CN101353582A - 固体热载体快速热解方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及固体热载体快速热解方法及装置，包括循环流化床燃烧室、旋风分离器、气动热灰分配器、热解室和差速床返料装置；燃料在循环流化床燃烧室中燃烧，被旋风分离器捕集的烟气中的高温循环灰被气动控制的热灰分配器分成两部分，一部分作为固体热载体进入移动床热解室，为燃料热解提供热量，另一部分高温循环灰不进入热解室，与热解室底部排出的半焦及循环灰一起经差速床返料装置返回燃烧室。本发明所提供的固体热载体快速热解方法和装置，可将高温循环灰在燃烧和热解回路之间稳定可靠的分配，热解室温度可控；带有热灰冷却器，增强燃烧与热解之间的平衡能力，燃料适应性良好。本发明的方法和装置可用于煤、生物质及其它含碳废弃物的热解。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤热解方法和一种煤热解装置。
技术背景
目前常用的煤热解室有两种形式，即移动床气化室和鼓泡床气化室。移动床气化室中，半焦返回燃烧室常采用自流方式，这种方式无法控制物料在气化室中的停留时间，影响了碳的转化率；而常规循环流化床锅炉上的返料器也不适用于此处，因为半焦的粒径远大于锅炉循环灰粒径，流动性也大不相同。鼓泡床气化室可以方便地控制物料的返料，但由于流化气速高于移动床，被扬析夹带的颗粒大大增加，增大了飞灰含碳损失，还增加了煤气中的杂质含量。同时，现有的流化床煤气-蒸汽联产工艺，多采用循环灰全部进入气化室的方式，使得燃烧和气化难以分别控制，煤气和蒸汽产率独立调节困难。
中国发明专利92100912提供了一种干馏煤气的生产方法及装置，其装置主要包括循环流化床锅炉、流化床干燥器、干馏器及物料气力输送系统。循环灰部分或全部进入干馏器，通过灰量调节门控制进入干馏器的灰量，该机械式灰量调节门在高温下工作，造价、寿命和可靠性都很不理想。循环灰与煤分别送入干馏器上的两个入口，不易在干馏器中混合均匀，降低了碳转化率。从干馏室排出的半焦和循环灰通过加压空气以气力输送方式送回炉膛，所需空气量大，速度高，易引起半焦在输送管中的燃烧，且对输送管磨损较大。
中国发明专利200410070766.3公开了一种煤气-蒸汽联产方法和一种带热解室的循环流化床锅炉，利用热灰分配器将高温循环灰分成两部分，一部分直接返回燃烧室，另一部分与煤一起进入移动床热解室，煤与循环灰掺混后热解，生成的半焦返回燃烧室燃烧；该方法和装置将燃烧和气化分开控制，可以单独调节煤气和蒸汽产率。但是，由于循环灰返回炉膛的两条通道压差较大，这会对热灰分配阀的运行带来一定的影响。此外，当实际采用的煤种与设计煤种差别较大时，燃烧放热与热解所需热量之间的匹配可能出现困难，现有的方法缺乏调节的手段。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种固体热载体快速热解方法，该方法能够实现煤高温循环灰的更稳定地在燃烧与热解回路之间分配，并且带有系统温度调节手段，具备更强的燃料适应性。
本发明的另一目的是提供固体热载体快速热解装置，能够实现煤高温循环灰的更稳定地在燃烧与热解回路之间分配，并且带有系统温度调节手段，具备更强的燃料适应性。
本发明的技术解决方案如下：
一种固体热载体快速热解方法，其燃料在循环流化床燃烧室中燃烧，被旋风分离器捕集的烟气中的高温循环灰被气动控制的热灰分配器分成两部分，一部分作为固体热载体进入移动床热解室，为燃料热解提供热量，另一部分高温循环灰不进入热解室，与热解室底部排出的半焦及循环灰一起经差速床返料装置返回燃烧室。
所述的固体热载体快速热解方法，其所述的一部分不进入热解室的高温循环灰，流经热灰冷却器放出热量后，与热解室底部排出的半焦及循环灰一起经差速床返料装置返回燃烧室。
一种所述的方法使用的固体热载体快速热解装置，包括依次相连的循环流化床燃烧室、旋风分离器、气动控制的热灰分配器、移动床式的热解室和差速床返料装置；
其中，热灰分配器包括一进料段和一返料段；该一返料段与热解室顶部相通；差速床返料装置进料段与热解室底部相通，差速床返料装置返料段与燃烧室下部相通；
其所述的热灰分配器还包括另一返料段，热灰分配器的另一返料段与热解室底部出口相连通。
所述的固体热载体快速热解装置，其所述的固体热载体快速热解装置还包括一热灰冷却器，该热灰冷却器设置于热灰分配器的另一返料段与热解室底部出口连通的管段上。
本发明所提供的固体热载体快速热解方法和装置，可将高温循环灰在燃烧和热解回路之间稳定可靠的分配，热解室温度可控；带有热灰冷却器，增强燃烧与热解之间的平衡能力，燃料适应性良好。本发明的方法和装置可用于煤、生物质及其它含碳废弃物的热解。
附图说明
图1是本发明实施例1的示意图；
图2是本发明实施例的热灰分配器部件图；
图3是本发明实施例的差速床返料装置部件图；
图4是本发明实施例2的示意图。
具体实施方式
本发明提供的固体热载体快速热解方法为：
燃料在循环流化床燃烧室中燃烧，被旋风分离器捕集的烟气中的高温循环灰被气动控制的热灰分配器分成两部分，一部分作为固体热载体进入移动床热解室，为燃料热解提供热量，另一部分高温循环灰不进入热解室，与热解室底部排出的半焦及循环灰一起经差速床返料装置返回燃烧室；
上述一部分不进入热解室的高温循环灰流经热灰冷却器放出热量后，与热解室底部排出的半焦及循环灰一起经差速床返料装置返回燃烧室。
请参照图1、2和图3，本发明提供的固体热载体快速热解装置，包括：
依次相连的循环流化床燃烧室1、旋风分离器2、气动控制的热灰分配器3、移动床式的热解室4和差速床返料装置5；
热灰分配器3包括一进料段31和两返料段32，33；返料段33与热解室4顶部相通；热灰分配器3的另一返料段32与热解室4底部出口相连通；
差速床返料装置5进料段51与热解室4底部相通，返料段52与燃烧室1下部相通。
上述固体热载体快速热解装置还包括一热灰冷却器6，该热灰冷却器6设置于热灰分配器3返料段32与热解室4底部出口连通的管段上。
本发明的原理是：
热灰分配器3的两返料段32、33，一段通向热解室4，一段不经热解室直接通向燃烧室1，形成了燃烧和热解两个物料循环回路。运行中，调节热灰分配器3的控制风量，可以调节高温循环灰进入两返料段32、33的比例，从而将热灰在进入热解室4作为热载体和不经过热解室4直接返回燃烧室1之间进行分配；调节差速床返料装置5的控制风量，可以调节热解室4的物料排出流率，同时热解室4的燃料给入量可以调节，从而实现对物料在热解室4停留时间和热解室4温度的控制。控制热解室4的温度在600℃左右的低温时，产生的热解气可分离出较高比例的焦油，实现热解制油。
燃烧和热解两个物料循环回路并联，在向燃烧室1回送物料的差速床返料装置5前汇合，使得热灰分配器3两出口的工作压力平衡，保证了热灰分配阀具有可靠的分配功能和良好的调节性能。
为了使系统具有更好的燃料适应性，在不经热解室4直接返回燃烧室1的循环灰回路中，设置一热灰冷却器6。当燃料改变时，燃烧侧放出的热量若超过热解侧所需的热量，热灰冷却器6中的工质可以吸收掉这部分热量，降低循环灰的温度；这部分热量可用于产生热水或蒸汽。
循环流化床燃烧室1可以为绝热的，主要生产热解气及焦油；也可以布置受热面，同时生产蒸汽，实现蒸汽-煤气联产。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：
实施例1
如图1所示，燃料在循环流化床燃烧室1中燃烧，被旋风分离器2捕集的烟气中的高温循环灰被气动控制的热灰分配器3分成两部分，一部分作为固体热载体进入移动床热解室4，为热解室4中的燃料热解提供热量，热解气从热解室4引出；另一部分循环灰不进入热解室4，与热解室4底部排出的半焦及循环灰一起经差速床返料装置5返回燃烧室1。
本发明的固体热载体快速热解装置包括：依次相连的循环流化床燃烧室1、旋风分离器2、气动控制的热灰分配器3、移动床式的热解室4和差速床返料装置5；热灰分配器3包括一进料段31和两返料段32，33；返料段33与热解室4顶部相通，另一返料段32与热解室4底部出口相连通；差速床返料装置5进料段51与热解室4底部相通，返料段52与燃烧室1下部相通。
实施例2
如图4所示，实施例2与实施例1的不同在于增加了一个热灰冷却器6。
燃料在循环流化床燃烧室1中燃烧，被旋风分离器2捕集的烟气中的高温循环灰被气动控制的热灰分配器3分成两部分，一部分作为固体热载体进入移动床热解室4，为燃料热解提供热量，另一部分循环灰不进入热解室4，经热灰冷却器6放出热量后，与热解室4底部排出的半焦及循环灰一起经差速床返料装置5返回燃烧室1。
本发明提供的固体热载体快速热解装置包括：依次相连的循环流化床燃烧室1、旋风分离器2、气动控制的热灰分配器3、移动床式的热解室4和差速床返料装置5；热灰分配器3包括一进料段31和两返料段32，33；返料段33与热解室4顶部相通，另一返料段32与热解室4底部出口相连通；差速床返料装置5进料段51与热解室4底部相通，返料段52与燃烧室1下部相通；还包括一热灰冷却器6，该热灰冷却器6设置于热灰分配器3返料段32与热解室4底部出口连通的管段上。
Claims (4)
1、一种固体热载体快速热解方法，其特征在于，燃料在循环流化床燃烧室中燃烧，被旋风分离器捕集的烟气中的高温循环灰被气动控制的热灰分配器分成两部分，一部分作为固体热载体进入移动床热解室，为燃料热解提供热量，另一部分高温循环灰不进入热解室，与热解室底部排出的半焦及循环灰一起经差速床返料装置返回燃烧室。
2、按权利要求1所述的固体热载体快速热解方法，其特征在于，所述的一部分不进入热解室的高温循环灰，流经热灰冷却器放出热量后，与热解室底部排出的半焦及循环灰一起经差速床返料装置返回燃烧室。
3、一种如权利要求1所述的方法使用的固体热载体快速热解装置，包括依次相连的循环流化床燃烧室、旋风分离器、气动控制的热灰分配器、移动床式的热解室和差速床返料装置；
其中，热灰分配器包括一进料段和一返料段；该一返料段与热解室顶部相通；差速床返料装置进料段与热解室底部相通，差速床返料装置返料段与燃烧室下部相通；
其特征在于：所述的热灰分配器还包括另一返料段，热灰分配器的另一返料段与热解室底部出口相连通。
4、如权利要求3所述的固体热载体快速热解装置，其特征在于，所述的固体热载体快速热解装置还包括一热灰冷却器，该热灰冷却器设置于热灰分配器的另一返料段与热解室底部出口连通的管段上。
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