化方法包括：將粉煤和氣化劑送入循環流化床氣化爐進行反應；使反應生成的氣化爐煙氣經第一氣固分離器分離出返料粉煤和帶粉煤氣流，并將返料粉煤循環回循環流化床氣化爐繼續反應，將帶粉煤氣流經第二氣固分離器分離出煤氣和含碳飛灰；將含碳飛灰送入熱風爐，使其在高于1300℃燃燒，將產生的熱風爐煙氣返回循環流化床氣化爐中參加反應，而燃燒產生的液態渣經冷卻后排出。該發明提供的煤氣化方法和裝置克服了現有使用循環流化床進行煤氣化的產品中飛灰量大、含碳量高的問題，降低了渣的含碳量，從而達到煤炭有效利用的目的。但該發明中循環流化床需要不斷的補充氣化劑而沒有達到高溫煙氣循環利用的目的。

發明內容

1.發明要解決的技術問題

針對現有技術中存在氣流床對燃料靈活性差、調節范圍小，常規飛灰處理方式中利用率差、運行成本高的問題，本發明提供了一種氣流床與循環流化床組合循環氣化系統及其兩段式氣化方法。改變了傳統處理循環流化床飛灰的方法，達到了將飛灰中的殘炭合理利用、提高固體燃料利用率的目的。

2.技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

一種氣流床與循環流化床組合循環氣化系統，包括互相連通的氣流床和循環流化床，氣流床氣化采用整個系統的飛灰作為原料，飛灰循環利用，提高了燃料的利用率，循環流化床氣化采用氣流床產的一定溫度壓力的煙氣作為一次風和氣化劑，煙氣再利用使循環流化床無需持續的補充一次風和氣化劑，通過調節氣流床的壓力、氧氣與飛灰含碳的質量比，使循環流化床產生的可燃性氣體產物壓力、熱值可調范圍大，能夠實現飛灰零排放，固體燃料綜合利用率達到99％以上。