CN110373230A

CN110373230A - 一种流化床气化飞灰返炉气化的方法

Info

Publication number: CN110373230A
Application number: CN201910686582.6A
Authority: CN
Inventors: 赵志刚; 吴爽; 邵如意; 刘祥春; 凌强; 谢瑞伦; 雷昭; 崔平
Original assignee: Anhui University of Technology AHUT
Current assignee: Anhui University of Technology AHUT
Priority date: 2019-07-29
Filing date: 2019-07-29
Publication date: 2019-10-25

Abstract

本发明公开一种流化床气化飞灰返炉气化的方法，属于煤碳综合利用技术领域。该方法首先将流化床气化炉煤气除尘系统收集到的飞灰与催化剂混合，然后利用含氧气流将流化床气化飞灰以射流的方式输送到流化床气化炉中；气化飞灰在流化床气化炉的稀相区发生燃烧或气化反应，产生煤气或为气化反应提供热量；同时气化用煤从流化床气化炉的中下部输送到炉内，与炉内的气化剂发生部分氧化和气化反应。本发明能够实现循环流化床气化飞灰的返炉气化，工艺简单，气化效果好，解决了企业飞灰利用的难题。

Description

一种流化床气化飞灰返炉气化的方法

技术领域：

本发明属于煤炭综合利用技术领域，具体涉及一种流化床气化飞灰返炉气化的方法，该方法对粘结性烟煤进行破粘并用于固定床气化。

背景技术：

煤炭洁净转化是实现资源、能源、环境整体优化和生态环境可持续发展的重要途径。其中，流化床气化技术具有煤种适应广，炉内固硫和生成氮化物少等优点，是煤转化技术发展的重要方向。流化床气化技术煤气中会带有大量含碳量较高的气化飞灰。这些飞灰粒度小、石墨化程度高、反应性差，降低了气化炉的碳转化率，储存要占用大量的土地，而且其渗滤液会对土壤和水体造成污染。因此，气化飞灰的合理利用便成为必须要解决的问题。

目前，流化床气化飞灰的利用途径主要有煤粉锅炉燃烧、气流床气化、造粒用于流化床锅炉燃烧和流化床气化返粉回用几种方式。其中前三种方式可以使飞灰中的碳得以再次利用，还可以减少粉煤制备过程中的电耗。但对流化床气化企业来说，这几种方式都会增加企业的设备投资和生产成本，因此最好的方法还是将气化飞灰返回流化床气化炉中进行气化。

发明内容：

为克服现有技术的不足，本发明提供一种将流化床气化飞灰进行返炉气化的方法，该方法可实现流化床气化飞灰的高效清洁利用。

本发明提供的一种流化床气化飞灰返炉气化的方法的具体步骤如下：

(1)由于流化床气化飞灰的活性较低，在飞灰输入气化炉前配备催化剂混合装置，气化飞灰与催化剂在所述催化剂混合装置中混合均匀得到气化飞灰与催化剂的混合物，所述催化剂为氧化钙，氧化钙同时作为脱硫剂，所述催化剂在气化飞灰中的质量分数为5％。

(2)利用经换热器预热后的含氧气流将步骤(1)得到的所述气化飞灰与催化剂的混合物喷入温度为800～1000℃的流化床气化炉的稀相区；气化飞灰与含氧气流中的氧气或氧气、水蒸气发生燃烧和气化反应，产生热量及煤气，产生的热量由换热器进行回收，煤气经净化处理后作为燃料气或合成气；同时煤料由流化床中下部的煤仓输送到气化炉的密相区，煤料与气化炉底部输入的气化剂发生气化反应，煤料及飞灰气化反应完成后产生的废渣，在流化床气化炉底部以固态排渣的方式排出。

本发明具有以下技术特点：

1、本发明能够实现流化床气化飞灰的循环利用与零排放，解决了企业气化飞灰利用的难题。

2、本发明可在现有流化床气化炉结构的基础上增加飞灰进料口而完成，无需建造新的气化炉，工艺简单，可在原流化床的基础上进行简单改造完成，无需建造新的气化炉，企业投资成本较低。

3、本发明所用催化剂能够提高飞灰和煤料的气化活性，同时可作为脱硫剂，具有双重作用。

附图说明：

图1为本发明方法工艺流程原理图。

图中：1：流化床气化炉；2：煤仓；3：灰渣出口；4：飞灰进料系统；5：旋风分离器；6：催化剂混合装置。

具体实施方式：

以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。

实施例1：以气速为3～6m/s的空气将流化床气化飞灰喷入温度为800～1000℃的流化床气化炉的稀相区，气化压力为常压。同时煤料从飞灰喷入口下方由螺旋给料机加入气化炉中，然后落入密相区，与气化炉底部输入的空气进行部分燃烧和气化反应。整个气化过程中，原料的碳转化率可以达到80％以上。

实施例2：在气化飞灰中加入质量分数为5％的氧化钙作为催化剂和脱硫剂，进料含氧气流为空气，气化压力为常压。同时煤料从飞灰喷入口下方由螺旋给料机加入气化炉中，然后落入密相区，与气化炉底部输入的空气进行部分燃烧和气化反应。原料的碳转化率可以达到85％以上，同时气体中H₂S的含量大大降低。

实施例3：以氧气含量为30％的富氧气流将流化床气化飞灰与质量分数为5％的氧化钙的混合原料喷入温度为800～1000℃的流化床气化炉的稀相区，气化压力为常压。同时煤料从飞灰入口下方由螺旋给料机加入气化炉中，然后落入密相区，与气化炉底部输入的空气进行部分燃烧和气化反应。原料的碳转化率可以达到90％以上，同时可以提高气化气的热值5％以上。

实施例4：以氧气含量为30％的富氧空气和体积分数为30％～50％的水蒸气作为进料含氧气流，将混合有5％氧化钙的气化飞灰喷入流化床气化炉的稀相区，气化压力为常压。同时煤料从飞灰喷入口下方由螺旋给料机加入气化炉中，然后落入密相区，与气化炉底部输入的空气进行部分燃烧和气化反应。整个气化过程中，原料的碳转化率可以达到90％以上，气化气体中H₂的含量可提高10％以上。

Claims

1.一种流化床气化飞灰返炉气化的方法，其特征在于该方法具体步骤如下：

(1)由于流化床气化飞灰的活性较低，在飞灰输入气化炉前配备催化剂混合装置，气化飞灰与催化剂在所述催化剂混合装置中混合均匀得到气化飞灰与催化剂的混合物，所述催化剂为氧化钙，氧化钙同时作为脱硫剂，所述催化剂在气化飞灰中的质量分数为5％；

(2)利用经换热器预热后的含氧气流将步骤(1)得到的所述气化飞灰与催化剂的混合物喷入温度为800～1000℃的流化床气化炉的稀相区；所述气化飞灰与所述含氧气流中的氧气或氧气、水蒸气发生燃烧和气化反应，产生热量及煤气，产生的热量由换热器进行回收，煤气经净化处理后作为燃料气或合成气；同时煤料由流化床中下部的煤仓输送到气化炉的密相区，煤料与气化炉底部输入的气化剂发生气化反应，煤料及飞灰气化反应完成后产生的废渣，在流化床气化炉底部以固态排渣的方式排出。