CN111500319A - 预热式气化装置和预热式气化方法 - Google Patents

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Abstract

一种预热式气化装置，包括相互连通的预热单元和气化炉，预热单元上设置有燃料入口、第一气化剂入口、还原性烟气出口和预热燃料出口，气化炉上设置有还原性烟气入口、预热燃料入口、第二气化剂入口、煤气出口和排渣口，预热单元的还原性烟气出口与气化炉的还原性烟气入口相连通，预热单元的预热燃料出口与气化炉的预热燃料入口相连通，预热单元被配置为将还原性烟气和预热燃料分离以分别通过还原性烟气出口和预热燃料出口排出。本发明还提供了一种预热式气化方法。根据本发明的预热式气化装置和方法，煤种及煤粒径的适应性广。

Description

预热式气化装置和预热式气化方法
技术领域
本发明涉及气化技术领域，具体地，涉及含碳原料的气化装置和方法，尤其涉及一种预热式气化装置和一种预热式气化方法。
背景技术
煤炭气化技术是洁净煤技术的重要组成部分，是高效、洁净利用煤炭的主要途径之一，已成为众多现代能源和化工系统的核心技术。气流床煤气化工艺反应温度高、可以采用液态排渣，气化强度高、生产能力大、碳转化率高，是现在煤气化技术的主要发展方向。但现有的气流床气化工艺存在入炉煤粉粒径小、制备成本高、对煤种限制大等问题。预热式气化工艺通过将煤的预热和气化相结合，实现对煤气化反应过程的梯级控制，在有效降低系统对原料煤粒径的要求的同时，以富氧/纯氧或空气加水蒸气为气化剂，实现高效气化，同时可提高产品气中有效气含量。
现有预热气化技术在实际应用过程中，存在如下局限性：
(1)预热单元和气化单元之间热量、质量分配的调节难度较大。
预热气化工艺中，预热单元和气化单元之间热量、质量的匹配是工艺实现、系统运行稳定、系统气化性能指标优化的关键因素，现有技术中，可以针对指定输入条件(例如煤种、煤粒径、气化负荷)，在系统设计时通过设计获得预热单元和气化单元之间热量、质量和燃料粒径的最佳匹配关系，但当系统运行偏离设计负荷或实际运行变换煤种、粒径时，预热单元和气化单元之间的最优匹配关系被破坏，且通过运行手段进行调节使其再次达到最优匹配关系的难度较大，从而影响气化性能指标(例如有效气产率、碳转化率、冷煤气效率等)。
(2)气化炉内反应温度较低时，还原性烟气中的可燃气体易于被消耗，影响系统整体的冷煤气效率。
还原性烟气和预热燃料一起进入气化炉，与通入气化炉的气化剂发生气化反应，如果气化炉内反应温度不足以使其中的碳与CO2、水蒸气瞬间完成还原反应，则气化剂更易于与还原性烟气中的可燃气体发生氧化反应，会使得系统整体的碳转化率、冷煤气效率、有效气产率等气化指标降低。
发明内容
本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷，提供一种新型的预热式气化装置和预热式气化方法。
本发明的目的还在于提供一种煤种及煤粒径的适应性广的预热式气化装置和预热式气化方法。
本发明的目的还在于提供一种预热式气化装置和预热式气化方法，其运行稳定性和灵活性得到提高。
本发明的目的还在于提供一种预热式气化装置和预热式气化方法，其能够避免还原性烟气中的可燃气体被过多消耗。
本发明的目的还在于提供一种预热式气化装置和预热式气化方法，其气化效率高、碳转化率高且结构简单。
为达到上述目的或目的之一，本发明的技术解决方案如下：
一种预热式气化装置，包括相互连通的预热单元和气化炉，所述预热单元上设置有燃料入口、第一气化剂入口、还原性烟气出口和预热燃料出口，所述预热单元被配置为使通入的燃料和第一气化剂发生部分气化反应，
所述气化炉上设置有还原性烟气入口、预热燃料入口、第二气化剂入口、煤气出口和排渣口，所述气化炉被配置为使通入的还原性烟气和预热燃料与第二气化剂发生气化反应，
其中，预热单元的还原性烟气出口与气化炉的还原性烟气入口相连通，预热单元的预热燃料出口与气化炉的预热燃料入口相连通，并且
其中，所述预热单元被配置为将还原性烟气和预热燃料分离以分别通过还原性烟气出口和预热燃料出口排出。
根据本发明的一个优选实施例，所述预热单元还被配置为对预热燃料进行分配，使得一部分预热燃料进入气化炉，一部分预热燃料返回预热单元。
根据本发明的一个优选实施例，所述预热单元被构造为循环流化床反应器。
根据本发明的一个优选实施例，所述循环流化床反应器包括依次相连的预热炉膛、分离器和预热燃料分配回送装置，其中所述燃料入口和第一气化剂入口设置在预热炉膛上，所述还原性烟气出口设置在分离器上，并且所述预热燃料出口设置在预热燃料分配回送装置上。
根据本发明的一个优选实施例，所述预热燃料分配回送装置被配置为能够调节进入气化炉的预热燃料的量。
根据本发明的一个优选实施例，所述预热燃料分配回送装置为气动分配回送装置或机械分配回送装置。
根据本发明的一个优选实施例，所述预热燃料分配回送装置包括气动分配回送装置和返料器。
根据本发明的一个优选实施例，第二气化剂入口围绕预热燃料入口或与预热燃料入口相对布置。
根据本发明的一个优选实施例，第二气化剂入口与预热燃料入口之间的距离小于第二气化剂入口与还原性烟气入口之间的距离。
根据本发明的一个优选实施例，还原性烟气入口的位置高于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，煤气出口的位置低于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置。
根据本发明的一个优选实施例，还原性烟气入口的位置低于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，煤气出口的位置高于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置。
根据本发明的一个优选实施例，预热燃料入口和第二气化剂入口位于气化炉上部，还原性烟气入口位于气化炉中下部，煤气出口的位置低于还原性烟气入口的位置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种预热式气化方法，所述预热式气化方法包括：
a)将燃料与第一气化剂通入预热单元进行预热，并将生成的还原性烟气和预热燃料分离并分别排出；
b)将第二气化剂通入气化炉，并且将还原性烟气和预热燃料分别通入气化炉，与通入的第二气化剂发生气化反应生成煤气和底渣；
c)收集煤气并排出底渣。
根据本发明的一个优选实施例，所述预热式气化方法还包括：通过预热燃料分配回送装置调节进入气化炉的预热燃料的量。
根据本发明的一个优选实施例，所述气动分配回送装置包括两个出口，并且气动分配回送装置上设置有连通管，所述连通管的两端分别与气动分配回送装置的两个出口相连通。
根据本发明的一个优选实施例，所述气化炉上设置有多个还原性烟气入口，多个还原性烟气入口设置在不同的高度位置，并且每一个还原性烟气入口能够独立地开闭。
根据本发明的预热式气化装置和预热式气化方法，燃料在前置预热单元预热后，生成的气固混合物经过分离装置实现气固分离，形成还原性烟气和预热燃料，其中，还原性烟气和预热燃料分别进入气流床气化炉，与通入气化炉的气化剂发生气化反应，生成煤气。因此，避免了还原性烟气和预热燃料一起进入气化炉与通入气化炉的气化剂发生气化反应，解决了气化炉内反应温度较低时，还原性烟气中的可燃气体被过多消耗，导致系统整体的气化指标降低的问题。
进一步地，根据本发明的预热式气化装置和预热式气化方法，通过采用预热燃料分配回送装置对预热燃料进行分配，使得一部分预热燃料进入气化炉，一部分预热燃料返回预热单元，并且该预热燃料分配回送装置被配置为能够调节进入气化炉的预热燃料的量，实现预热单元和气化单元之间热量、质量分配的连续定量稳定调节，提高了预热式气化装置运行的稳定性和灵活性，拓宽了系统的气化煤种及煤粒径的适应性。
此外，气固分离后的高温预热燃料被送入气化炉，需要单独考虑高温物料的输送问题；前置预热单元的反应温度低、氧气煤比低，不可避免会产生焦油，需要单独考虑焦油的脱除问题。根据本发明的预热式气化装置和预热式气化方法解决了预热后的还原性烟气和预热燃料气固分离后的高温预热燃料的输送问题以及还原性烟气中含焦油的问题，降低了系统的复杂程度。
附图说明
图1为根据本发明的预热式气化装置的示意图；
图2为根据本发明的实施例一的预热式气化装置的示意图；
图3为根据本发明的实施例二的预热式气化装置的示意图；
图4为根据本发明的实施例三的预热式气化装置的示意图；
图5为根据本发明的实施例四的预热式气化装置的示意图；以及
图6为根据本发明的实施例五的预热式气化装置的示意图；。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的示例性的实施例，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本发明的总体构思，提供了一种预热式气化装置，包括相互连通的预热单元和气化炉，所述预热单元上设置有燃料入口、第一气化剂入口、还原性烟气出口和预热燃料出口，所述预热单元被配置为使通入的燃料和第一气化剂发生部分气化反应，所述气化炉上设置有还原性烟气入口、预热燃料入口、第二气化剂入口、煤气出口和排渣口，所述气化炉被配置为使通入的还原性烟气和预热燃料与第二气化剂发生气化反应，其中，预热单元的还原性烟气出口与气化炉的还原性烟气入口相连通，预热单元的预热燃料出口与气化炉的预热燃料入口相连通，并且其中，所述预热单元被配置为将还原性烟气和预热燃料分离以分别通过还原性烟气出口和预热燃料出口排出。
图1示出了根据本发明的预热式气化装置。如图1所示，预热式气化装置包括相互连通的预热单元2和气化炉1，所述预热单元2上设置有燃料入口、第一气化剂入口、还原性烟气出口和预热燃料出口，燃料入口用于向预热单元2内供应燃料A，第一气化剂入口用于向预热单元2内供应第一气化剂B，还原性烟气出口用于排出生成的还原性烟气C，预热燃料出口用于排出生成的预热燃料D，所述预热单元2被配置为使通入的燃料A和第一气化剂B发生部分气化反应，所述气化炉1上设置有还原性烟气入口、预热燃料入口、第二气化剂入口、煤气出口和排渣口，还原性烟气入口用于将来自预热单元2生成的还原性烟气C通入气化炉1，预热燃料入口用于将来自预热单元2生成的预热燃料D通入气化炉1，第二气化剂入口用于向气化炉1内供应第二气化剂E，煤气出口用于排出气化炉1生成的煤气G，排渣口用于排出气化炉1生成的底渣F，所述气化炉1被配置为使通入的还原性烟气C和预热燃料D与第二气化剂E发生气化反应，其中，预热单元2的还原性烟气出口与气化炉1的还原性烟气入口相连通，预热单元2的预热燃料出口与气化炉1的预热燃料入口相连通，并且其中，所述预热单元2被配置为将还原性烟气C和预热燃料D分离以分别通过还原性烟气出口和预热燃料出口排出。
这里燃料A可以为任何种类的含碳燃料，例如煤粉或煤颗粒，第一气化剂A和第二气化剂E可以为富氧、纯氧或空气，或者它们与水蒸气的混合物。还原性烟气C和预热燃料D的分离可以通过分离器实现，分离器可以为旋风分离器。
相应地，本发明提供了一种预热式气化方法，所述预热式气化方法包括：
a)将燃料A与第一气化剂B通入预热单元2进行预热，并将生成的还原性烟气C和预热燃料D分离并分别排出；
b)将第二气化剂E通入气化炉1，并且将还原性烟气C和预热燃料D分别通入气化炉1，与通入的第二气化剂E发生气化反应生成煤气G和底渣F；
c)收集煤气G并排出底渣F。
根据本发明的预热式气化装置和预热式气化方法，燃料在前置预热单元预热后，生成的气固混合物经过分离装置实现气固分离，形成还原性烟气和预热燃料，其中，还原性烟气和预热燃料分别进入气化炉，与通入气化炉的气化剂发生气化反应，生成煤气。因此，避免了还原性烟气和预热燃料一起进入气化炉与通入气化炉的气化剂发生气化反应，解决了气化炉内反应温度较低时，还原性烟气中的可燃气体被过多消耗，导致系统整体的气化指标降低的问题。
进一步地，所述预热单元2还被配置为对预热燃料D进行分配，使得一部分预热燃料进入气化炉1，一部分预热燃料返回预热单元2。预热燃料D的分配采用预热燃料分配回送装置进行，所述预热燃料分配回送装置被配置为能够调节进入气化炉1的预热燃料D的量，例如预热燃料分配回送装置被构造为气动分配阀，通过通入气动分配阀的充气量对预热燃料进入气化炉和预热单元的比例进行调节，由此可以控制进入气化炉的预热燃料的量。预热燃料分配回送装置也可以被构造为机械阀，例如锥形阀等，在此不再一一列举。
相应地，所述预热式气化方法还包括：通过预热燃料分配回送装置调节进入气化炉1的预热燃料D的量。
根据本发明的预热式气化装置和预热式气化方法，通过采用预热燃料分配回送装置对预热燃料进行分配，使得一部分预热燃料进入气化炉，一部分预热燃料返回预热单元，并且该预热燃料分配回送装置被配置为能够调节进入气化炉的预热燃料的量，实现预热单元和气化单元之间热量、质量分配的连续定量稳定调节，提高了预热式气化装置运行的稳定性和灵活性，拓宽了系统的气化煤种及煤粒径的适应性。
为避免反应器内压力波动影响系统循环稳定性，预热燃料分配回送装置还可以包括返料器。
实施例一
图2为根据本发明的实施例一的预热式气化装置的示意图。
如图2所示，预热式气化装置包括预热单元2和气化炉1，预热单元2为循环流化床反应器，预热单元2包括依次相连的预热炉膛20、分离器21和预热燃料分配回送装置22，预热炉膛20上设置有燃料入口、第一气化剂入口；分离器21上设置有还原性烟气出口；预热燃料分配回送装置22上设置有预热燃料出口；分离器21的还原性烟气出口与气化炉1的还原性烟气入口连通，预热燃料分配回送装置22上的预热燃料出口和气化炉1的预热燃料入口连通，通入的燃料A和第一气化剂B在预热单元2中发生部分气化反应，生成还原性烟气C和预热燃料D，并通过还原性烟气出口和预热燃料出口分别排出预热单元2；气化炉1上设有还原性烟气入口、预热燃料入口、第二气化剂入口、煤气出口和排渣口，分别通入的还原性烟气C和预热燃料D在气化炉1中与第二气化剂E发生气化反应，生成煤气G和底渣F，煤气G从煤气出口排出，底渣F从排渣口排出。
其中，除用于接收分离器21分离出的固体物料的入口外，预热燃料分配回送装置22还包括固体循环物料出口和预热燃料出口，固体循环物料出口与预热炉膛20相通，用于返回没有进入气化炉1的预热物料。
优选地，分离器21为高效旋风分离器，以保证还原性烟气中携带的飞灰量小。
优选地，所述预热燃料分配回送装置22为气动分配阀，通过调节充气量来调节从预热燃料出口排出的预热燃料的量，从而实现预热单元和气化炉之间热量、质量分配连续、定量调节，提高整体系统运行的稳定性和灵活性，拓宽系统的气化煤种及煤粒径的适应性。
在实现预热后的还原性烟气和预热燃料的分离后，设计人发现需要考虑气固分离后的高温预热燃料的输送以及还原性烟气中焦油的脱除，而高温预热燃料的输送以及还原性烟气中焦油的脱除使系统变得复杂。
具体地，燃料在前置预热单元预热后，如果对生成的气固混合物进行气固分离，将还原性烟气和预热燃料单独通入气流床气化炉进行进一步的气化反应，可以解决预热生成的还原性烟气被消耗的问题，但尚存在两方面的问题：气固分离后的高温预热燃料被送入气化炉，需要单独考虑高温物料的输送问题；前置预热单元的反应温度低、氧气煤比低，不可避免会产生焦油，需要单独考虑焦油的脱除问题。这些都将增加系统的复杂程度。
在图2的实施例中，预热燃料入口位于气化炉1中下部，第二气化剂入口与预热燃料入口相对布置，具体地，第二气化剂入口与预热燃料入口等高，并且它们均斜向下延伸，对冲布置；沿炉膛高度方向，还原性烟气入口的位置高于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，煤气出口的位置低于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，从而使得第二气化剂E首先与进入气化炉1的预热燃料D接触，发生反应，生成煤气，并在炉膛中下部区域形成高温区。一方面，由于第二气化剂入口与预热燃料入口位置较近，第二气化剂E和预热燃料D对冲进入气化炉1后，第二气气化剂E与预热燃料D先接触，第二气化剂E中绝大部分或全部的氧与预热燃料D中的热半焦反应被消耗，还原性烟气C与第二气化剂E中氧发生反应的比例大大减小，从而避免了还原性烟气C中有效气(如CO、H2、CH4等)的消耗；另一方面，由于还原性烟气入口的位置高于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，而煤气出口的位置低于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，使得还原性烟气C进入气化炉1后，必然经过第二气化剂E与预热燃料D反应形成的高温区，从而实现还原性烟气C中所含焦油的裂解脱除；最后，还原性烟气C中携带有少量含有未完全反应的半焦的飞灰，所述半焦经过第二气化剂E与预热燃料D反应形成的高温区，可以与其中的CO2、水蒸气等发生反应，从而提高系统整体的碳转化率。
优选地，预热燃料入口与气化炉壁面夹角α为10°～40°，第二气化剂入口与气化炉壁面夹角β为10°～40°，且α＝β。
这里，通入气化炉的预热燃料与第二气化剂先接触进行反应，还原性烟气通入气化炉后经过预热燃料与第二气化剂反应形成的高温反应区，或直接与预热燃料与第二气化剂反应生成的高温煤气混合后，形成煤气。
根据本发明的预热式气化装置和预热式气化方法解决了预热后的还原性烟气和预热燃料气固分离后的高温预热燃料的输送问题以及还原性烟气中含焦油的问题，降低了系统的复杂程度。
实施例二
图3为根据本发明的实施例二的预热式气化装置的示意图。
该实施例与图2所示实施例基本相同，不同之处在于：
第二气化剂入口为多个，环绕布置于预热燃料入口周围(第二气化剂入口也可以为一个，近距离布置于预热燃料入口下部)。沿炉膛高度方向，还原性烟气入口的位置低于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，煤气出口的位置高于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，从而使得第二气化剂首先与进入气化炉的预热燃料接触，发生反应，生成煤气，并在炉膛中下部区域形成高温区。一方面，由于第二气化剂入口与预热燃料入口位置较近，第二气化剂E和预热燃料D进入气化炉1后，第二气气化剂E与预热燃料D先接触，第二气化剂E中绝大部分或全部的氧与预热燃料D中的热半焦反应被消耗，还原性烟气C与第二气化剂E中氧发生反应的比例大大减小，从而避免了还原性烟气C中有效气(如CO、H2、CH4等)的消耗；另一方面，由于还原性烟气入口的位置低于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，而煤气出口的位置高于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，使得还原性烟气C进入气化炉1后，必然经过第二气化剂E与预热燃料D反应形成的高温区，从而实现还原性烟气C中所含焦油的裂解脱除；最后，还原性烟气C中携带有少量含有未完全反应的半焦的飞灰，所述半焦经过第二气化剂E与预热燃料D反应形成的高温区，可以与其中的CO2、水蒸气等发生反应，从而提高系统整体的碳转化率。
优选地，预热燃料入口与气化炉壁面夹角α为10°～40°，不同第二气化剂入口与气化炉壁面的夹角可以不同，例如，位于预热燃料入口上方的第二气化剂入口与气化炉壁面夹角β为10°～40°，且α≥β，位于预热燃料入口下方的第二气化剂入口与气化炉壁面夹角δ为10°～170°，且δ≤180°-α。
实施例三
图4为根据本发明的实施例三的预热式气化装置的示意图。
该实施例与图3所示实施例基本相同，不同之处在于：
预热燃料入口和第二气化剂入口位于气化炉顶部；沿炉膛高度方向，还原性烟气入口位于炉膛中下部，煤气出口的位置低于还原性烟气入口的位置，从而使得第二气化剂首先与进入气化炉的预热燃料接触，发生反应，生成高温煤气。还原性烟气入口的位置高于煤气出口的位置，在离开气化炉前，还原性烟气与预热燃料和第二气化剂反应生成的高温煤气混合，温度升高，从而实现还原性烟气中所含焦油的裂解脱除；其次，还原性烟气中携带有少量含有未完全反应的半焦的飞灰，半焦与高温煤气混合后，可以与高温煤气中的CO2、水蒸气等发生反应，从而提高系统整体的碳转化率；最后，还原性烟气温度较低，当气化炉为液态排渣时，还原性烟气可以作为激冷介质冷却煤气中携带的熔渣，从而降低系统的复杂性及能耗。
在该实施例中，预热燃料入口与气化炉顶面夹角α为90°，不同第二气化剂入口与气化炉顶面的夹角可以不同，例如，位于预热燃料入口一侧的第二气化剂入口与气化炉壁面夹角β为10°～40°，位于预热燃料入口另一侧的第二气化剂入口与气化炉壁面夹角δ为10°～40°，且β与δ可以相同，或者不同。
实施例四
图5为根据本发明的实施例四的预热式气化装置的示意图。
该实施例与图2所示实施例基本相同，不同之处在于：
预热燃料分配回送装置22包括依次连接的气动分配回送装置220和返料器221，气动分配回送装置220的物料进口为预热燃料分配回送装置22的物料进口，返料器221出口为预热燃料分配回送装置22的固体循环物料出口。
通过分配回送装置和返料器的串联，调节系统压力平衡，保证预热炉膛内压力波动不影响系统运行稳定性，进一步提高预热单元和气化炉之间热量、质量分配的调节稳定性。
实施例五
图6为根据本发明的实施例五的预热式气化装置的示意图。
该实施例与图3所示实施例基本相同，不同之处在于：
预热燃料分配回送装置22包括依次连接的气动分配回送装置220和返料器221，气动分配回送装置220的物料进口为预热燃料分配回送装置22的物料进口，气动分配回送装置220包括两个出口，一个为固体循环物料出口，作为预热燃料分配回送装置22的固体循环物料出口，另一个出口连通返料器221，气动分配回送装置220上设置有连通管222，连通管222的两端分别与气动分配回送装置220的两个出口相连通，从而调节系统压力，保证预热式气化装置运行的稳定性和灵活性；返料器221出口为预热燃料分配回送装置22的预热燃料出口。
通过分配回送装置和返料器的串联，调节系统压力平衡，保证气化炉内压力波动不影响系统运行稳定性，进一步提高预热单元和气化炉之间热量、质量分配的调节稳定性。
预热燃料入口位于气化炉1下部，一部分第二气化剂E通过环绕布置于预热燃料入口周围(第二气化剂入口也可以为一个，近距离布置于预热燃料入口下部)的第二气化剂入口通入气化炉1，另一部分第二气化剂E从气化炉底部通入气化炉；沿炉膛高度方向，还原性烟气入口的位置高于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，煤气出口的位置高于还原性烟气入口的位置。
作为对本发明的进一步改进，气化炉1上设置有多个还原性烟气入口，多个还原性烟气入口设置在不同的高度位置，并且每一个还原性烟气入口可以独立地控制其开闭。因此，在特殊情况下，可以单独打开某一高度位置的还原性烟气入口，关闭其它位置的还原性烟气入口，从而实现对还原性烟气入口高度的控制，以适应不同工况下高温区的位置变化，使得还原性烟气进入气化炉后，必然经过第二气化剂与预热燃料反应形成的高温区，从而实现还原性烟气中所含焦油的裂解脱除。
本发明具有如下有益效果：
(1)实现预热单元和气化单元之间热量、质量分配的连续定量稳定调节，提高预热式气化装置运行的稳定性和灵活性，拓宽系统的气化煤种及煤粒径的适应性；
(2)解决气化炉内反应温度较低时，还原性烟气中的可燃气体被过多消耗，导致系统整体的气化指标降低的问题；
(3)解决预热后还原性烟气和预热燃料气固分离后的高温预热燃料的输送问题以及还原性烟气中含焦油的问题，降低系统复杂程度。
(4)气化炉为液态排渣时，还原性烟气可以作为激冷介质冷却煤气中携带的熔渣，从而降低系统的复杂性及能耗。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本发明的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。
附图标记列表：
1 气化炉
2 预热单元
20 预热炉膛
21 分离器
22 预热燃料分配回送装置
220 气动分配回送装置
221 返料器
222 连通管
A 燃料
B 第一气化剂
C 还原性烟气
D 预热燃料
E 第二气化剂
F 底渣
G 煤气。

Claims (16)

1.一种预热式气化装置，包括相互连通的预热单元和气化炉，其特征在于：
所述预热单元上设置有燃料入口、第一气化剂入口、还原性烟气出口和预热燃料出口，所述预热单元被配置为使通入的燃料和第一气化剂发生部分气化反应，
所述气化炉上设置有还原性烟气入口、预热燃料入口、第二气化剂入口、煤气出口和排渣口，所述气化炉被配置为使通入的还原性烟气和预热燃料与第二气化剂发生气化反应，
其中，预热单元的还原性烟气出口与气化炉的还原性烟气入口相连通，预热单元的预热燃料出口与气化炉的预热燃料入口相连通，并且
其中，所述预热单元被配置为将还原性烟气和预热燃料分离以分别通过还原性烟气出口和预热燃料出口排出。
2.根据权利要求1所述的预热式气化装置，其特征在于：所述预热单元还被配置为对预热燃料进行分配，使得一部分预热燃料进入气化炉，一部分预热燃料返回预热单元。
3.根据权利要求2所述的预热式气化装置，其特征在于：所述预热单元被构造为循环流化床反应器。
4.根据权利要求3所述的预热式气化装置，其特征在于：所述循环流化床反应器包括依次相连的预热炉膛、分离器和预热燃料分配回送装置，其中所述燃料入口和第一气化剂入口设置在预热炉膛上，所述还原性烟气出口设置在分离器上，并且所述预热燃料出口设置在预热燃料分配回送装置上。
5.根据权利要求4所述的预热式气化装置，其特征在于：所述预热燃料分配回送装置被配置为能够调节进入气化炉的预热燃料的量。
6.根据权利要求4所述的预热式气化装置，其特征在于：所述预热燃料分配回送装置为气动分配回送装置或机械分配回送装置。
7.根据权利要求4所述的预热式气化装置，其特征在于：所述预热燃料分配回送装置包括气动分配回送装置和返料器。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的预热式气化装置，其特征在于：第二气化剂入口围绕预热燃料入口或与预热燃料入口相对布置。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的预热式气化装置，其特征在于：第二气化剂入口与预热燃料入口之间的距离小于第二气化剂入口与还原性烟气入口之间的距离。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的预热式气化装置，其特征在于：还原性烟气入口的位置高于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，煤气出口的位置低于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置。
11.根据权利要求1-7中任一项所述的预热式气化装置，其特征在于：还原性烟气入口的位置低于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置，煤气出口的位置高于预热燃料入口及第二气化剂入口的位置。
12.根据权利要求1-7中任一项所述的预热式气化装置，其特征在于：预热燃料入口和第二气化剂入口位于气化炉上部，还原性烟气入口位于气化炉中下部，煤气出口的位置低于还原性烟气入口的位置。
13.根据权利要求7所述的预热式气化装置，其特征在于：所述气动分配回送装置包括两个出口，并且气动分配回送装置上设置有连通管，所述连通管的两端分别与气动分配回送装置的两个出口相连通。
14.根据权利要求1所述的预热式气化装置，其特征在于：所述气化炉上设置有多个还原性烟气入口，多个还原性烟气入口设置在不同的高度位置，并且每一个还原性烟气入口能够独立地开闭。
15.一种预热式气化方法，其特征在于：所述预热式气化方法包括：
a)将燃料与第一气化剂通入预热单元进行预热，并将生成的还原性烟气和预热燃料分离并分别排出；
b)将第二气化剂通入气化炉，并且将还原性烟气和预热燃料分别通入气化炉，与通入的第二气化剂发生气化反应生成煤气和底渣；
c)收集煤气并排出底渣。
16.根据权利要求15所述的预热式气化方法，其特征在于：所述预热式气化方法还包括：通过预热燃料分配回送装置调节进入气化炉的预热燃料的量。
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