CN101440310A - 一种粉煤流化床分级气化的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种粉煤流化床分级气化的工艺。将0～6mm的粉煤和少量石灰石送入循环流化床与氧化剂和水蒸气在800～1100℃下反应，生成水煤气。气化生产的水煤气经过两级气固分离，第一级分离的高温粗半焦返回循环流化床继续反应；第二级分离的高温细半焦送到与流化床下部相连通的气流床，在水蒸气和氧化剂的携带下切线进入气流床在1300～1500℃下反应。气流床生成的高温气上升进入循环流化床，为流化床气化提供热量；残渣成为液态从气流床下部排渣口高温排出，激冷换热后粉碎作为水泥。

Description

一种粉煤流化床分级气化的工艺
1.技术领域
本发明提供一种粉煤流化床分级气化的工艺，属于煤化工领域。
2.背景技术
煤气化是洁净煤化工技术的龙头，是发展煤直接液化、间接液化、合成醇醚燃料等化学品和高效发电等技术的先导技术。煤气化技术按气化方式主要分为固定床块煤气化技术、流化床粉煤气化技术和气流床气化技术，另外还有正在开发的溶渣床、溶盐床和溶铁床煤气化法、加氢气化法、利用核能的煤气化法、地下气化法等等。
固定床(移动床)煤气化技术，其特点是块煤空气水蒸气造气；其优点是技术成熟、设备投资少和气化成本较小，尤其是间歇式固定床煤气化不需要纯氧，用水蒸气和空气造气就可得到不含氮气的合成气；其缺点是煤灰中残碳含量高(10％～30％)，煤种限制严，气化优质块煤，造成许多企业原料费用高，生产成本居高不下。
流化床粉煤气化技术，其特点是粉煤氧气水蒸气连续造气；其优点：直接用价格低廉的各种粉煤作原料、煤气生产能力适中、气化效率高、环境污染少、设备投资较高、煤气生产成本低；其缺点：飞灰量大且残碳含量高(20％～30％)、煤灰中残碳含量较高(5～15％)即上吐下泻难题，。
气流床煤气化技术，其特点是细粉煤氧气水蒸气连续造气，液态排渣；其优点是煤气生产能力高、气化效率高、环境污染少、设备投资高、煤灰中残碳含量较高(2～7％)、煤气生产成本低；其缺点是煤粉细度要求高，粉碎能耗高；反应温度高(1400℃左右)时间短(几秒)但进料煤粉不能预热，氧气耗量大，能量利用不合理，尤其水煤浆进料氧气耗量高，碳有效利用率较低。
煤的反应性因转化阶段不同而变化，其前80％～90％较易气化，后10％～20％难于气化，目前的煤气化技术常将煤看作单一物质，并力图通过单一过程将其全部转化，因而最后的10％～20％难气化残炭决定了气化整体反应条件苛刻(高温、高压、长停留时间)，急需依据煤气化各阶段的反应特性开发分级气化技术和设备。
3.发明内容
本发明提供一种粉煤流化床分级气化的工艺。将0～6mm的粉煤和少量石灰石送入循环流化床与氧化剂和水蒸气在800～1100℃下反应，生成水煤气。气化生产的水煤气经过两级气固分离，第一级分离的高温粗半焦返回循环流化床继续反应；第二级分离的高温细半焦送到与流化床下部相连通的气流床，在水蒸气和氧化剂的携带下切线进入气流床在1300～1500℃下反应。气流床生成的高温气上升进入循环流化床，为流化床气化提供热量；残渣成为液态从气流床下部排渣口高温排出，激冷换热后粉碎作为水泥。
本发明将实施例来详细叙述本发明的特点。
4.具体实施方式
实施例1，将0～6mm的粉煤和少量石灰石送入循环流化床与氧气和水蒸气在1000～1100℃下反应，生成水煤气。气化生产的水煤气经过两级气固分离，第一级分离的高温粗半焦返回循环流化床继续与氧气和水蒸气反应；第二级分离的高温细半焦送到与流化床下部相连通的气流床，在水蒸气和氧气的携带下切线进入气流床在1300～1500℃下反应。气流床生成的高温气上升进入循环流化床，为流化床气化提供热量；残渣成为液态从气流床下部排渣口高温排出，激冷换热后粉碎作为水泥。
实施例2，将0～6mm的粉煤和少量石灰石送入循环流化床与空气和水蒸气在800～1000℃下反应，生成水煤气。气化生产的水煤气经过两级气固分离，第一级分离的高温粗半焦返回循环流化床继续与空气和水蒸气反应；第二级分离的高温细半焦送到与流化床下部相连通的气流床，在水蒸气和空气的携带下切线进入气流床在1300～1500℃下反应。气流床生成的高温气上升进入循环流化床，为流化床气化提供热量；残渣成为液态从气流床下部排渣口高温排出，激冷换热后粉碎作为水泥。
实施例3，将实施例1中的氧气换为富氧空气，其他相同。
本发明所提供的一种粉煤流化床分级气化的工艺，依据煤的反应特性实现了粉煤不同条件下分阶段气化，氧耗低、气化效率高、煤灰中残碳含量低；气化强度大，设备体积小，钢材耗量低，固定投资大大降低；进料粒度要求低，不需要较多的破碎能耗；操作简单，开停车方便，连续性好，煤种适应性强；实现了反应器内部分脱硫，简化了净化过程；残渣成为水泥，资源利用率高，消除了二次环境污染。

Claims (2)

1.本发明提供一种粉煤流化床分级气化的工艺。将0～6mm的粉煤和少量石灰石送入循环流化床与氧化剂和水蒸气在800～1100℃下发生反应生成水煤气，气化生产的水煤气经过两级气固分离，第一级分离的高温粗半焦返回循环流化床继续反应；第二级分离的高温细半焦送到与流化床下部相连通的气流床，在水蒸气和氧化剂的携带下切线进入气流床在1300～1500℃下反应；气流床生成的高温气上升进入循环流化床，为流化床气化提供热量；残渣成为液态从气流床下部排渣口高温排出，激冷换热后粉碎作为水泥。
2.根据权利要求1所提供的一种粉煤流化床分级气化的工艺，其特征在于氧化剂为氧气、空气和富氧空气。
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