CN1958742A - 一种固体燃料制备高浓度合成气的双流化床气化－燃烧耦合装置 - Google Patents
一种固体燃料制备高浓度合成气的双流化床气化－燃烧耦合装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种固体燃料制备高浓度合成气的双流化床气化—燃烧耦合装置，是由流化床、合成气出口(5)、燃料入口(3)、水蒸汽入口(1)和气体分布器(2)组成，其特征在于流化床分为主流化床(4)和副流化床，直管(9)与直管(9)顶端相连通的扩大段(7)组成副流化床，扩大段(7)顶端是烟气出口(6)，直管(9)底部是灰渣出口(14)，直管(9)下部有一次风进口(13)和二次风进口(11)，并在直管(9)下部通过循环斜管(12)与主流化床(4)下部相通，扩大段(7)通过立管(8)和L型阀(10)与主流化床(4)中部相通，主流化床(4)顶端是合成气出口(5)，主流化床(4)底部有水蒸汽入口(1)和气体分布器(2)，在主流化床(4)中部有燃料入口(3)。具体结构简单、成本低、易操作的优点。
Description
技术领域
本发明属于一种气化-燃烧装置，具体地说涉及一种固体燃料制备高浓度合成气的双流化床气化-燃烧耦合装置。
背景技术
煤炭是中国的主导能源，目前在一次能源消费中约占75％以上。随着能源结构的调整，尽管煤炭所占比例有所下降，但是煤炭消耗的总量却呈现逐年递增趋势，可见洁净煤炭转化技术对国民经济的稳定健康发展具有极其重要的战略意义。石油是我国经济建设中另一种重要能源，随着原油的重质化和劣质化，石油焦的产量呈现逐年上升趋势，因此，石油焦的高效利用直接关系到炼油厂的经济效益和社会效益。生物质作为一种二氧化碳净排放为零的可再生能源，已经引起国际社会的普遍关注。具体来说，生物质资源包括种植生产的资源(如：甘蔗、木薯、玉米、油菜籽、甜高粱、油楠、麻风树以及能源林等能源作物)和未利用的资源(如：秸秆、稻壳、蔗渣、蔬菜残余物、木材加工废弃物等农业残余物，畜禽粪便、屠宰场废弃物等动物残余物，渔业加工残余物以及生活垃圾、有机废水等城市废弃物)两大类。不论是煤和石油焦等化石能源，还是生物质等可再生能源，均属于含有碳、氢元素的固体燃料。
以煤、石油焦、生物质等固体燃料气化后制得合成气，一方面可以为合成烃类、醇类和醚类等一碳化工提供原料，另一方面经转化后可以获得洁净燃料氢气。现有商业化的气化炉主要有固定床(移动床)、流化床和气流床三大类型，其中流化床气化具有温度适中和煤种适用性广等诸多优点。中国专利(ZL200410051078.2和ZL03262731.9)虽已分别提出了生物质和煤流化床气化的新技术，但是均为单一流化床装置，其缺陷是只能采用空气、富氧空气、氧气、水蒸汽及其混合物为气化剂，为了得到纯度较高的合成气，或者上游需要空分装置或者需要后续氮气分离装置，设备投资、装置运行及其维护费用高额。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、成本低、易操作的固体燃料制备高浓度合成气的双流化床气化-燃烧耦合装置。
本发明的目的是这样实现的，它是由流化床、合成气出口、燃料入口、水蒸汽入口和气体分布器组成，其特征在于流化床分为主流化床和副流化床，直管与直管顶端相连通的扩大段组成副流化床，扩大段顶端是烟气出口，直管底部是灰渣出口，直管下部乎一次风进口和二次风进口，并在直管下部通过循环斜管与主流化床下部相通，扩大段通过立管和L型阀与主流化床中部相通，主流化床顶端是合成气出口，主流化床底部有水蒸汽入口和气体分布器，在主流化床中部有燃料入口。
所述的主流化床是锥形结构。
固体燃料输送入主流化床，水蒸汽经水蒸汽入口和气体分布器进入主流床，主流化床内呈现鼓泡或湍动流态化。固体燃料在水蒸汽的作用下，煤和生物质发生热解和气化反应，合成气从主流化床合成气出口排出，热解、气化后的残留物(这里称为半焦，对于生物质来说包括半焦和石英砂惰性载体)经循环斜管进入副流化床的直管，在循环斜管内，固体物料呈现移动床状态，空气通过一次进风口和二次风进口进入直管与半焦接触，发生燃烧反应，由于直管内气体速度非常高而呈现快速床状态，烟气与固体颗粒在副流化床的扩大段内初步分离后，烟气从烟气出口流出，高温固体颗粒经立管和L型阀返回到主流化床，灰渣经排灰渣出口排出。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
①通过循环系统使吸热的热解/气化反应和放热的燃烧反应在同一装置内完成，在不用富氧空气或氧气的条件下可以获得高纯度的合成气，实现了装置的高度集成和能量的合理协调；
②固体燃料的热解/气化和燃烧过程分别在两个流化床中进行，可以实现分别控制；
③主流化床采用锥形结构，既可以使热解、气化过程的流动、传递和反应得到强化，也可以防止副流化床内气体经循环斜管倒串进入主流化床内；
④副流化床采用快速床形式，可以最大限度地提高燃烧效率；
⑤副流化床上部采用扩大段，有利于气、固分离；
⑥立管下部连接L型阀，保证了固体物料顺利返回到主流化床。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
如图所示，1是水蒸汽入口，2是气体分布器，3是燃料入口，4是主流化床，5是合成气出口，6是烟气出口，7是扩大段，8是立管，9是直管，10是L型阀，11是二次风入口，12是循环斜管，13是一次风入口，14是灰渣出口。
具体实施方式
流化床分为主流化床4和副流化床，直管9与直管9顶端相连通的扩大段7组成副流化床，扩大段7顶端是烟气出口6，直管9底部是灰渣出口14，直管9下部有一次风进口13和二次风进口11，并在直管9下部通过循环斜管12与主流化床4下部相通，扩大段7通过立管8和L型阀10与主流化床4中部相通，主流化床4顶端是合成气出口5，主流化床4底部有水蒸汽入口1和气体分布器2，在主流化床4中部有燃料入口3。
固体燃料通过燃料入口3输送入主流化床4，水蒸汽经水蒸汽入口1和气体分布器2进入主流床4，固体燃料在水蒸汽的作用下，主流化床4内呈现鼓泡或湍动流态化，煤和生物质发生热解和气化反应，合成气从主流化床4合成气出口5排出，热解、气化后的残留物(这里称为半焦，对于生物质来说包括半焦和石英砂惰性载体)经循环斜管12进入副流化床的直管9，在循环斜管9内，固体物料呈现移动床状态，空气通过一次进风口13和二次风进口11进入直管9与半焦接触，发生燃烧反应，由于直管9内气体速度非常高而呈现快速床状态，烟气与固体颗粒在副流化床的扩大段7内初步分离后，烟气从烟气出口6流出，高温固体颗粒经立管8和L型阀10返回到主流化床4，灰渣经排灰渣出口14排出。
Claims (2)
1、一种固体燃料制备高浓度合成气的双流化床气化-燃烧耦合装置是由流化床、合成气出口(5)、燃料入口(3)、水蒸汽入口(1)和气体分布器(2)组成，其特征在于流化床分为主流化床(4)和副流化床，直管(9)与直管(9)顶端相连通的扩大段(7)组成副流化床，扩大段(7)顶端是烟气出口(6)，直管(9)底部是灰渣出口(14)，直管(9)下部有一次风进口(13)和二次风进口(11)，并在直管(9)下部通过循环钭管(12)与主流化床(4)下部相通，扩大段(7)通过立管(8)和L型阀(10)与主流化床(4)中部相通，主流化床(4)顶端是合成气出口(5)，主流化床(4)底部有水蒸汽入口(1)和气体分布器(2)，在主流化床(4)中部有燃料入口(3)。
2、如权利要求1所述的一种固体燃料制备高浓度合成气的双流化床气化-燃烧耦合装置，其特征在于所述的主流化床是锥形结构。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN 200610102084 CN100580061C (zh) | 2006-10-24 | 2006-10-24 | 一种固体燃料制备高浓度合成气的双流化床气化-燃烧耦合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200610102084 CN100580061C (zh) | 2006-10-24 | 2006-10-24 | 一种固体燃料制备高浓度合成气的双流化床气化-燃烧耦合装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1958742A true CN1958742A (zh) | 2007-05-09 |
| CN100580061C CN100580061C (zh) | 2010-01-13 |
Family
ID=38070601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200610102084 Expired - Fee Related CN100580061C (zh) | 2006-10-24 | 2006-10-24 | 一种固体燃料制备高浓度合成气的双流化床气化-燃烧耦合装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100580061C (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102278742A (zh) * | 2010-06-09 | 2011-12-14 | 华北电力大学 | 一种射流调控的生物质和煤循环流化床共燃装置 |
| CN108518672A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-09-11 | 清华大学 | 一种低氮燃烧循环流化床锅炉 |
| CN110066693A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-30 | 上海电气集团股份有限公司 | 一种两段式生物质气化发电系统及其工况切换方法 |
-
2006
- 2006-10-24 CN CN 200610102084 patent/CN100580061C/zh not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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| CN100580061C (zh) | 2010-01-13 |
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