[發明專利]一種新型低污染鼓泡床氣化燃燒反應裝置及方法

在審

• 申請號: 202110339656.6
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113063150A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 李愛民;王欣;張雷;侯大明;姬國釗;趙紫寧;高原
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F23G5/027
• 分類號: F23G5/027;F23G5/14;F23G5/44;F23G5/46;F23G5/50
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 劉秋彤;梅洪玉

1.一種新型低污染鼓泡床氣化燃燒反應裝置，其特征在于，該裝置包括進料裝置(1)，鼓泡氣化段(2)，二級燃燒段(3)，末級燃燒段(4)及旋風分離裝置(5)；

所述的進料裝置(1)出口通入鼓泡氣化段(2)；

所述的鼓泡氣化段(2)底部設有氣化介質進口(6)，布風裝置(7)及排渣裝置(8)；鼓泡氣化段(2)頂部出口通入二級燃燒段(3)；

所述的二級燃燒段(3)內設有二燃介質進口(9)，二級燃燒段(3)出口通入末級燃燒段(4)；

所述的末級燃燒段(4)頂部設有尾燃介質進口(10)，底部設有高溫機械返料裝置(11)，高溫機械返料裝置(11)與鼓泡氣化段(2)相通；二級燃燒段(3)與末級燃燒段(4)、末級燃燒段(4)與旋風分離裝置(5)之間均設有隔塵板(12)，末級燃燒段(4)煙氣出口通入旋風分離裝置(5)；

所述的旋風分離裝置(5)頂部設有能量回收及煙氣處理裝置(13)，底部設有灰出口(14)；

整套裝置高溫反應區域均設有耐火保溫板(15)；

所述的布風裝置(7)與各個燃燒階段燃燒截面的比例關系為1:2.5～1:5。

2.根據權利要求1所述的一種新型低污染鼓泡床氣化燃燒反應裝置，其特征在于，末級燃燒段(4)分為兩段，總高度是二級燃燒段(3)高度的兩倍；兩段之間設有隔塵板(12)，兩段底部呈錐型，錐型底部是高溫機械返料裝置(11)。

3.根據權利要求1或2所述的一種新型低污染鼓泡床氣化燃燒反應裝置，其特征在于，所述的高溫機械返料裝置(11)位于布風裝置(7)與進料裝置(1)出口之間。

4.一種新型低污染鼓泡床氣化燃燒反應方法，其特征在于，所述的方法是采用權利要求1-3任一所述的裝置完成的，步驟如下：

Ⅰ低溫氣化階段：有機固體顆粒與脫硫劑經進料裝置(1)送入鼓泡氣化段(2)，與來自氣化介質進口(6)的空氣接觸后發生氣化反應，生成氣化氣及灰渣，氣化氣送入二級燃燒段(3)，灰渣通過排渣裝置(8)排出；整個氣化反應過程中有機固體顆粒介于快速流化與鼓泡流化狀態之間，氣化溫度維持在500-800℃之間，有機固體顆粒內蘊含的大部分硫會留存于灰渣中；

Ⅱ低溫低氧燃燒階段：來自鼓泡氣化段(2)的氣化氣與來自二燃介質進口(9)的空氣于二級燃燒段(3)充分混合，發生低溫低氧燃燒反應，燃燒過程中總氣體送入末級燃燒段(4)，空氣由尾燃介質進口(10)通入，將未反應的可燃氣體燃燼形成煙氣，整個燃燒過程中控制燃燒溫度介于850～1000℃之間，過量空氣系數控制在1.05～1.3之間；

Ⅲ殘碳循環及除塵階段：有機固體顆粒氣化過程中會有少量的固體殘碳由氣化氣攜帶而出，通過顆粒與顆粒之間、顆粒與隔塵板(12)之間的碰撞致使大粒徑固體殘渣降落至末級燃燒段(4)底部，并由高溫機械返料裝置(11)送至鼓泡氣化段(2)再次進行氣化反應，小粒徑固體殘渣在二級燃燒段(3)及末級燃燒段(4)已完全燃燼，最終以灰塵的形式夾雜在煙氣中，煙氣送入旋風分離裝置(5)內進行除塵后，再送入后續能量回收及煙氣處理裝置(13)。