[發明專利]一種耦合式煤氣化系統及方法

在審

• 申請號: 201810958836.0
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN108753370A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 林慧薪;邵如意;肖深艷
• 申請（專利權）人: 安徽科達潔能股份有限公司
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/48;C10J3/50;C10J3/72;C10J3/76;C10J3/86
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 王亞軍;代群群

本發明公開了一種耦合式煤氣化系統及方法，屬于煤炭清潔高效利用技術領域。一種耦合式煤氣化系統包括依次相連的氣化系統、余熱回收系統、除塵系統和飛灰循環系統，氣流床氣化爐連接在流化床氣化爐下游，其中余熱回收系統采用多回路余熱回收方式，充分利用系統熱量，提高熱效率；且氣化系統還包括旋風混合器，氣流床氣化爐上端設置有氣化燒嘴，飛灰循環系統和氣化燒嘴相連，改變煤粉、飛灰和氣化劑的進料方式，使得氣化反應更加徹底，碳轉化率顯著提高。一種耦合式的煤氣化方法，基于上述氣化系統對氣化工段、換熱工段進行優化，使得氣化系統的熱效率顯著提高，煤炭的碳轉化率進一步提高。

技術領域

本發明屬于煤炭清潔高效利用技術領域，具體地說，涉及一種耦合式煤氣化系統及方法。

背景技術

煤氣化技術是煤炭清潔高效利用的重要途徑之一。目前，常用的煤氣化工藝按照燃料在爐內不同的運動情況，主要分為4類：固定床、流化床、氣流床和熔融床。相比較來說，流化床和氣流床氣化技術因氣化過程中無焦油及酚的排放，且所產生煤氣清潔程度較高，在工業上得到了更廣泛的應用，已成為清潔煤氣制備的主流技術。但現有的煤氣化技術中，由于流化床氣化爐的結構特點以及爐內反應溫度較低(1000℃左右)的技術特點，所產煤氣中含有大量未反應完全的煤顆粒，碳轉化率低且存在著飛灰量大且殘碳率高的問題，常規處理方式是將其送往工業鍋爐或電廠鍋爐進行燃燒，不過由于飛灰揮發份極低，著火困難，容易造成爐膛結焦等問題，因此一直是流化床氣化技術推廣過程中的難題；而氣流床氣化技術由于其反應溫度較高(1500℃左右)，碳轉化率高，近年來已成為煤氣化技術的主流發展方向。但氣流床氣化爐對煤粒徑要求較高，要求煤粒徑小于0.1mm，需要增加煤粉制備系統，增加了設備及系統投資。

中國發明專利申請號201710500836.1，公開號CN107118809A，公開日2017-09-01的專利文件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。該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；該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。但該發明存在以下不足：雖然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，但經氣流床反應后生成的煙氣中氣化劑含量不足，直接作為流化床氣化的氣化劑，易造成其反應不完全，導致流化床排渣量及飛灰量增大，且渣的含碳量及飛灰含碳量增大，碳轉化率降低。

中國發明專利申請號201610644936.7，公開號CN106118750A，公開日2016-11-16的專利文件公開了一種梯級組合床氣化系統，該梯級組合床氣化系統包括：煤輸送單元、一級流化床氣化單元、二級氣流床氣化單元、余熱回收單元、廢渣收集單元；煤輸送單元與一級流化床氣化單元連通，一級流化床氣化單元與二級氣流床氣化單元連通，二級氣流床氣化單元與余熱回收單元連通，余熱回收單元與廢渣收集單元連通。該發明的梯級組合床氣化系統能夠對煤粉進行梯級氣化，實現煤炭的高效轉化。但該發明存在以下不足：其余熱回收單元采用了輻射換熱室以及對流換熱室回收煤氣中的熱量，所回收熱量所產的蒸汽未得到系統自身充分利用，熱效率較低；并且經二級氣流床氣化爐反應生成的煤氣中仍將存在一定量未反應完全的細小顆粒的飛灰無法以渣的形式從爐底排出，而隨著所產生煤氣進入后續系統，則需對其煤氣中所夾帶的飛灰進行分離且進行有效利用。

發明內容

1、要解決的問題