[發(fā)明專利]循環(huán)床煤氣—蒸汽聯(lián)產(chǎn)工藝及裝置

無效

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• 申請日: 1991-06-21
• 公開（公告）號: CN1028651C
• 公開（公告）日: 1995-05-31
• 發(fā)明（設計）人: 李定凱;馬潤田;曹柏林;徐秀清
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C10J3/80
• 分類號: C10J3/80;C10J3/54
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 邸更巖

本發(fā)明涉及一種用煤制氣的工藝方法及其裝置，特別是涉及一種循環(huán)流化床煤氣-蒸汽聯(lián)產(chǎn)的一體化工藝方法及裝置。該裝置可產(chǎn)生中熱值煤氣供居民生活使用，同時可產(chǎn)生蒸汽供熱或發(fā)電。

為了合理利用能源和改善環(huán)境，對城市居民來說，一般在要求實現(xiàn)煤氣化的地方，往往同時要求實現(xiàn)集中供熱或供電。而在目前現(xiàn)有技術中，制氣和供熱大都分別進行，且煤的氣化工藝大都采用固定床床或移動床煤氣化工藝。例如煉焦爐煤氣化工藝就是其中的一種，因它可以生產(chǎn)中熱值煤氣，是目前城市煤氣的主要生產(chǎn)方式。但由于它必須使用粘結性強的焦煤作原料，因此它的發(fā)展將受到焦煤來源和焦炭銷路的限制。

魯奇固定床煤氣化工藝，是一種加壓氣化工藝，工藝復雜，技術難度大，且生產(chǎn)的煤氣中CO的含量高，后處理系統(tǒng)復雜，因此投資很大，一般中小城市很難推廣應用。其它尚有發(fā)生爐煤氣，兩段爐煤氣等，它們的煤氣熱值低，焦油和CO含量高，制氣效率也很低，不適于作為城市煤氣，且對煤種都有一定要求。

為解決上述問題，中國實用新型專利89213611采用循環(huán)流化床粉煤氣化裝置，即先將煤在循環(huán)流化床裂解爐中進行裂解，取得中熱值煤氣，由裂解爐底部排出的半焦再進入氣化器進行完全氣化，產(chǎn)生低熱值煤氣。該裝置工藝相對簡單，氣化強度大，產(chǎn)生的煤氣品質好，特別是有以各種高揮發(fā)份弱粘結性的煙煤和褐煤作制氣原料的優(yōu)點。但這種制氣工藝需要外供蒸汽和外加熱源，因而造成結構不夠緊湊，能源不能充分利用的缺陷。

為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足和缺陷，本發(fā)明的目的和任務是為了充分利用能源，為中小城市提供一種工藝簡單，結構緊湊，制氣成本低廉的煤氣-蒸汽聯(lián)產(chǎn)工藝及其裝置，從而實現(xiàn)在需要煤氣化的地方，同時實現(xiàn)集中供熱或供電。

本發(fā)明的目的和任務是這樣實現(xiàn)的：它是利用三旋渦內分離循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)生蒸汽，采用流化床煤裂解爐熱解粉煤，產(chǎn)生中熱值煤氣。經(jīng)分離器分離下來的高溫熱灰作熱載體提供粉煤熱解所需的熱量;熱載體與粉煤在裂解爐內的停留時間為12～20分鐘，粉煤熱解后生成的半焦和部分原煤作為鍋爐的燃料，熱物料在鍋爐和裂解爐之間自動循環(huán)，循環(huán)量應為鍋爐進燃料量的10～15倍，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽供作煤裂解時的流化介質和用于供熱或發(fā)電，這樣即可達到聯(lián)合生產(chǎn)蒸汽和中熱值煤氣的目的。

上述煤氣-蒸汽聯(lián)產(chǎn)工藝的裝置是這樣實現(xiàn)的：它是在帶有三旋渦內分離循環(huán)流化床鍋爐的基礎上，與流化床鍋爐緊鄰布置一個流化床煤裂解爐，該爐與熱載體儲存室之間設有L形閥，其底部設有布風板，裂解爐與鍋爐燃燒室之間用帶有砂閥控制的料腿相連。整個裝置主要包括主床-流化床鍋爐，副床-流化床煤裂解爐，三旋渦分離器，熱載體儲存室、L形閥、砂閥以及裂解爐布風板等。燃料在流化床鍋爐內燃燒后，帶有熱灰的煙的氣進入三旋渦分離器，經(jīng)分離后的熱灰落入熱載體儲存室，經(jīng)L形閥送入流化床煤裂解爐，作為熱載體提供煤熱解所需要的熱量。熱載體與煤熱解后產(chǎn)生的半焦一起經(jīng)料腿由砂閥控制送入流化床鍋爐燃燒室，進行流化燃燒。

附圖：為本發(fā)明的結構、流程示意圖。

下面結合附圖詳細描述本發(fā)明的工作原理，具體結構及實施例。

原煤先經(jīng)干燥、破碎、分篩后分別送入兩個煤倉，一個是儲存0～1mm煤粒的細煤倉（11），另一個是儲存1～5mm煤粒的粗煤倉（12）。進入流化床鍋爐（1）燃燒室的粗粒煤和半焦流化燃燒后，床溫可達900℃～950℃，此時高溫固體顆粒被煙氣揚析，攜帶進入三旋渦分離器（2），經(jīng)分離后落入熱載體儲存室（3），該儲存室兼起料腿的作用，由設置在儲存室下部的數(shù)個L形閥（4）送入流化床煤裂解爐（5），作為煤裂解氣化的熱載體。為了保證粉煤在裂解爐中所需要的熱量，必須提供足夠的熱載體循環(huán)量，其循環(huán)量應為主床進燃料量的10～15倍，以保證充足的熱灰從三旋渦分離器分離下來，進入熱截體儲存室（3）。儲存室（3）的料位要保持一定高度，一般應在4米以上，以保證鍋爐與裂解爐之間的密封。循環(huán)床鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽大部分用于發(fā)電或供熱，小部分經(jīng)減壓后加熱分空氣通過布風板（8）進入裂解爐，使床內物料流化，由儲存室（3）送入的高溫熱灰和由給煤口（9）送入的細粒煤在流化狀態(tài)下迅速摻混，進行熱交換，使煤在700℃～750℃條件下進行快速熱裂解，煤中80%以上的揮發(fā)份釋放出來。同時爐內蒸汽和高溫煤粒還會發(fā)生一定程度的水煤氣反應;空氣中的氧和高溫炭也會發(fā)生一定程度的氧化還原反應，這樣可增加煤氣產(chǎn)量，所產(chǎn)生的煤氣熱值不低于12558KJ/Nm³，經(jīng)常規(guī)后處理即可供民用。