[實用新型]一種氣流床粉煤加壓氣化過程高壓載氣回收裝置

有效

• 申請號: 201721157553.3
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN207483677U
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 陳志強;陳長來
• 申請（專利權）人: 北京格瑞低碳環保科技有限公司
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/72
• 代理公司: 焦作市科彤知識產權代理事務所(普通合伙) 41133
• 代理人: 秦貞明

一種氣流床粉煤加壓氣化過程高壓載氣回收裝置，包括由一個高壓氣體均壓儲罐和多個帶同步粉塵過濾的高壓氣體緩沖罐并聯組成的高壓載氣過濾緩沖系統以及由多臺具有不同進口壓力的氣體壓縮機并聯和1個高壓氣體儲罐串聯組成的高壓載氣分級壓縮系統。通過粉煤鎖斗與高壓載氣過濾緩沖系統多次順向放壓與逆向沖壓耦合，由此實現氣流床粉煤加壓氣化過程高壓載氣的原位回收利用，并且通過集成多級氣體壓縮，在降低電耗的同時進一步高效回收高壓載氣。該裝置不僅可有效實現高壓載氣的高效回收，而且可實現殘余尾氣的完全達標排放，杜絕環境污染，并且可以部分回收高壓載氣的壓力能，減少回收載氣壓縮過程的電耗。

技術領域

本實用新型屬于煤炭高效清潔利用及高壓氣體回收利用技術領域，特別涉及一種氣流床粉煤加壓氣化過程高壓氮氣回收裝置。

背景技術

氣流床粉煤加壓氣化技術由于煤種適應性廣、轉化率高等優點在IGCC發電、合成氨、煤制氫等行業得到了廣泛的應用。氣流床煤氣化也是當今國際上最先進的煤氣化技術之一，與水煤漿氣化技術相比，粉煤氣流床加壓氣化技術具有煤種適應性廣、原料消耗低、碳轉化率高、冷煤氣效率高等技術優勢，有更強的市場競爭力。

氣流床粉煤加壓氣化技術基本原理是：將煤炭磨制成干燥的煤粉，用惰性氣體連續送入氣化爐，在高溫高壓條件下，通過精確控制煤、氧和水蒸氣等原料的比例及物料均勻分布等，經過反應生成含一氧化碳加氫氣≥90%的粗煤氣，然后，經過激冷、分離、洗滌等工藝過程，分離出固態物體，得到純凈的飽和態合成氣體。生成的粗煤氣碳轉化率高、有效氣成分含量高，甲烷含量低。

氣流床粉煤加壓氣化成套裝置一般包括4個單元，即磨煤和干燥單元、粉煤加壓和輸送單元、粉煤氣化單元以及渣與灰水處理單元。其中粉煤加壓和輸送單元是整個氣流床粉煤加壓氣化的核心和關鍵技術之一，粉煤的加料方法和裝置直接影響到整個氣化系統的安全性和穩定性、可靠性以及氣化效率。它的作用是實現粉煤的儲存、加壓和輸送，主要包括粉煤儲罐、粉煤鎖斗和粉煤給料罐三個核心部件。粉煤加壓和輸送具體過程為：由常壓粉煤儲罐接收來自磨煤和干燥單元的粉煤通過重力作用下進入粉煤鎖斗，當粉煤鎖斗內充滿粉煤后，即與粉煤貯罐及所有低壓設備隔離，然后用高壓N₂(CO₂)載氣對粉煤鎖斗進行加壓，當其壓力升至與粉煤給料罐內的壓力基本相同時，打開粉煤鎖斗與粉煤給料罐之間的平衡閥門進行壓力平衡。當粉煤給料罐料位降低到足以接收一批粉煤時，然后依次打開粉煤鎖斗和粉煤給料罐之間的兩個切斷閥，粉煤通過重力作用進入粉煤給料罐。當粉煤鎖斗卸料完成后，通過將氣體排放至粉煤貯罐過濾器進行泄壓，泄壓完成后即可準備下一次加料。

目前氣流床粉煤加壓氣化操作壓力一般為4.0Mpa，這就要求粉煤加壓輸送過程的壓力大于4.0 Mpa，一般為4.7 Mpa。每一次粉煤加料完成后，粉煤鎖斗內均充裝有同等壓力的載氣。因載氣中還夾雜有煤粉，因此粉煤鎖斗泄壓時一般都與過濾器相連，由此將載氣中夾雜的煤粉加以回收，但載氣均放散排入大氣。這不僅造成載氣資源的浪費，而且高壓載氣對過濾器的損傷較大，造成過濾器使用壽命縮短，并且也會造成放散的載氣中粉塵含量仍然較高，無法滿足環保要求。

對于煤粉加壓輸送過程所用載氣的回收利用，國內外已有少量資料報道。中國發明專利CN103332660公開了一種高爐噴吹煤粉過程氮氣回收再利用的裝置，其主要是由濾筒過濾器、均壓儲氣罐、氮氣緩沖罐、氮氣增壓機和氮氣儲氣罐等核心部件組成的氮氣回收再利用裝置處理粉煤噴吹罐中所含的氮氣。中國實用新型CN203393169、CN204198755、CN205473847均公開了一種高爐噴煤系統氮氣回收裝置，其主要是包括多個噴吹罐和相應泄壓閥門，通過將需要泄壓的噴吹罐與需要沖壓的噴吹罐相連，將原本需要排放的氮氣部分回收至需要沖壓的噴吹罐中，由此實現氮氣的回收利用。對于上述公開的發明專利或實用新型僅僅適用于壓力相對較低的粉煤輸送過程，并且采用噴吹罐與噴吹罐之間的均壓操作，氮氣回收率也不高。