[發(fā)明專利]一種氣流床與循環(huán)流化床組合氣化系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910629522.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN110229698A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南信祥環(huán)境科技有限公司
• 主分類號(hào): C10J3/48
• 分類號(hào): C10J3/48;C10J3/50;C10J3/52;C10J3/86
• 代理公司: 鄭州慧廣知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41160
• 代理人: 朱廣存

本發(fā)明公開了一種氣流床與循環(huán)流化床組合氣化系統(tǒng)及方法，屬于氣化技術(shù)和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，包括循環(huán)流化床氣化單元和降溫除塵單元；所述降溫除塵單元包括依次連接的第一換熱器、除塵器和第二換熱器，所述第一換熱器與所述循環(huán)流化床氣化單元的氣體輸出管道連接，所述除塵器底部連接有飛灰循環(huán)管道；所述飛灰循環(huán)管道上依次設(shè)有飛灰循環(huán)單元和氣流床氣化單元，所述氣流床氣化單元的氣體出口與所述循環(huán)流化床氣化爐頂部的氣體入口連接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了飛灰零排放，提高了組合氣化系統(tǒng)的碳轉(zhuǎn)化率，降低了氣流床氣化爐設(shè)備投資造價(jià)，提高了組合氣化系統(tǒng)的熱效率，解決了氣流床輻射廢鍋結(jié)焦堵渣的問題，可在氣化技術(shù)領(lǐng)域和環(huán)保領(lǐng)域推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣流床與循環(huán)流化床組合氣化系統(tǒng)及方法，屬于氣化技術(shù)和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在氣化技術(shù)和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，循環(huán)流化床氣化技術(shù)應(yīng)用廣泛，具有原料適應(yīng)廣、流程簡(jiǎn)單、投資造價(jià)低、建設(shè)周期短等明顯優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用在工業(yè)燃?xì)庵苽洹⒐腆w廢物處理等領(lǐng)域。循環(huán)流化床氣化溫度較低、原料在爐膛內(nèi)停留時(shí)間短、爐膛內(nèi)溫度不均勻，特別是爐膛上部存在低溫區(qū)，導(dǎo)致原料反應(yīng)速率較低、原料轉(zhuǎn)化不充分、單程碳轉(zhuǎn)化率較低，后系統(tǒng)飛灰夾帶量大、飛灰殘?zhí)己扛摺⒖偺嫁D(zhuǎn)化率較低，同時(shí)也不滿足節(jié)能環(huán)保要求。

氣流床氣化技術(shù)近年來在行業(yè)內(nèi)也有非常成熟的應(yīng)用，其氣化溫度高、原料反應(yīng)速率高，具有碳轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)勢(shì)；特別是帶有輻射廢鍋回收熱量的氣流床技術(shù)，能充分回收氣化反應(yīng)的高品位熱量，熱回收效率高，經(jīng)濟(jì)性好。但輻射廢鍋設(shè)備尺寸較大，投資造價(jià)高，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易造成結(jié)焦堵渣問題。

采用優(yōu)化的帶有輻射廢鍋的氣流床氣化技術(shù)，并結(jié)合循環(huán)流化床和氣流床氣化技術(shù)的特點(diǎn)，形成一種氣流床與循環(huán)流化床組合氣化系統(tǒng)及方法，同時(shí)解決上述技術(shù)問題，是氣化和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01410117504.1，公開號(hào)CN103911179A，公開日2014-07-09的專利文件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(huán)流化床氣化爐進(jìn)行反應(yīng)；使反應(yīng)生成的氣化爐煙氣經(jīng)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(huán)回循環(huán)流化床氣化爐繼續(xù)反應(yīng)，將帶粉煤氣流經(jīng)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(fēng)爐，使其在高于1300℃燃燒，將產(chǎn)生的熱風(fēng)爐煙氣返回循環(huán)流化床氣化爐中參加反應(yīng)，而燃燒產(chǎn)生的液態(tài)渣經(jīng)冷卻后排出。該發(fā)明提供的煤氣化方法和裝置，通過設(shè)置熱風(fēng)爐對(duì)循環(huán)流化床氣化爐產(chǎn)生的飛灰進(jìn)行了循環(huán)利用，提高了碳的轉(zhuǎn)化率。但該發(fā)明存在以下不足：飛灰在熱風(fēng)爐中過氧燃燒，熱風(fēng)爐煙氣中主要含有CO₂、N₂、O₂和H₂O，對(duì)煤氣而言均是無效組份，有效氣產(chǎn)量低，未能實(shí)現(xiàn)飛灰的有效利用；熱風(fēng)爐煙氣溫度在1300-1400℃，未設(shè)置熱量回收設(shè)施，熱效率低。

中國發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)?01710500836.1，公開號(hào)CN107118809A，公開日2017-09-01的專利文件公開了一種氣流床與循環(huán)流化床組合循環(huán)氣化系統(tǒng)及其兩段式氣化方法。該發(fā)明的組合循環(huán)氣化系統(tǒng)，包括互相連通的氣流床和循環(huán)流化床，氣流床氣化采用整個(gè)系統(tǒng)的飛灰作為原料，飛灰循環(huán)利用，提高了固體燃料的利用率，循環(huán)流化床氣化采用氣流床產(chǎn)生的一定溫度壓力的煙氣作為一次風(fēng)和氣化劑，煙氣的再利用使循環(huán)流化床無需持續(xù)的補(bǔ)充一次風(fēng)和氣化劑，通過調(diào)節(jié)氣流床的壓力、氧氣與飛灰含碳的質(zhì)量比，使循環(huán)流化床產(chǎn)生的可燃性氣體產(chǎn)物壓力、熱值可調(diào)范圍大，能夠?qū)崿F(xiàn)飛灰零排放，燃料綜合利用率達(dá)到99％以上。該發(fā)明改變了傳統(tǒng)處理循環(huán)流化床飛灰的方法，達(dá)到了將飛灰中的殘?zhí)季C合利用，提高固體燃料利用率的目的。但該發(fā)明存在以下不足：氣流床產(chǎn)生的一定溫度壓力的煙氣全部送入循環(huán)流化床底部，進(jìn)一步造成了循環(huán)流化床爐膛內(nèi)的溫度不均勻性，反而導(dǎo)致循環(huán)流化床飛灰和渣的含碳量增大，碳轉(zhuǎn)化率低；氣流床氣化爐內(nèi)采用簡(jiǎn)單型式的換熱器回收熱量，易發(fā)生結(jié)焦堵渣，換熱面積小，熱回收效率低，設(shè)備龐大，投資造價(jià)高；氣流床氣化爐采用頂部燃燒器單燒嘴頂噴進(jìn)料，爐膛掛渣效果差，且處理量受限，難以實(shí)現(xiàn)大型化。

發(fā)明內(nèi)容