[發明專利]循環流化床氣化方法

在審

• 申請號: 202110103911.7
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112899034A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 唐鳳金;王光友;邢學想;章衛星;肖敦峰;胡四斌;皮金林;肖曉愚;夏炎華;徐建民;夏吳
• 申請（專利權）人: 中國五環工程有限公司
• 主分類號: C10J3/56
• 分類號: C10J3/56;C10J3/72;C10J3/84
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 涂潔

本發明公開了一種循環流化床氣化方法，解決了現有方法存在設備投資和運行成本高、氣化反應強度和碳轉化率有待提高的問題。技術方案包括將原料煤和流化氣一起經進料口送入循環流化床氣化爐中，在爐底與氣化劑進行反應，反應后的粗合成氣由循環流化床氣化爐頂部排出，所述流化氣中至少含有20v％以上來自后續工序的、經洗滌后的粗合成氣；所述氣化劑中至少含有50v％以上的來自后續工序脫除的二氧化碳氣體。本發明工藝流程簡單、系統運行成本和投資成本低、除塵效率高、粗煤氣中惰性氣體含量低、合成氣中有效氣含量高，適應性好。

技術領域

本發明涉及煤氣化領域，具體的說是一種循環流化床氣化方法。

背景技術

目前，循環流化床由于較高的原料循環倍率，較高的傳熱、傳質速率，已廣泛應用于煤制燃氣領域。目前循環流化床氣化工藝一般都是采用空氣或空氣加蒸汽作為煤粉的氣化劑，以氮氣或空氣作為流化氣和原料煤一起送入流化床中，采用空氣作為流化氣或氣化劑時，存在以下問題，一方面空氣中含氮，會導致氣化爐出口粗煤氣中氮氣含量高達50％，對于不需要氮氣的后續產品而言，后續工序中脫除合成氣中的氮氣需要消耗很大的能量，因此大大限制了循環流化床技術在合成化學品領域的應用；另一方面，空氣作為氣化劑和流化氣時，空氣中含有的大量氮氣為惰性氣體，在氣化爐中不參與反應，也降低了氣化反應強度和碳轉化率。

另一方面，對于反應生成的粗合成氣的除塵，通常采用旋風旋風分離器結合傳統的布袋除塵器的除塵工藝，受限于操作溫度要求(一般要求150～210℃)及合成氣中的水含量要求，在布袋除塵器之前只能采用水冷器間接換熱以免合成氣中的飽和水在布袋中冷凝堵塞布袋，導致在下游變換工段需要補充大量水蒸汽；同時由于布袋除塵效率相對高溫陶瓷或金屬過濾器而言偏低，導致送下游的合成氣中塵含量通常高于50mg/Nm³，進而給下游工段造成危害。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種工藝流程簡單、系統運行成本和投資成本低、除塵效率高、粗煤氣中惰性氣體含量低、合成氣中有效氣含量高，適應性好的循環流化床氣化方法。

技術方案包括將原料煤和流化氣一起經進料口送入循環流化床氣化爐中，在爐底與氣化劑進行反應，反應后的粗合成氣由循環流化床氣化爐頂部排出，所述流化氣中至少含有20v％以上來自后續工序、經洗滌后的粗合成氣；所述氣化劑中至少含有50v％以上的來自后續工序脫除的二氧化碳氣體。

所述流化氣由粗合成氣和二氧化碳氣體組成；所述氣化劑由二氧化碳氣體和蒸汽組成。

所述流化氣由20v％-60v％粗合成氣和40v％-80v％二氧化碳氣體組成；所述氣化劑由50v％-80v％二氧化碳氣體和20v％-50v％蒸汽組成。

控制循環流化床氣化爐頂部粗合成氣中的氮氣含量在3v％以下。

所述循環流化床氣化爐頂部排出的粗合氣經高溫旋風分離器進行氣固分離，分離出的固體顆粒經返料器回送循環流化床氣化爐，分離出的粗合成氣先經氣化劑預熱器與二氧化碳氣體間接換熱，再經蒸汽過熱器、余熱鍋爐副產蒸氣、回收熱能，再經省煤器進一步回收熱能，再經旋風除塵器除塵、最后經高溫過濾器過濾、飽和熱水洗滌塔洗滌后得到粗合成氣。

所述飽和熱水洗滌塔洗滌后得到的粗合成氣分成兩股，一股作為流化氣和原料煤一起送入進料口，另一股送入下游工序；在氣化劑預熱器中與粗合成氣換熱后的二氧化碳氣體分成兩股一股作為流化氣和原料煤一起送入進料口，另一股作為氣化劑由循環流化床氣化爐底部或下部送入氣化爐。

從所述余熱鍋爐的汽包中引出部分蒸汽作為氣化劑由循環流化床氣化爐底部或下部送入氣化爐中。

針對背景技術中存在的問題，發明人進行如下改進：