CN102911741A - 循环流化床煤气化的装置 - Google Patents

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本发明公开一种循环流化床煤气化的装置，包括启动燃烧室、提升管和一级旋风分离器；启动燃烧室设置在提升管的下端，在提升管的下端设置还有排渣口和燃料入口，在提升管的中部设置有煤粉入口，在提升管的上端设置有烟气出口，一级旋风分离器与提升管的烟气出口连接，在一级旋风分离器的下端设置有一M形返料器，该M形返料器底部分别设有回料风口、松动风口及排灰风口，在回料风口上端设置有回料管，在排灰风口上端设置有排灰管，回料管连接至提升管中部。本发明分别在提升管底部以及M型返料器中排灰。相比于目前的单一的在提升管底部排渣相比，M型返料器中显然具有更低的含碳量。

Description

循环流化床煤气化的装置
技术领域
本发明涉及一种煤气化反应器的方法及装置。尤其涉及加压循环流化床的方法及装置。
背景技术
当今世界，燃煤对大气的污染十分严重，必须大力发展洁净煤技术，煤炭气化是最重要的应用广泛的洁净煤技术，是发展现代煤化工最重要的单元技术。目前世界上正在应用和开发的煤气化技术有数十种之多，气化炉型也是多种多样，按照煤气与气化剂在气化炉内运动状态可分为移动床、流化床、气流床和熔融床气化法等四类，而随着气化压力更高方向发展，高压循环流化床气化炉成为了未来发展的主要方向之一，而与常压循环流化床不同的是高压循环流化床气化炉所面临的更为复杂排灰问题。
目前加压煤气化循环流化床均采用在提升管底部排渣，而提升管底部未反应的煤也有很大部分直接经排渣管排出，未能燃尽。选择合适的排渣方式有助于降低排渣中的含碳量，提高煤的转化率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种循环流化床煤气化的装置，本发明调整部分灰渣的循环再燃烧，通过排灰量控制固体颗粒在循环硫化床内的停留时间，以达到降低排渣中的含碳量的目的。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种循环流化床煤气化的装置，包括启动燃烧室、提升管和一级旋风分离器；所述的启动燃烧室设置在所述的提升管的下端，在所述的提升管的下端设置还有排渣口和燃料入口，在提升管的中部设置有煤粉入口，在提升管的上端设置有烟气出口，所述的一级旋风分离器与提升管的烟气出口连接，其特征在于：在所述的一级旋风分离器的下端设置有一M形返料器，该M形返料器底部分别设有回料风口、松动风口及排灰风口，在所述的回料风口上端设置有回料管，在所述的排灰风口上端设置有排灰管，所述的回料管连接至所述的提升管中部。
在所述的第一旋风分离器的下料管或M形返料器内设置有一含碳量的检测装置，在所述的回料风口以及排灰风口分别设置有进风量控制开关，当排灰中含碳量高于设定值，则通过进风量控制开关增大回料风口的进风量；当排灰中含碳量低于设定值，则通过进风量控制开关增大排灰风口的进风量。
在所述的一级旋风分离器的后端还连接有一二级旋风分离器。
在所述的排渣口下端设置有渣斗，在所述的排灰管下端设置有灰斗。
渣斗由受渣斗、渣锁斗以及渣罐组成。
灰斗由受灰斗、灰锁斗以及灰罐组成。
本发明装置在提升管底端通入气化介质，煤粉经D加入提升管3中，煤粉在提升管3中反应并上升进入一级旋风分离器4，灰分和未完全反应的焦炭经一级旋风分离器4、一级下料管7进入M型返料器9，而在一级旋风分离器4中无法捕捉到的灰分和未完全反应的焦炭则经过一级旋风分离器4顶部由气体夹带进入二级旋风分离器5，在二级旋风分离器5中，一级旋风分离器4中无法捕捉到的灰分和未完全反应的焦炭经二级下料管6汇入一级下料管7，并进入M型返料器9，在M型返料器9中一部分灰分和未完全反应的焦炭返回至提升管3中继续参与反应，而另一部分未完全反应的焦炭以及灰分则排出循环流化床。整个装置运行在加压状态下，也可运行在常压状态下。在M型返料器9底部F、G及H处分别设有回料风口、松动风口及排灰风口。在F、G及H处通入流化风，通过改变M型返料器9下部F处通入的流化风量，实现对回料量的调节；通过在M型返料器9下部G处通入的流化风，使颗粒流化；通过改变M型返料器9下部H处通入的流化风量，实现对M型返料器9的排灰管9-2的排灰量的控制从而调节固体颗粒在流化床内的停留时间。当排灰中含碳量较高时，减少排灰管9-2的排灰量，增加固体颗粒在流化床内的停留时间，当排灰中含碳量较小时，加大排灰管9-2的排灰量，减小固体颗粒在流化床内的停留时间。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)该加压煤气化循环流化床装置中，分别在提升管底部以及M型返料器中排灰。相比于目前的单一的在提升管底部排渣相比，M型返料器中显然具有更低的含碳量，这是由于煤粉已经在提升管中反应后才进入M型返料器中的。
(2)通过在M型返料器中排灰，可以实现调节循环流化床循环倍率的作用，从而利用调节循环倍率实现调节煤粉反应时间的作用，而不是像现有技术中循环倍率只能依赖分离器效率来确定，难于调节的缺点。
(3)相比与单一的提升管底部排渣，利用M型返料器排灰，只需调节返料器给风量便可轻松调节排灰量，具有可控性强，操作范围大等诸多优点。
附图说明
图1为：一种加压循环流化床煤气化的装置；
图2为：M型返料器结构简图；
图3为：结合激冷器的加压循环流化床煤气化的系统简图；
图4为：结合废热锅炉的加压循环流化床煤气化的系统简图。
具体实施方式
实施例一
一种利用加压循环流化床煤气化的方法，在提升管底端气化介质气体进口B通入气化介质，煤粉经给煤口D加入提升管中，煤粉在提升管中反应并上升进入一级旋风分离器，灰分和未完全反应的焦炭经一级旋风分离器、一级下料管进入M型返料器，而在一级旋风分离器中无法捕捉到的灰分和未完全反应的焦炭则经过一级旋风分离器顶部由气体夹带进入二级旋风分离器，在二级旋风分离器中，一级旋风分离器中无法捕捉到的灰分和未完全反应的焦炭经二级下料管汇入一级下料管，并进入M型返料器，在M型返料器中一部分灰分和未完全反应的焦炭返回至提升管中继续参与反应，而另一部分未完全反应的煤粉以及灰分则排出循环流化床。产生的煤气从二级旋风分离器上部给煤口D流出。整个装置运行在加压状态下，也可运行在常压状态下。在M型返料器底部分别设有回料风口F、松动风口G及排灰风口H。在回料风口F、松动风口G及排灰风口H处通入流化风，通过改变M型返料器下部回料风口F处通入的流化风量，实现对回料量的调节；通过在M型返料器9下部松动风口G处通入的流化风，使颗粒流化；通过改变M型返料器下部排灰风口H处通入的流化风量，实现对M型返料器的排灰管的排灰量的控制从而调节固体颗粒在流化床内的停留时间。当灰中含碳量较高时，减少排灰管的排灰量，增加固体颗粒在流化床内的停留时间；当排灰中含碳量较小时，加大排灰管的排灰量，减小固体颗粒在流化床内的停留时间。
实施例二
一种利用加压循环流化床煤气化的装置，加压循环流化床煤气化装置由渣斗1、启动燃烧室2、提升管3、一级旋风分离器4、二级旋风分离器5、二级下料管6、一级下料管7、U型返料器8、M型返料器9、以及灰斗10组成，渣斗1顶部与提升管3底部相连，提升管3下部侧面与启动燃烧室2相连，提升管3上部与一级旋风分离器4上部相连，一级旋风分离器4下部连续通过一级下料管7与M型返料器9顶部相连，M型返料器9，M型返料器9两侧分别设有回料管9-1及排灰管9-2,M型返料器9一侧通过回料管9-1与提升管3下部相连，另一侧通过排灰管9-2与灰斗10顶部相连，一级旋风分离器4顶部与二级旋风分离器5上部相连，二级旋风分离器5下部连续通过二级下料管6以及U型返料器8与一级下料管7下部相连。提升管3的底部设有排渣口A。提升管3的下部设有气化介质气体进口B。启动燃烧室2设有气体或液体燃料入口C。提升管3的下部设有给煤口D。二级旋风分离器5的上部设有煤气出口E。M型返料器9底部分别设有回料风口F、松动风口G及排灰口H。渣斗1由受渣斗1-1、渣锁斗1-2以及渣罐1-3组成。灰斗10由受灰斗10-1、灰锁斗10-2以及灰罐10-3组成。整个装置运行在加压状态下，也可运行在常压状态下。在M型返料器9底部分别设有回料风口F、松动风口G及排灰风口H。在回料风口F、松动风口G及排灰风口H处通入流化风，通过改变M型返料器下部回料风口F处通入的流化风量，实现对回料量的调节；通过在M型返料器下部松动风口G处通入的流化风，使颗粒流化；通过改变M型返料器9下部排灰风口H处通入的流化风量，实现对M型返料器的排灰管的排灰量的控制从而调节固体颗粒在流化床内的停留时间。当排灰中含碳量较高时，减少排灰管9-2的排灰量，增加固体颗粒在流化床内的停留时间；当排灰中含碳量较小时，加大排灰管9-2的排灰量，减小固体颗粒在流化床内的停留时间。见附图1和2。
实施例三
一种结合激冷器的加压循环流化床煤气化的方法，在提升管3底端气化介质气体进口B通入气化介质，同时，煤渣经提升管3底端排渣口A进入渣斗，提升管3下部侧面与启动燃烧室2相连，煤粉经给煤口D加入提升管3中，煤粉在提升管3中反应并上升进入一级旋风分离器4，灰分和未完全反应的焦炭及经一级旋风分离器4、一级下料管7进入M型返料器9，而在一级旋风分离器4中无法捕捉到的灰分和未完全反应的焦炭则经过一级旋风分离器4顶部由气体夹带进入二级旋风分离器5，在二级旋风分离器5中，一级旋风分离器4中无法捕捉到的灰分和未完全反应的焦炭经二级下料管6汇入一级下料管7，并进入M型返料器9，在M型返料器9中一部分灰分和未完全反应的焦炭返回至提升管3中继续参与反应，而另一部分灰分和未完全反应的焦炭则排出循环流化床后进入灰斗11，而二级旋风分离器5无法捕捉到的灰分和未完全反应的焦炭则随煤气从煤气出口E进入激冷室10，部分灰分和未完全反应的焦炭冷却后落入灰斗12，煤气又经除尘器11除尘后进入后续工艺流程。如附图3。
实施例四
一种结合废热锅炉的加压循环流化床煤气化的方法，在提升管4底端气化介质气体进口B通入气化介质，下部侧面并设有启动燃烧室2，同时，煤渣经提升管底端排渣口A进入渣斗1，煤粉由给煤装置3经气体或液体燃料入口C加入提升管4中，煤粉在提升管4中反应并上升进入一级旋风分离器5，灰分和未完全反应的焦炭及经一级旋风分离器5、一级下料管8进入M型返料器，而在一级旋风分离器5中无法捕捉到的灰分和未完全反应的焦炭则经过一级旋风分离器5顶部由气体夹带进入二级旋风分离器6，在二级旋风分离器6中，一级旋风分离器5中无法捕捉到的灰分和未完全反应的焦炭经二级下料管7汇入一级下料管8，并进入M型返料器，在M型返料器中一部分灰分和未完全反应的焦炭返回至提升管4中继续参与反应，而另一部分灰分和未完全反应的焦炭则排出循环流化床后进入灰斗13，而二级旋风分离器6无法捕捉到的灰分和未完全反应的焦炭则随煤气从煤气出口D进入废热锅炉11进行冷却，又经除尘器12除尘后进入后续工艺流程。如附图4。

Claims (6)

1.一种循环流化床煤气化的装置，包括启动燃烧室（2）、提升管（3）和一级旋风分离器（4）；所述的启动燃烧室（2）设置在所述的提升管（3）的下端，在所述的提升管（3）的下端设置还有排渣口和燃料入口，在提升管（3）的中部设置有煤粉入口，在提升管（3）的上端设置有烟气出口，所述的一级旋风分离器与提升管（3）的烟气出口连接，其特征在于：在所述的一级旋风分离器的下端设置有一M形返料器，该M形返料器底部分别设有回料风口、松动风口及排灰风口，在所述的回料风口上端设置有回料管（9-1），在所述的排灰风口上端设置有排灰管（9-2），所述的回料管（9-1）连接至所述的提升管（3）中部。
2.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化的装置，其特征在于：在所述的第一旋风分离器的下料管或M形返料器内设置有一含碳量的检测装置，在所述的回料风口以及排灰风口分别设置有进风量控制开关，当排灰中含碳量高于设定值，则通过进风量控制开关增大回料风口的进风量；当排灰中含碳量低于设定值，则通过进风量控制开关增大排灰风口的进风量。
3.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化的装置，其特征在于：在所述的一级旋风分离器的后端还连接有一二级旋风分离器。
4.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化的装置，其特征在于：在所述的排渣口下端设置有渣斗，在所述的排灰管（9-2）下端设置有灰斗。
5.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化的装置，其特征在于：渣斗(1)由受渣斗（1-1）、渣锁斗（1-2）以及渣罐（1-3）组成。
6.根据权利要求1所述的循环流化床煤气化的装置，其特征在于：灰斗(10)由受灰斗（10-1）、灰锁斗（10-2）以及灰罐（10-3）组成。
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