CN114479948A - 一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统 - Google Patents
一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114479948A CN114479948A CN202210078451.1A CN202210078451A CN114479948A CN 114479948 A CN114479948 A CN 114479948A CN 202210078451 A CN202210078451 A CN 202210078451A CN 114479948 A CN114479948 A CN 114479948A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- gasification furnace
- fluidized bed
- jet
- gasifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002309 gasification Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 12
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 51
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 5
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 claims description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 3
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 21
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/54—Gasification of granular or pulverulent fuels by the Winkler technique, i.e. by fluidisation
- C10J3/56—Apparatus; Plants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/82—Gas withdrawal means
- C10J3/84—Gas withdrawal means with means for removing dust or tar from the gas
Abstract
本发明公开了一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统，涉及煤炭气化技术领域，包括气化炉以及与其连通的高温旋风分离器，气化炉内设中心高温射流区，高温旋风分离器一端将分离出的粉尘送至与其依次连通的缓冲冷却罐、锁斗、发送斗以及定量输送器，定量输送器将粉尘直接输送至中心高温射流区内。本发明通过将高温旋风分离器分离出的粉尘直接送入气化炉中心高温射流区，具有不仅提高了气化炉的反应效率，提高碳转化率，有效降低物料循环倍率，使得后续设备的使用工况得到了大大的改善，满足了煤制合成气生产装置的长周期稳定运行，还能解决目前高温旋风分离器料腿较高的问题，使得设备安装更具灵活性的效果。
Description
技术领域
本发明涉及煤炭气化技术领域，尤其涉及一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统，更具体的是通过流化床气化炉系统的组合设计，减低建设投资成本，实现高碳转化率、环境友好的目的以及满足气化炉设备长周期稳定运行的要求。
背景技术
流化床气化炉在煤制气领域得到广泛应用。流化床气化炉中涉及到返粉的步骤，传统的返粉方法是高温旋风分离器分离出来的粉尘通过物料的压差送入气化炉内，这就需要高温旋风分离器的料腿高度达到一定的高度，导致整个气化装置的建设高度高、投资成本大。
并且，射流流化床气化炉由于具有炉内高温氧化区，在一定程度上提高了煤炭气化过程中的转化率。但是目前经高温旋风分离器分离出的粉尘，经收集后通过连接在气化炉侧壁或气体分布板上的返粉管道直接投入到气化炉内，与炉内床料混合后，随床料流动到高温中心射流区后，才能被燃烧的床料引燃而再次燃烧和气化，这导致飞灰在气化炉内存在大量的时间是不在反应的。基于目前射流流化床气化炉高温旋风除尘器回料的该结构特点，导致气化炉内物料的循环倍率较大、碳转化率较低、细粉排放严重，后续的余热回收系统、粉尘收集系统运行工况苛刻。
基于此，本发明设计出了一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统来解决以上问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的高温旋风分离器料腿设置较高、碳转化率低、粉尘收集系统运行工况苛刻的缺点，而提出的一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统，包括气化炉，所述气化炉内包括从上至下依次包括气室、流化床气体分布板、中心高温射流区、气化炉浓相段以及气化炉稀相段，所述气室位于流化床气体分布板的下方，所述中心高温射流区位于气化炉浓相段底部的中心部位，所述气化炉顶部出口通过管道连通高温旋风分离器，所述高温旋风分离器顶侧一端将分离出的气体送至与其连通的余热回收系统与粉尘收集系统内，底部另一端将分离出的粉尘送至与其依次连通的缓冲冷却罐、锁斗、发送斗以及定量输送器，所述定量输送器连通输送管道，该输送管道依次穿过气室、流化床气体分布板直至中心高温射流区，以将粉尘直接输送至中心高温射流区内。
进一步的，所述缓冲冷却罐的罐体外壁为水冷夹套式容器，内部设有火管式换热器。
进一步的，所述锁斗加压采用充入合成气、二氧化碳气或氮气的方式。
进一步的，所述定量输送器上的无转动设施采用节流定量的方式直接将发送斗送来的粉尘物通过输送管道，穿过气室、流化床气体分布板输送至中心高温射流区，与中心高温射流区内的氧气完成氧化反应，变成熔融的液滴粘附到气化炉浓相段的床层物料上，并通过气化炉下部排渣通道排出。
进一步的，所述锁斗、发送斗、输送管道均为水冷夹套方式。
进一步的，所述缓冲冷却罐采用立式列管管板式结构或蛇形管式结构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明中，通过气化炉顶部连通高温旋风分离器，在高温旋风分离器的粉尘出口依次连通缓冲冷却罐、锁斗、发送斗以及定量输送器，定量输送器通过输送管道穿过气室、流化床气体分布板直达中心高温射流区，可以直接将高温旋风分离器分离出来的粉尘直接通入中心高温射流区内进行反应，最大程度的保证了粉尘进入气化炉之后的时间均在反应状态下，进而提高了气化炉的反应效率，提高碳转化率，基于反应速率的加快，粉尘的循环倍率可以有效降低，从而加快工作速率，使得后续设备的使用工况得到了大大的改善，满足了煤制合成气生产装置的长周期稳定运行。
(2)并且，由于采用缓冲冷却罐、锁斗、发送斗以及定量输送器的相互配合作用，能够直接将粉尘输送至气化炉内中心高温射流区进行反应，无需利用物料的压差输送粉尘，不仅能解决提高反应效率的问题，还能解决高温旋风分离器料腿较高的问题，使得设备安装更具灵活性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图中：1、气化炉；2、高温旋风分离器；3、缓冲冷却罐；4、锁斗；5、发送斗；6、定量输送器；7、流化床气体分布板；101、气化炉浓相段；102、气化炉稀相段；103、气室。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统，包括气化炉1，气化炉1内包括从上至下依次包括气室103、流化床气体分布板7、中心高温射流区、气化炉浓相段101以及气化炉稀相段102，气室103位于流化床气体分布板7的下方。
中心高温射流区位于气化炉1下部密相段底部的中心部位，在该区域内的反应温度高达1200-1400℃，局部氧气浓度高于化学反应当量，所发生的化学反应主要为气固两相的过氧氧化反应。
气化炉浓相段101的反应温度在950-1000℃，所进行的化学反应主要为气固两相的缺氧气化还原反应。气化炉稀相段102位于射流流化床气化炉1的上部，在该区域所发生的化学反应主要为气体间的均相反应。
气化炉1顶部出口生产的合成气温度950-1000℃。气化炉1顶部出口通过管道连通高温旋风分离器2，气化炉1内产生的粗煤气通过管道进入高温旋风分离器2，高温旋风分离器2分离粗煤气中的气体和粉尘，高温旋风分离器2顶侧一端将分离出的气体送至与其连通的余热回收系统与粉尘收集系统内，进行粗煤气的余热回收和粗煤气中的粉尘收集，高温旋风分离器2底部另一端将分离出的粉尘送至与其依次连通的缓冲冷却罐3、锁斗4、发送斗5以及定量输送器6，定量输送器6连通输送管道，该输送管道依次穿过气室103、流化床气体分布板7直至中心高温射流区，以将粉尘直接输送至中心高温射流区内。
返粉时，直接将高温旋风分离器2捕捉到的细粉尘经过缓冲冷却罐3降温后进入锁斗4、发送斗5系统，再经过定量输送器6，通过输送管道直接将细粉尘输送至气化炉1内射流床的中心高温射流区进行氧化反应，进而提高了气化炉1的反应效率，碳转化率高，
细粉尘进入中心高温射流区中，经气化炉1重新反应，生成的粗煤气再通过气化炉1顶部出口，进入高温旋风分离器2、缓冲冷却罐3、锁斗4、发送斗5、定量输送器6直接输送至中心高温射流区，循环利用，由于对于粉尘的利用更加充分，可以有效降低物料的循环倍率，加快反应效率，提高工作速度，降低成本。
缓冲冷却罐3的罐体外壁为水冷夹套式容器，内部设有火管式换热器。火管式换热器的壳程为锅炉给水、管程为高温旋风分离器2分离下来的粉尘。本发明中，缓冲冷却罐3能有效回收粉尘中蕴含的热量、降低粉尘温度，并为下部的锁斗4、发送斗5、定量输送器6及控制阀门提供适合的工作温度200-400℃。
且，缓冲冷却罐3采用立式列管管板式结构或蛇形管式结构，冷却后的细粉通过锁斗4、发送斗5、定量输送器6通过管道送入到气化炉1的中心射流高温区附近。
锁斗4加压采用充入合成气、二氧化碳气或氮气的方式。通过调节锁斗4内部的压力变化用以实现装料、排料的过程。
定量输送器6包括物料输送定量控制阀，通过阀实现物料粉尘定量输送的控制，定量输送器6上的无转动设施采用节流定量的方式，直接将发送斗5送来的粉尘物通过输送管道，穿过气室103、流化床气体分布板7输送至中心高温射流区，与中心高温射流区内的氧气完成氧化反应，变成熔融的液滴粘附到气化炉浓相段101的床层物料上，并通过气化炉1下部排渣通道排出。
此外，锁斗4、发送斗5、输送管道均为水冷夹套方式。
本发明中返粉系统，由于能够直接将高温旋风分离器2中的粉尘直接通过中心高温射流区，相较于现有技术利用物料压差送入气化炉1的方式，可以不再受高温旋风分离器2料腿高度的限制，更便于现场设备的布置。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统，其特征在于，包括气化炉(1)，所述气化炉(1)内包括从上至下依次包括气室(103)、流化床气体分布板(7)、中心高温射流区、气化炉浓相段(101)以及气化炉稀相段(102)，所述气室(103)位于流化床气体分布板(7)的下方，所述中心高温射流区位于气化炉浓相段(101)底部的中心部位，所述气化炉(1)顶部出口通过管道连通高温旋风分离器(2)，所述高温旋风分离器(2)一端将分离出的气体送至与其连通的余热回收系统与粉尘收集系统内，另一端将分离出的粉尘送至与其依次连通的缓冲冷却罐(3)、锁斗(4)、发送斗(5)以及定量输送器(6)，所述定量输送器(6)连通输送管道，该输送管道依次穿过气室(103)、流化床气体分布板(7)直至中心高温射流区，以将粉尘直接输送至中心高温射流区内。
2.根据权利要求1所述的一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统，其特征在于，所述缓冲冷却罐(3)的罐体外壁为水冷夹套式容器，内部设有火管式换热器。
3.根据权利要求2所述的一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统，其特征在于，所述锁斗(4)加压采用充入合成气、二氧化碳气或氮气的方式。
4.根据权利要求3所述的一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统，其特征在于，所述定量输送器(6)上的无转动设施采用节流定量的方式直接将发送斗(5)送来的粉尘物通过输送管道，穿过气室(103)、流化床气体分布板(7)输送至中心高温射流区，与中心高温射流区内的氧气完成氧化反应，变成熔融的液滴粘附到气化炉浓相段(101)的床层物料上，并通过气化炉(1)下部排渣通道排出。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统，其特征在于，所述锁斗(4)、发送斗(5)、输送管道均为水冷夹套方式。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统，其特征在于，所述缓冲冷却罐(3)采用立式列管管板式结构或蛇形管式结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210078451.1A CN114479948A (zh) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | 一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210078451.1A CN114479948A (zh) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | 一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114479948A true CN114479948A (zh) | 2022-05-13 |
Family
ID=81475093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210078451.1A Pending CN114479948A (zh) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | 一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114479948A (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0718267A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-20 | Babcock Hitachi Kk | 微粉炭ガス化炉 |
| CN102533345A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-07-04 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 复合式流化床煤气化的方法及装置 |
| US20130101944A1 (en) * | 2011-04-07 | 2013-04-25 | Pt Total Sinergy International | Gasification burner |
| CN103184077A (zh) * | 2013-03-21 | 2013-07-03 | 浙江工业大学化工设备有限公司 | 一种带有飞灰强制回注系统的粉煤气化方法 |
| UA98188U (ru) * | 2014-09-08 | 2015-04-27 | Інститут Геотехнічної Механіки Ім. М.С. Полякова Нан України | Устройство для термической переработки углевмещающих материалов |
| CN206580785U (zh) * | 2017-03-24 | 2017-10-24 | 新能能源有限公司 | 一种三级旋风除尘装置 |
| CN111019713A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-04-17 | 新奥科技发展有限公司 | 返料系统 |
-
2022
- 2022-01-24 CN CN202210078451.1A patent/CN114479948A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0718267A (ja) * | 1993-06-30 | 1995-01-20 | Babcock Hitachi Kk | 微粉炭ガス化炉 |
| US20130101944A1 (en) * | 2011-04-07 | 2013-04-25 | Pt Total Sinergy International | Gasification burner |
| CN102533345A (zh) * | 2011-12-14 | 2012-07-04 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 复合式流化床煤气化的方法及装置 |
| CN103184077A (zh) * | 2013-03-21 | 2013-07-03 | 浙江工业大学化工设备有限公司 | 一种带有飞灰强制回注系统的粉煤气化方法 |
| UA98188U (ru) * | 2014-09-08 | 2015-04-27 | Інститут Геотехнічної Механіки Ім. М.С. Полякова Нан України | Устройство для термической переработки углевмещающих материалов |
| CN206580785U (zh) * | 2017-03-24 | 2017-10-24 | 新能能源有限公司 | 一种三级旋风除尘装置 |
| CN111019713A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-04-17 | 新奥科技发展有限公司 | 返料系统 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 魏志刚等: "FCCU串联旋风分离器料腿的负压差和蓄压计算方法", 《炼油技术与工程》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100577775C (zh) | 一种循环流化床煤气化装置及使用该装置生成煤气的方法 | |
| WO2012074942A2 (en) | Method and apparatus for particle recycling in multiphase chemical reactors | |
| CN107043641B (zh) | 带细粉灰回送的循环流化床煤气化方法及装置 | |
| CN1328356C (zh) | 一种干粉固体燃料气化方法 | |
| CN111763535B (zh) | 一种生物质流化床气化制备燃料气或合成气的方法及装置 | |
| CN106554826A (zh) | 带细粉灰熔融的循环流化床煤气化方法及装置 | |
| CN101781584B (zh) | 等离子体煤气化的方法及设备 | |
| CN109897672A (zh) | 利用尾气循环煤气化生产的装置和方法 | |
| CN105273764A (zh) | 煤气化装置及气化方法 | |
| CN209702674U (zh) | 一种煤气化系统 | |
| CN109777521B (zh) | 一种煤气化系统及气化工艺 | |
| CN201046952Y (zh) | 一种循环流化床煤气化装置 | |
| CN105038827B (zh) | 一种低阶碎煤分质分级梯级利用系统及方法 | |
| CN107267218B (zh) | 固体燃料热解气化的方法及系统 | |
| CN107057768B (zh) | 带空气预热及产生蒸汽的干煤粉气化炉及其方法 | |
| CN107760385B (zh) | 流化床和熔融床相组合的煤气化装置及其方法 | |
| CN105441131B (zh) | 一种煤气化灰渣氧化脱碳制灰分联产蒸汽的方法 | |
| CN114479948A (zh) | 一种用于煤制合成气的射流流化床气化炉中温返粉系统 | |
| CN112111304B (zh) | 飞灰循环气化系统和煤气中飞灰的回收处理方法 | |
| CN201626942U (zh) | 等离子体煤气化设备 | |
| CN105396518B (zh) | 一种煤气化灰渣氧化脱碳的组合循环流化床反应器 | |
| CN108517227B (zh) | 工业燃气的制备系统及工业燃气的制备方法 | |
| CN218969164U (zh) | 一种射流流化床气化炉温返粉系统 | |
| CN106675659A (zh) | 气固两相流高温反应系统颗粒回收装置和方法 | |
| CN111676065A (zh) | 一种生物质与煤共气化系统及气化方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220513 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |