CN1749368A - 双上升管循环流化床煤气化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双上升管循环流化床煤气化装置，是煤的热解过程和气化过程解耦的循环流化床气化装置，使得煤的热解过程在一个上升管中实现，热解产生的半焦在另一上升管底部部分燃烧，而在上升管的中部和上部进行气化。由于气化循环流化床上升管中不加入空气，因而采用双上升管可以制造高浓度(一氧化碳和氢气浓度之和)水煤气。此系统可通过调节双上升管气体表观速度、颗粒循环速率、物料进料位置来实现良好的气固相接触状况，尤其是双上升管操作可分别调节，可以省去投资额巨大的空分装置，减小了操作难度，达到燃料适应性广、气化效率高、环境污染小、负荷调节范围大的目的。

Description

双上升管循环流化床煤气化装置
技术领域：
本发明涉及一种能源工程循环流化床煤气化技术，特别是双上升管循环流化床煤气化技术，以实现对煤炭资源高效、洁净利用。
背景技术：
我国是一个煤资源丰富的国家，也是一个燃煤大国，煤炭占一次能源消费总量的75％，在今后相当长的时间内，这种以煤炭为主的能源结构不会有太大的变化。煤炭资源清洁利用，可以促进我国能源工业的健康发展，也有利于保护环境。循环流化床煤气化工艺是洁净煤技术的龙头，其研究和开发具有重要的经济和环保意义。
以煤炭为原料，利用循环流化床煤气化技术制得合成气，然后转化为氢气，这样的工艺具有成本低、生产规模大等优点。如果采用空气循环流化床造气，则后续合成气与空气带入的氮气分离需消耗大量功，为了避免大量氮气带入循环流化床系统，传统的循环流化床煤气化过程通常采用富氧空气和纯氧造气，而富氧空气和纯氧煤气化过程需要配备投资巨大的空分装置，而此种空分装置的投资是中小型炼油厂难以承受的。
发明内容：
针对现有技术的不足，本发明提出了双上升管的思想，目的是要提供一种煤的热解过程和气化过程解耦的循环流化床气化装置，使煤的热解过程在一个上升管中实现，热解产生的半焦在另一上升管底部部分燃烧，而在上升管的中部和上部进行气化。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：煤气化循环流化床装置主要由热解流化床、热解循环流化床、气化循环流化床、进料料斗、螺旋进料器、风机、旋风分离器、气动阀等组成，其特征是进料料斗同螺旋进料器相连，螺旋进料器同热解流化床相连，热解流化床通过气动阀与热解循环流化燃烧床相连，热解循环流化床通过旋风分离器与鼓泡流化床相连。鼓泡流化床有一条支路通过气动阀与热解流化床相连，另一支路通过气动阀与循环流化气化床相连，气化循环流化床通过旋风分离器与鼓泡流化床相连。热解循环流化床的底部连接风机。四个流化床上部分别接有旋风分离器，用于分离扬析的颗粒物料。
煤气化系统固体颗粒循环是按如下方式实现的，进料料斗中的粉煤经称重后由螺旋进料器进入热解流化床，与来自风机的空气接触，形成鼓泡流化状态；热解流化床中的粉煤和半焦经气动阀后进入热解循环流化床，与来自风机的空气接触，形成循环流化状态，并随气体一起输送到旋风分离器；分离后的粉煤或半焦进入鼓泡流化床，与来自风机的空气接触，形成鼓泡流化状态；鼓泡床中的粉煤或半焦分两路流出：一路是经气动阀返回热解流化床，另一路是经气动阀后进入气化循环流化床，与来自风机的空气接触，形成流化状态，并随空气一起被输送到旋风分离器；分离后的粉煤或半焦返回鼓泡流化床。
由于气化循环流化床上升管中不加入空气，因而采用双上升管可以制造高浓度(一氧化碳和氢气浓度之和)水煤气。此系统可通过调节双上升管气体表观速度、颗粒循环速率、物料进料位置来实现良好的气固相接触状况，尤其是双上升管操作可分别调节，可以省去投资额巨大的空分装置，减小了操作难度，可以达到燃料适应性广、气化效率高、环境污染小、负荷调节范围大的目的。
附图说明：
图1为依据本发明所提出的双上升管循环流化床煤气化装置的流程示意图。
图中：1-进料料斗；2-螺旋进料器；3-热解流化床；4-旋风分离器；5-气动阀；6-热解循环流化燃烧床；7-旋风分离器；8-鼓泡流化床；9-气动阀；10-气动阀；11-气化循环流化床；12-旋风分离器；13-蒸汽阀；14-风机；15-蒸汽阀；16-蒸汽阀；17-旋风分离器；18-蒸汽阀；19-锅炉。
具体实施方式：
下面结合附图详细说明本发明的具体结构及最佳实施方式。
如图1所示，本发明所述装置主要包括进料料斗1，螺旋进料器2，热解流化床3，旋风分离器4、7、12、17，气动阀5、9、10，热解循环流化燃烧床6，鼓泡流化床8，气化循环流化床11，蒸汽阀13、15、16、18，风机14，锅炉19。进料料斗1同螺旋进料器2相连，螺旋进料器2的出口同热解流化床3相连，热解流化床3通过气动阀5与热解循环流化燃烧床6相连通，热解循环流化燃烧床6的顶端通过旋风分离器7与鼓泡流化床8相连接。鼓泡流化床8的出口分二条支路，一条支路通过气动阀9与热解流化床3相连，另一支路通过气动阀10与气化循环流化床11相连，气化循环流化床11通过旋风分离器12与鼓泡流化床8相连接。热解循环流化燃烧床6的底部连接风机14。四个流化床的上部分别接有旋风分离器，用于分离扬析的颗粒物料。
具体的流程为：进料料斗1中的粉煤经称重后由螺旋进料器2进入热解流化床3，与来自风机14的空气接触，形成鼓泡流化状态；热解流化床3中的粉煤和半焦经气动阀5后进入热解循环流化床6，与来自风机14的空气接触，形成循环流化状态，蒸汽在热解上升管一定高度加入到热解流化床中，并随空气一起被输送到旋风分离器7；分离后的粉煤或半焦进入鼓泡流化床8，与来自锅炉19的蒸汽接触，形成鼓泡流化状态；鼓泡床8中的粉煤或半焦分两路流出：一路是经气动阀9返回热解流化床3以维持鼓泡床8中床层高度的稳定，另一路是经气动阀10后进入气化循环流化床11，与来自锅炉19的蒸汽接触，形成流化状态，并随空气一起被输送到旋风分离器12；分离后的粉煤或半焦返回鼓泡流化床8。
本发明与现有技术相比具有如下优点及有益之处：①煤的热解过程和气化过程分别在两个循环流化床中进行，煤的热解和气化过程解耦并分别控制。②本发明采用了前置鼓泡流化床，使煤部分气化，使煤分级转化，提高了煤的利用效率；③本发明提出了半焦鼓泡流化床缓冲罐的概念，减小了系统操作难度。

Claims (3)

1.一种双上升管循环流化床煤气化装置，主要包括热解流化床、热解循环流化床、气化循环流化床、进料料斗、螺旋进料器、风机、旋风分离器、气动阀，其特征是进料料斗同螺旋进料器相连，螺旋进料器同热解流化床相连，热解流化床通过气动阀与热解循环流化燃烧床相连，热解循环流化床通过旋风分离器与鼓泡流化床相连，鼓泡流化床有一条支路通过气动阀与热解流化床相连，另一支路通过气动阀与气化循环流化床相连，气化循环流化床通过旋风分离器与鼓泡流化床相连。
2.依据权利要求1所述的双上升管循环流化床煤气化装置，其特征是所说的热解循环流化床的底部连接风机。
3.依据权利要求1所述的双上升管循环流化床煤气化装置，其特征是所说的热解流化床、热解循环流化燃烧床、鼓泡流化床和气化循环流化床的上部分别接有旋风分离器，用于分离扬析的颗粒物料。
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