CN111592915A - 一种流化床气化装置和气化方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种流化床气化装置和气化方法，属于煤气化技术领域。该装置包括气化炉，所述气化炉侧壁上设有进料口，其上部设有煤气出口，下部设有第一排渣管，还包括环形管道；所述第一排渣管的侧壁上设有主气化剂进口，所述主气化剂进口外接气化剂输送装置；所述第一排渣管与气化炉相连的一段沿高度方向延伸；所述环形管道沿第一排渣管的进口的周向延伸，其上开设有辅助气化剂进口并外接蒸汽输送装置。其能够使得煤炭原料在气化炉中充分反应，排出的煤渣含碳率极低甚至为0，防止发生低温结焦现象而导致气化炉无法长时间正常运行。该方法，采用上述一种流化床气化装置进行煤气化反应，能够使得煤炭原料充分反应，避免产生低温结焦现象。

Description

一种流化床气化装置和气化方法

技术领域

本发明属于煤气化技术领域，更具体地说，涉及一种流化床气化装置和气化方法。

背景技术

由于我国是一个贫油富煤的国家，且煤油属于一次能源，因此其注定了我国在未来几十年都会采用煤作为主要能源供给，鉴于此，如何对煤资源进行高效地利用属于我国所要关注的重点。现阶段，对于煤的清洁高效利用方式大多数采用煤在气化剂(空气或氧气与水蒸气)中气化产生煤气。

流化床清洁煤气化装置一般采用流态化结构进行煤气化，其通常要求原煤颗粒粒径在0～10mm左右，以有利于流化床流化。由于流化床煤气发生炉的炉内温度均匀，颗粒与气体传热及传质效果好，原煤适应性广，造价便宜，因此其在煤气化领域得到了很好的推广，很多煤气化反应都采用流化床气化装置进行。但是，流化床气化装置同样存在一些缺点。比如，流化床煤气发生炉一般采用固态排渣方式，为了控制煤渣温度不要过高，需要控制炉温处于较低的水平，然而，较低的炉温又不利于气化反应的进行。因为传统的流化床煤气发生炉，煤原料一般从煤气发生炉的顶部落入底部，在下落过程中进行反应生成煤气，反应后的煤渣则从煤气发生炉的底部排出，如果炉内温度较低的话，容易导致煤炭在下落过程中的气化反应不够完整，煤渣具有较大的含碳量。而煤渣含碳量过高的话，一方面属于对煤炭资源的浪费，另一方面还容易导致煤渣在排渣口处和排渣管中发生缺氧燃烧导致局部高温而产生结焦结渣现象，使得煤气发生炉无法有效地进行排渣，不能长时间稳定运行。因为局部高温而导致的流化床煤气发生炉出现低温结焦，是流化床气化装置的主要问题。

中国专利申请号为：CN201710624575.4，公开日为：2017年12月1日的专利文献，公开了一种排渣系统、流化床气化炉以及煤气化排渣方法。能够在出现结渣现象时，对结渣进行脉动，使结渣松动并通过所述排渣锁斗排出，有利于流化床气化炉长期稳定运行。所述排渣系统应用于流化床气化炉，包括：与气体分布板连接，并与流化床反应区连通的排渣管以及与排渣管的排渣口连通的排渣锁斗；排渣管上设有反吹气管，反吹气管的一端用于通入反吹气，另一端沿排渣管的延伸方向伸入气流化床反应区内并与流化床反应区连通，反吹气管用于向流化床反应区通入反吹气，对流化床反应区内的结渣进行脉动，使结渣松动并排至排渣锁斗中。该方案虽然通过反吹气管对流化床气化炉内的结渣进行脉动，但是其对煤炭反应不完全而导致的煤渣含碳量高的根本问题并没有什么帮助，不能增加煤炭资源利用率。

中国专利申请号为：CN201910068663.X，公开日为：2019年4月6日的专利文献，公开了一种可提高煤气化效率的方法及流化床气化炉，其中方法为在流化床气化炉反应过程中，通过气力输送入炉煤接近中心射流区，使加入的入炉煤快速升温后进入气化反应阶段。流化床气化炉包括筒体，筒体顶部开设有出气口，底部开设有排渣口，排渣口内设置有中心射流管，筒体中下部为煤粉堆气化反应区，中心射流管位于煤粉堆气化反应区底部中心，筒体上设置有若干进气管，筒体下部还设置有若干进煤管，进煤管插入筒体内部且朝向煤粉堆气化反应区中心位置。该发明通过将煤粉直接送入煤粉堆气化反应区中心位置，使入炉煤直接进入中心射流区燃烧进而参与气化反应，提高气化效率和煤炭转化效率，但是，其主要利用的是中心射流区的高温来提高气化效率，如果流化床气化炉的炉温不达标，其还是会存在煤炭原料反应不完全而导致的煤渣含碳率过高，产生结焦结渣现象。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有的流化床气化炉进行气化反应时，炉温较低使得煤炭原料反应不完全，煤渣含碳率过高而导致低温结焦现象发生的问题，本发明提供一种流化床气化装置，能够使得煤炭原料在气化炉中充分反应，排出的煤渣含碳率极低甚至为0，防止发生低温结焦现象而导致气化炉无法长时间正常运行。

本发明还提供一种流化床气化方法，采用上述一种流化床气化装置进行煤气化反应，能够使得煤炭原料充分反应，避免产生低温结焦现象。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种流化床气化装置，包括气化炉，所述气化炉侧壁上设有进料口，其上部设有煤气出口，下部设有第一排渣管，还包括环形管道；所述第一排渣管的侧壁上设有主气化剂进口，所述主气化剂进口外接气化剂输送装置；所述第一排渣管与气化炉相连的一段沿高度方向延伸；所述环形管道沿第一排渣管的进口的周向延伸，其上开设有辅助气化剂进口并外接蒸汽输送装置。

作为技术方案的进一步改进，所述辅助气化剂进口具有多个，等间隔分布在环形管道上。

作为技术方案的进一步改进，所述辅助气化剂进口具有多个，所述辅助气化剂进口处装有喷嘴。

作为技术方案的进一步改进，所述辅助气化剂进口具有多个，还包括第二排渣管；所述第二排渣管具有多个，沿第一排渣管的周向布置，其出口连接有排渣设备。

作为技术方案的进一步改进，所述辅助气化剂进口具有多个，所述气化炉的上部和下部分别设有压力传感器，所述压力传感器电连接中央控制系统，中央控制系统电连接所述排渣设备的开关。

一种流化床气化方法，采用上述技术方案所述的一种流化床气化装置，包括以下步骤：

启动气化炉，向主气化剂进口通入主气化剂，向环形管道中通入辅助气化剂，向气化炉中添加煤炭颗粒，保持炉温在950～1050℃进行气化反应；

所述主气化剂的喷射角度竖直向上；所述辅助气化剂的喷射角度为向上并向环形管道的中心点偏移；

煤炭颗粒进入气化炉后，在主气化剂和辅助气化剂的气流的作用力下停留在第一排渣管的进口处，煤炭颗粒进行气化反应过程中转变为熔融状态，多个煤炭颗粒在熔融状态下发生聚合形成更大粒径的颗粒，当聚合后的颗粒的重力大于主气化剂的气流的作用力后，聚合后的颗粒从第一排渣管中排出。

作为技术方案的进一步改进，所述辅助气化剂进口具有多个，所述主气化剂的流速为20～50m/s，温度为500～750℃，成分为水蒸气与空气、水蒸气与富氧或水蒸气与纯氧中的任意一种混合气体。

作为技术方案的进一步改进，所述辅助气化剂进口具有多个，所述辅助气化剂的成分为过热水蒸气，温度为220～300℃，喷射角度与竖直方向的夹角为5～10°，流速为15～35m/s。

作为技术方案的进一步改进，所述辅助气化剂进口具有多个，当气化装置包括压力传感器和第二排渣管时，还包括以下步骤：

当两个压力传感器检测的压差大于x时，第二排渣管出口处的排渣设备开启；当两个压力传感器检测的压差小于y时，第二排渣管出口处的排渣设备关闭；

所述x的取值范围为19～21kPa，所述y的取值范围为17～19kPa；所述气化炉上部和下部的两个压力传感器的高度差为25～35m。

作为技术方案的进一步改进，所述辅助气化剂进口具有多个，所述煤炭颗粒的粒径≤10mm。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明一种流化床气化装置，其设置有竖直向上的第一排渣管，并将主气化剂进口设置在第一排渣管上，主气化剂可以通过第一排渣管竖直向上喷射，通过设置合理的主气化剂的流速，使得粒径较小的煤炭颗粒能够在主气化剂的气流作用下持续停留在气化炉内进行反应，而当煤炭颗粒参与反应达到熔融状态后，多个煤炭颗粒会逐渐聚集成粒径较大的颗粒，而煤炭颗粒的粒径达到一定程度时，其基本反应完全成为粒径较大的煤渣，其重力会大于所受到的气流对其的作用力，从而下落进入第一排渣管进行排渣，此时煤渣中的碳含量基本为0，通过这种方式，一方面可以有效地解决流化床气化炉的炉温较低，导致煤炭反应不完全，煤渣含碳量较高，容易在排渣管中发生结焦的问题，另一方面其也是对于煤炭资源的充分利用；

(2)本发明一种流化床气化装置，在第一排渣管中通入主气化剂的基础上，沿第一排渣管的进口的周向开设有用于喷射辅助气化剂的环形管道，辅助气化剂为过热蒸汽，其由下至上向环形管道的中心喷射，在主气化剂的气流周围形成一圈蒸汽幕，从而能够控制主气化剂的气流在炉内的扩散程度，起到调节流场的作用，使得主气化剂的气流能够更好地控制煤炭颗粒的反应和排渣，另外，还可以通过调节辅助气化剂的投入量来调整炉内温度，并参与煤炭颗粒的气化反应，提高气化效率；

(3)本发明一种流化床气化装置，在第一排渣管的周向还开设有第二排渣管，能够在气化炉内的床层过高，第一排渣管的排渣速度无法满足煤渣的生成量时，辅助第一排渣管进行排渣，防止床层堆积过高发生结焦从而影响气化炉正常工作的现象；

(4)本发明一种流化床气化装置，在第二排渣管的基础上，还设有控制第二排渣管开启的控制装置，通过检测气化炉内上下部的压力差，即原料下降时的压降变化，能够判断气化炉内的床层高度，并控制第二排渣管出口处的排渣设备开启或关闭，从而将气化炉内的床层高度控制在合理的范围，防止炉内结焦现象的产生；

(5)本发明一种流化床气化方法，采用上述流化床气化装置进行煤炭颗粒的气化反应，通过对主气化剂和辅助气化剂的温度、流速和喷射角度等参数进行合理的设计，能够使未完全反应的煤炭颗粒在气化炉内停留，直到完全反应后再从排渣管排出，另外，其巧妙地通过检测气化炉上下部的压差来判断气化炉内的床层高度，从而及时地控制第二排渣管的开启，保证床层高度处于合适的范围，避免发生结焦或第一排渣管堵塞的现象。

附图说明

图1为气化炉的半剖视图；

图2为第一排渣管的局部放大图；

图中：1、气化炉；2、进料口；3、第一排渣管；4、主气化剂进口；5、环形管道；6、第二排渣管；7、煤气出口。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。

实施例1

一种流化床气化装置，用于以煤炭为原料制备煤气，能够有效地防止流化床气化炉内的低温结焦现象的产生，下面对其具体结构和工作原理进行详细描述。

如图1和图2所示，该气化装置的主体为气化炉1，气化炉1采用流化床气化炉。气化炉1的上部开设有煤气出口7，本实施例开设在气化炉1的顶端，煤气出口7外接有煤气处理设备。其侧壁上开设有进料口2，进料口2外接给煤机等煤料供给装置。气化炉1的下部设有第一排渣管3，第一排渣管3的侧壁上开设有主气化剂进口4，主气化剂进口4外接气化剂输送装置，且第一排渣管3与气化炉1相连的一段沿高度方向延伸，令主气化剂可以通过第一排渣管3竖直向上喷射。通过设置合理的主气化剂的流速，使得粒径较小的煤炭颗粒能够在主气化剂的气流作用下持续停留在气化炉1内进行反应，而当煤炭颗粒参与反应达到熔融状态后，多个煤炭颗粒会逐渐聚集成粒径较大的煤渣颗粒，当煤渣颗粒的粒径达到一定程度时，其重力会大于所受到的气流对其的作用力，从而下落进入第一排渣管3进行排渣，此时煤渣中的碳含量基本为0.通过这种方式，一方面可以有效地解决流化床气化炉的炉温较低，导致煤炭反应不完全，煤渣含碳量较高，容易在排渣管中发生结焦的问题，另一方面其也是对于煤炭资源的充分利用。为了方便煤渣从第一排渣管3中排出，本实施例的第一排渣管3为如图1所示的圆柱结构，其轴线与气化炉1的轴线同轴，第一排渣管3进口处的气化炉1内壁设置为直径由上到下逐渐减小的锥形结构，使得炉渣可以方便地从第一排渣管3中排出，且第一排渣管3采用水冷排渣管，即水冷壁管，使得其自身可以保持在适合工作的温度。

另外，为了调整主气化剂气流的流场，使得其能够更好地吹气煤炭颗粒，使未反应完全的煤炭颗粒停留在气化炉1内，本气化装置还设有一条沿第一排渣管3进口的周向延伸的环形管道5。环形管道5外接蒸汽输送装置，其上等间隔开设有多个辅助气化进口，一般为12-20个，本实施例为18个。辅助气化剂进口处装有喷嘴，方便对于辅助气化剂气流的喷射方向、大小等进行控制。辅助气化剂为过热蒸汽，其由下至上向环形管道5的中心喷射，在主气化剂的气流周围形成一圈蒸汽幕，从而能够控制主气化剂的气流在炉内的扩散程度，起到调节流场的作用，使得主气化剂的气流能够更好地控制煤炭颗粒的反应和排渣，确保煤炭颗粒完全反应后再通过第一排渣管3排出，避免发生低温结焦现象。另外，还可以通过调节辅助气化剂的投入量来调整炉内温度，并参与煤炭颗粒的气化反应，提高气化效率。

然而，煤炭原料的成分和质量有时候并不能很好地控制，原料中会夹杂一些不能进行气化反应的煤矸石，煤炭颗粒的活性也有可能不足，导致产生的煤渣过多，第一排渣管3无法满足煤渣的排放，使得气化炉1内的床层过高，煤渣和未完全反应的原料混合在一起，一方面影响原料的气化反应的进行，另一方面也容易堆积在第一排渣管3的进口处，发生结焦现象，堵塞第一排渣管3。因此，本气化装置沿第一排渣管3的周向还布置有多个第二排渣管6，本实施例为3个，第二排渣管6出口连接有排渣设备。当气化炉1内的床层过高，第一排渣管3的排渣速度无法满足煤渣的生成量时，第二排渣管6能够辅助第一排渣管3进行排渣，防止床层堆积过高发生结焦从而影响气化炉1正常工作的现象。

但是，工作人员判断气化炉1内的床层高度经常会有所失误或者无法及时判断，导致发生了结焦现象后再开启第二排渣管6，或者开启后不能及时关闭，使得较多的煤炭原料颗粒从第二排渣管6排出，从而降低了气化反应的效率，造成了煤炭资源的浪费。因此，本气化装置还设有检测气化炉1内床层高度和控制第二排渣管6启停的装置。气化炉1的上部和下部分别设有一个压力传感器，具体的，上部传感器设置在气化炉1的顶部，本实施例为设置在顶部出口处，下部传感器则设置在环形管道5上端约1米处，两个传感器的高度差为25～35m，本实施例为30m。两个压力传感器电连接中央控制系统，中央控制系统则与第二排渣管6出口处的排渣设备的开关相连接，排渣设备采用螺旋出渣机或滚筒冷渣设备，压力传感器为耐高温压力传感器。两个压力传感器会检测原料下降时的压降变化，即通过检测气化炉1内上下部位的压力，并将信号传递至中央控制系统，中央控制系统根据两个压差判断气化炉1内的床层高度，控制第二排渣管出口处的排渣设备开启或关系，从而将气化炉内的床层高度控制在合理的范围，防止炉内结焦现象的产生。

综上所述，本实施例的一种流化床气化装置，能够使得煤炭原料在气化炉中充分反应，排出的煤渣含碳率极低甚至为0，且其能够在气化炉1内的床层过高时打开额外的排渣管进行辅助排渣，防止发生低温结焦现象而导致气化炉无法长时间正常运行。

实施例2

一种流化床气化方法，采用实施例1的气化装置进行煤炭颗粒的气化反应，下面对其具体过程进行详细描述。

启动气化炉1后，通过气化剂输送装置向主气化剂进口4通入主气化剂，气化剂的流速为20～50m/s，温度为500～750℃，成分为水蒸气与空气、水蒸气与富氧或水蒸气与纯氧中的任意一种混合气体。接着，通过蒸汽输送装置向环形管道5中通入辅助气化剂即过热水蒸汽，过热水蒸汽的温度为220～300℃，喷射角度与竖直方向的夹角为5～10°，流速为15～35m/s。之后，向气化炉1中添加煤炭颗粒，煤炭颗粒的粒径≤10mm，保持炉温在950～1050℃进行气化反应。

小颗粒煤炭原料在主气化剂和辅助气化剂的气流作用下停留在气化炉1中进行气化反应，反应过程中，小颗粒煤炭原料逐渐转变为熔融状态并聚集形成粒径较大的颗粒，而煤炭颗粒的粒径达到一定程度时，其基本反应完全成为粒径较大的煤渣，其重力会大于所受到的气流对其的作用力，从而下落进入第一排渣管3进行排渣，此时煤渣中的含碳量基本为0。

当煤炭原料中夹杂有较多的不能进行反应的煤矸石，或煤炭原料的煤质较低，活性不足时，或两种情况均存在时，此时气化炉1中会产生较多的煤渣，仅仅采用第一排渣管3很难满足煤渣的排放，煤渣容易堆积在气化炉1的底部，形成较高的床层，导致结焦现象的产生，影响气化炉1的正常工作。针对此，本方法采用以下对策，分别在气化炉1的上下部设置一个压力传感器，压力传感器与外部中央控制系统、第二排渣管6出口处的排渣设备的开关依次电连接，两个压力传感器的高度差为25～35m。当两个压力传感器检测的压差大于x时，第二排渣管6出口处的排渣设备开启；当两个压力传感器检测的压差小于y时，第二排渣管6出口处的排渣设备关闭。其中，x的取值范围为19～21kPa，y的取值范围为17～19kPa，两个压力传感器的高度差为25～35m。通常情况下，x的取值大于y的取值，这是为了防止x和y取相同数值后，压差在该数值左右进行波动，导致排渣设备处于频繁开关的状态，造成排渣设备受损。x和y的差值一般取2～3，例如，x取20kPa，y取18kPa，此时，当压力传感器检测到气化炉1的上下部的压差大于20kPa时，控制第二排渣管6出口处的排渣设备开启，炉内上下部压差逐渐降低，当降低至18kPa时，排渣设备关闭，而当炉内压差再次升到20kPa后排渣设备再次开启。而如果x和y都取相同的数值，如19时，当压差为19.1时排渣设备就会开启，降到18.9后又会关闭，再次升到19以上又会开启，这就导致排渣设备的开关间隔时间极短，从而容易造成设备损坏。

综上所述，本实施例的一种流化床气化方法，采用实施例1的流化床气化装置进行煤炭颗粒的气化反应，通过对主气化剂和辅助气化剂的温度、流速和喷射角度等参数进行合理的设计，能够使未完全反应的煤炭颗粒在气化炉1内停留，直到完全反应后再从排渣管排出。另外，其巧妙地通过检测气化炉上下部的压差来判断气化炉内的床层高度，从而及时地控制第二排渣管6的开启，保证床层高度处于合适的范围，避免发生结焦或第一排渣管3堵塞的现象。

实施例3

本实施例的一种流化床气化方法，煤炭原料粒径小于10mm，其主气化剂采用水蒸气与空气的混合体，流速为20m/s，温度为500℃；辅助气化剂采用过热水蒸气，温度为280℃，喷射角度与竖直方向的夹角为7°，流速为20m/s。当气化炉1上部和下部的压差大于20kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备开启；当气化炉1上部和下部的压差小于18kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备关闭。

经过长时间生产实验，其排出的煤渣含碳量极低，气化炉1内的床层高度稳定，基本不发生结焦现象。

实施例4

本实施例的一种流化床气化方法，煤炭原料粒径小于10mm，其主气化剂采用水蒸气与纯氧的混合体，流速为25m/s，温度为750℃；辅助气化剂采用过热水蒸气，温度为267℃，喷射角度与竖直方向的夹角为5°，流速为25m/s。气化炉1上部和下部的压差大于19kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备开启；当气化炉1上部和下部的压差小于18kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备关闭。

经过长时间生产实验，其排出的煤渣含碳量极低，气化炉1内的床层高度稳定，基本不发生结焦现象。

实施例5

本实施例的一种流化床气化方法，煤炭原料粒径小于10mm，其主气化剂采用水蒸气与空气的混合体，流速为30m/s，温度为566℃；辅助气化剂采用过热水蒸气，温度为300℃，喷射角度与竖直方向的夹角为10°，流速为35m/s。气化炉1上部和下部的压差大于21kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备开启；当气化炉1上部和下部的压差小于19kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备关闭。

经过长时间生产实验，其排出的煤渣含碳量极低，气化炉1内的床层高度稳定，基本不发生结焦现象。

实施例7

本实施例的一种流化床气化方法，煤炭原料粒径小于10mm，其主气化剂采用水蒸气与纯氧的混合体，流速为35m/s，温度为643℃；辅助气化剂采用过热水蒸气，温度为220℃，喷射角度与竖直方向的夹角为6°，流速为15m/s。气化炉1上部和下部的压差大于19kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备开启；当气化炉1上部和下部的压差小于17kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备关闭。

经过长时间生产实验，其排出的煤渣含碳量极低，气化炉1内的床层高度稳定，基本不发生结焦现象。

实施例8

本实施例的一种流化床气化方法，煤炭原料粒径小于10mm，其主气化剂采用水蒸气与富氧的混合体，流速为40m/s，温度为607℃；辅助气化剂采用过热水蒸气，温度为255℃，喷射角度与竖直方向的夹角为8°，流速为26m/s。气化炉1上部和下部的压差大于20kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备开启；当气化炉1上部和下部的压差小于17kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备关闭。

经过长时间生产实验，其排出的煤渣含碳量极低，气化炉1内的床层高度稳定，基本不发生结焦现象。

实施例9

本实施例的一种流化床气化方法，煤炭原料粒径小于10mm，其主气化剂采用水蒸气与富氧的混合体，流速为45m/s，温度为546℃；辅助气化剂采用过热水蒸气，温度为234℃，喷射角度与竖直方向的夹角为9°，流速为32m/s。气化炉1上部和下部的压差大于21kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备开启；当气化炉1上部和下部的压差小于17kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备关闭。

经过长时间生产实验，气化炉1内的床层高度稳定，基本不发生结焦现象，但是第二排渣管6出口处的排渣设备启停时间较长，导致经第二排渣管6排出的未完全反应的煤料增加，排出的煤渣中含碳量有所增加。

实施例10

本实施例的一种流化床气化方法，煤炭原料粒径小于10mm，其主气化剂采用水蒸气与空气的混合体，流速为50m/s，温度为633℃；辅助气化剂采用过热水蒸气，温度为255℃，喷射角度与竖直方向的夹角为7°，流速为28m/s。气化炉1上部和下部的压差大于19kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备开启；当气化炉1上部和下部的压差小于19kPa时，第二排渣管6出口处的排渣设备关闭。

经过长时间生产实验，其排出的煤渣含碳量极低，气化炉1内的床层高度稳定，基本不发生结焦现象，但是第二排渣口6出口处的排渣设备长期处于不停地开关状态，设备故障率上升，影响实际生产。。

本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种流化床气化装置，包括气化炉(1)，所述气化炉(1)侧壁上设有进料口(2)，其上部设有煤气出口(7)，下部设有第一排渣管(3)，其特征在于：还包括环形管道(5)；所述第一排渣管(3)的侧壁上设有主气化剂进口(4)，所述主气化剂进口(4)外接气化剂输送装置；所述第一排渣管(3)与气化炉(1)相连的一段沿高度方向延伸；所述环形管道(5)沿第一排渣管(3)的进口的周向延伸，其上开设有辅助气化剂进口并外接蒸汽输送装置。

2.根据权利要求1所述的一种流化床气化装置，其特征在于：所述辅助气化剂进口具有多个，等间隔分布在环形管道(5)上。

3.根据权利要求2所述的一种流化床气化装置，其特征在于：所述辅助气化剂进口处装有喷嘴。

4.根据权利要求1所述的一种流化床气化装置，其特征在于：还包括第二排渣管(6)；所述第二排渣管(6)具有多个，沿第一排渣管(3)的周向布置，其出口连接有排渣设备。

5.根据权利要求4所述的一种流化床气化装置，其特征在于：所述气化炉(1)的上部和下部分别设有压力传感器，所述压力传感器电连接中央控制系统，中央控制系统电连接所述排渣设备的开关。

6.一种流化床气化方法，采用权利要求1-5中任意一项所述的一种流化床气化装置，包括以下步骤：

启动气化炉(1)，向主气化剂进口(4)通入主气化剂，向环形管道(5)中通入辅助气化剂，向气化炉(1)中添加煤炭颗粒，保持炉温在950～1050℃进行气化反应；

所述主气化剂的喷射角度竖直向上；所述辅助气化剂的喷射角度为向上并向环形管道(5)的中心点偏移；

煤炭颗粒进入气化炉(1)后，在主气化剂和辅助气化剂的气流的作用力下停留在第一排渣管(3)的进口处，煤炭颗粒进行气化反应过程中转变为熔融状态，多个煤炭颗粒在熔融状态下发生聚合形成更大粒径的颗粒，当聚合后的颗粒的重力大于主气化剂的气流的作用力后，聚合后的颗粒从第一排渣管(3)中排出。

7.根据权利要求6所述的一种流化床气化方法，其特征在于：所述主气化剂的流速为20～50m/s，温度为500～750℃，成分为水蒸气与空气、水蒸气与富氧或水蒸气与纯氧中的任意一种混合气体。

8.根据权利要求6所述的一种流化床气化方法，其特征在于：所述辅助气化剂的成分为过热水蒸气，温度为220～300℃，喷射角度与竖直方向的夹角为5～10°，流速为15～35m/s。

9.根据权利要求6所述的一种流化床气化方法，其特征在于：当气化装置包括压力传感器和第二排渣管(6)时，还包括以下步骤：

当两个压力传感器检测的压差大于x时，第二排渣管(6)出口处的排渣设备开启；当两个压力传感器检测的压差小于y时，第二排渣管(6)出口处的排渣设备关闭；

所述x的取值范围为19～21kPa，所述y的取值范围为17～19kPa；所述气化炉(1)上部和下部的两个压力传感器的高度差为25～35m。

10.根据权利要求6-9中任意一项所述的一种流化床气化方法，其特征在于：所述煤炭颗粒的粒径≤10mm。

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