CN204574013U - 大型循环流化床热解气化联合装置 - Google Patents

大型循环流化床热解气化联合装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种大型循环流化床热解气化联合装置，热解气化联合装置以锅炉炉膛作为对称线或对称中心，成左右分布的H形；所述侧煤仓分别与热解气化炉和锅炉回料器的回料腿相连，锅炉回料器通过其回料腿与锅炉炉膛相连；侧煤仓设置于远离锅炉炉膛处，旋风分离器设置于靠近锅炉炉膛处，热解气化炉设置于侧煤仓和锅炉炉膛之间，一级煤气分离器、二级煤气分离器、返料装置、一级返料装置和二级返料装置设置于热解气化炉和锅炉炉膛之间。本实用新型采用H型布置+两侧布置热解气化炉相结合的方式，通过侧煤仓布置以兼顾循环流化床锅炉回料器的回料腿给料和热解气化炉给料，使得锅炉、侧煤仓、热解气化炉之间的连接装置更简单可靠。

Description

大型循环流化床热解气化联合装置
技术领域
本实用新型涉及一种大型循环流化床热解气化联合装置，属于流化床技术领域。
背景技术
循环流化床锅炉热解燃烧分级转换是把循环流化床锅炉和热解气化炉从性能上和结构上紧密连接起来，以实现煤炭的多联产。煤炭的多联产技术将煤的热解、气化、燃烧、合成等各过程有机结合，跨越式提高煤炭利用效率、环境效益和经济性，真正解决我国煤炭的高效洁净利用问题，满足我国国民经济发展的重大需求。
目前已投运的循环流化床锅炉热解燃烧分级转换装置均是小容量的，并且都是改造项目，热解气化炉是后来添加的。因此，从结构布置来讲，循环流化床锅炉和热解气化炉之间并不是最优匹配，从而造成循环流化床锅炉和热解气化炉之间连接装置的结构复杂、给煤系统复杂、返料装置复杂等结构问题。
随着循环流化床锅炉大型化的发展，锅炉结构越来越复杂，循环流化床锅炉配的热解气化炉数量也增多。因此，循环流化床锅炉和热解气化炉之间结构上最优匹配的问题不得不考虑，同时为节约机组占地面积，需考虑将热解气化炉放到锅炉钢架内。
目前，国内350MW及以下等级的循环流化床锅炉的布置方式均为炉膛+旋风分离器+尾部烟道三跨式布置，采用前墙给煤方式。这种前墙给煤+三跨式布置方式，在结合热解气化炉时存在诸多问题。
如图1所示，整个热解气化联合装置以前后墙连线为对称线对称，即以图中的锅炉对称中心线P作为对称线，呈轴对称分布。将热解气化炉1对称设置在对称线P的两侧，并布置在旋风分离器10之间。煤仓12设置于前墙，煤仓12通过锅炉炉前给煤装置11与锅炉炉膛9相连，煤仓12和炉前给煤装置11设置于锅炉炉膛9的前侧，热解气化炉1、一级煤气分离器2、二级煤气分离器3、高温灰通道4、返料装置5、一级返料装置6、二级返料装置7、锅炉回料器8和旋风分离器10设置于锅炉炉膛9的后侧。锅炉炉膛9与锅炉回料器8相连，锅炉回料器8通过高温灰通道4与热解气化炉1相连；热解气化炉1中加热燃料的高温灰是通过高温灰通道4来自循环流化床锅炉的锅炉回料器8。燃料在热解气化炉1中受热分解生成半焦和粗煤气，半焦通过返料装置5接入锅炉炉膛9；粗煤气通过解气化炉1的上部接入一级煤气分离器2，一级煤气分离器2将粗煤气中的大部分半焦分离器下来并通过一级返料装置6接入锅炉炉膛9；还带着少部分细颗粒的干净煤气则通过一级煤气分离器2的上端接入二级煤气分离器3进行再次分离，二级煤气分离器3通过二级返料装置7接入锅炉炉膛9。旋风分离器10通过回料器与高温灰通道4相连，高温灰通道4与热解气化炉1相连。
该热解气化联合装置布置上的重点为：采用三跨式布置。其存在如下的不足之处：
1.由于煤仓和热解气化炉分别设置在锅炉炉膛的前后侧，煤仓不能够直接给热解气化炉供煤，无法实现两种运行模式。
2.这种三跨式布置使得热解气化炉1需布置在锅炉炉膛9的后方，旋风分离器10为了与热解气化炉1相连接，锅炉回料器8为了给锅炉炉膛9回料，且热解气化炉1需要返料装置的返料，因此，旋风分离器10、锅炉回料器8及返料装置都需要空间，而这种布置方式，使得热解气化炉和锅炉炉膛之间的空间变得狭小，且需要在两者之间布置以下部件将非常困难：旋风分离器10、锅炉回料器8、回料器8到热解气化炉1之间的高温灰通道4、热解气化炉的一级煤气分离器2、二级煤气分离器3、返料装置5、返料装置6、二级返料装置7以及锅炉自带的其他系统，如二次风系统等等。
3.这种布置方式还存在一个安全问题，热解气化炉属于化工容器，其产生的煤气属于易燃易爆气体，放在锅炉设备之间会存在安全隐患。
如图2所示，整个热解气化联合装置以前后墙连线为对称线对称，即以图中的锅炉对称中心线P作为对称线，呈轴对称分布。由于流化床为立体结构，其中部分结构在图2中未示出，相同部件沿用图1中的名称和序号进行说明。将热解气化炉1对称设置在对称线P的两侧，并布置在旋风分离器10 外侧。煤仓12设置于前墙，煤仓12通过锅炉炉前给煤装置11与锅炉炉膛9相连，煤仓12和炉前给煤装置11设置于锅炉炉膛9的前侧，热解气化炉1、一级煤气分离器2、二级煤气分离器3、高温灰通道4、返料装置5、一级返料装置6、二级返料装置7、锅炉回料器8和旋风分离器10设置于锅炉炉膛9的后侧。锅炉炉膛9与锅炉回料器8相连，锅炉回料器8直接通过回料腿给炉膛送料。锅炉回料器8通过高温灰通道4与热解气化炉1相连；热解气化炉1中加热燃料的高温灰是通过高温灰通道4来自循环流化床锅炉的锅炉回料器8。燃料在热解气化炉1中受热分解生成半焦和粗煤气，半焦通过返料装置5接入锅炉炉膛9；粗煤气通过解气化炉1的上部接入一级煤气分离器2，一级煤气分离器2将粗煤气中的大部分半焦分离器下来并通过一级返料装置6接入锅炉炉膛9；还带着少部分细颗粒的干净煤气则通过一级煤气分离器2的上端接入二级煤气分离器3进行再次分离，二级煤气分离器3通过二级返料装置7接入锅炉炉膛9。旋风分离器10通过高温灰通道4相连，高温灰通道4与热解气化炉1相连。
该热解气化联合装置布置上的重点为：采用三跨式布置。热解气化炉1对称布置于整个热解气化联合装置的两外侧，将旋风分离器10布置于两热解气化炉1之间。这种布置使得热解气化炉1与锅炉炉膛9之间的返料装置5、一级煤气分离器2与锅炉炉膛9的一级返料装置6、二级煤气分离器3与锅炉炉膛9的二级返料装置7均只能从锅炉两侧送入。然而大型循环流化床锅炉的炉膛宽度一般在30m左右，因此，热解气化炉1到锅炉炉膛9 之间如果只能够从炉膛两侧送入煤低温干馏所得的可燃固体产物，即半焦，这将造成炉膛内燃料分布不均，沿炉膛宽度方向两侧燃料多，中间燃料少，将会导致炉膛床温分布不均、局部高温结焦甚至超温爆管等有损锅炉安全可靠运行的事故发生。
综上所述，现有的布置方式都不能兼顾锅炉炉前给煤和热解气化炉两侧给煤，并且给煤系统非常复杂，返料系统布置困难，可靠性低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种大型循环流化床热解气化联合装置，采用H型布置+两侧布置热解气化炉相结合的方式，解决现有气化联合装置不能够兼顾锅炉前给煤和热解气化炉两侧给煤，给煤系统和返料系统复杂、可靠性低的技术问题，实现大型化循环流化床锅炉与热解气化炉结构上的最优匹配。
本实用新型目的通过下述技术方案来实现：一种大型循环流化床热解气化联合装置，包括锅炉炉膛、热解气化炉、一级煤气分离器、二级煤气分离器、高温灰通道、返料装置、一级返料装置、二级返料装置、锅炉回料器、旋风分离器和侧煤仓，热解气化联合装置以锅炉炉膛作为对称线或对称中心，成左右分布的H形；所述侧煤仓分别与热解气化炉和锅炉回料器的回料腿相连，锅炉回料器通过其回料腿与锅炉炉膛相连；侧煤仓设置于远离锅炉炉膛处，旋风分离器设置于靠近锅炉炉膛处，热解气化炉设置于侧煤仓和锅炉炉膛之间，一级煤气分离器、二级煤气分离器、返料装置、一级返料装置和二级返料装置设置于热解气化炉和锅炉炉膛之间。
作为一种优选方式，锅炉旋风分离器按锅炉中心线呈轴对称布置在锅炉炉膛两侧，或者按锅炉炉膛的中心呈中心对称布置方式布置在锅炉炉膛两侧。
作为一种优选方式，锅炉回料器设置于热解气化炉的前后侧，锅炉回料器通过高温灰通道与热解气化炉相连。
作为一种优选方式，旋风分离器的出料端与回料器相连。
作为一种优选方式，热解气化装置设置于锅炉钢架范围内。
作为一种优选方式，热解气化炉的底端通过返料装置与锅炉炉膛相连。
作为进一步优选方式，热解气化炉的上部连接一级煤气分离器，一级煤气分离器的下端通过一级返料装置与锅炉炉膛相连。
作为进一步优选方式，一级煤气分离器的上端连接二级煤气分离器，二级分离器通过二级返料装置与锅炉炉膛相连。
本实用新型所述大型循环流化床热解气化联合装置中：
（1）．热解气化联合装置采用以锅炉炉膛为对称的H型对称布置方式，将与热解气化炉密切相关的旋风分离器布置在靠近锅炉炉膛的两侧，这样热解气化炉就可以布置在两侧的锅炉钢架范围内，保证了整个系统安全运行，同时也有利于从锅炉回料器至热解气化炉、从热解气化炉至锅炉炉膛之间的返料系统的布置。
（2）．采用侧煤仓，侧煤仓布置在锅炉炉膛的左右两侧。这种侧煤仓的布置既利于热解气化炉不投运时，将煤等燃料直接送到循环流化床锅炉的回料腿上用于锅炉给煤，又利于热解气化炉投运时，将煤等燃料直接送入热解气化中热解。与三跨式+前侧煤仓的布置相比，给煤系统设计及后期维护更加简单可靠。
（3）．旋风分离器的布置方式采用两种方式：一是按锅炉中心线呈轴对称布置方式，二是按锅炉炉膛中心呈中心对称布置方式。后者的布置是为了考虑在炉膛深度尺寸较大时，其布置方式可以使得从炉膛到旋风分离器的烟气分布更均匀。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型所述大型循环流化床热解气化联合装置采用H型布置+两侧布置热解气化炉相结合的方式，从而可以将热解气化炉布置在锅炉钢架内，并通过侧煤仓布置以兼顾循环流化床锅炉回料器的回料腿给料和热解气化炉给料；在热解气化装置投运时，从锅炉两侧的热解气化炉送入燃料，使得锅炉与热解气化炉之间的连接装置更简单可靠。
附图说明
图1是现有流化床热解气化联合装置的示意图之一；
图2是现有流化床热解气化联合装置的示意图之二；
图3是本实用新型流化床热解气化联合装置按锅炉中心线呈轴对称布置的示意图；
图4是本实用新型流化床热解气化联合装置按锅炉炉膛中心呈中心对称布置的示意图；
图5是本实用新型流化床热解气化联合装置中旋风分离器按锅炉炉膛中心呈中心对称的布置；
图6是本实用新型流化床热解气化联合装置的流程示意图。
图中：热解气化炉-1，  一级煤气分离器-2，  二级煤气分离器-3，  高温灰通道-4，  返料装置-5，  一级返料装置-6，  二级返料装置-7，  锅炉回料器-8，  锅炉炉膛-9，  旋风分离器-10，  侧煤仓-12。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。
实施例：
如图3、4、5、6所示，以图3、图4、图5、图6中附图所在左端为前墙，下端为锅炉右侧。一种大型循环流化床热解气化联合装置，其包括锅炉炉膛9、热解气化炉1、一级煤气分离器2、二级煤气分离器3、高温灰通道4、返料装置5、一级返料装置6、二级返料装置7、锅炉回料器8、旋风分离器10和侧煤仓12。热解气化联合装置以锅炉炉膛9作为对称线或对称中心，成左右分布的H形；侧煤仓12设置于远离锅炉炉膛9处，所述侧煤仓12分别与热解气化炉1和锅炉回料器8的回料腿相连，锅炉回料器8通过其回料腿与锅炉炉膛9相连。这种侧煤仓的布置既利于热解气化炉不投运时，将煤等燃料直接送到循环流化床锅炉的回料腿上用于锅炉给煤，又利于热解气化炉投运时，将煤等燃料直接送入热解气化中热解。
旋风分离器10设置于靠近锅炉炉膛9处，旋风分离器10与锅炉炉膛9相连，旋风分离器10的下端与回料器8相连，回料器8通过高温灰通道4与热解气化炉1相连。将与热解气化炉密切相关的旋风分离器布置在靠近锅炉炉膛的两侧，这样热解气化炉就可以布置在两侧的锅炉钢架范围内，保证了整个系统安全运行，同时也有利于从锅炉回料器至热解气化炉、从热解气化炉至锅炉炉膛之间的返料系统的布置。
旋风分离器10按锅炉中心线a呈轴对称布置在锅炉炉膛9两侧，或者按锅炉炉膛9的中心呈中心对称布置方式布置在锅炉炉膛9两侧。
热解气化炉1设置于侧煤仓12和锅炉炉膛9之间，一级煤气分离器2、二级煤气分离器3、返料装置5、一级返料装置6和二级返料装置7设置于热解气化炉1和锅炉炉膛9之间。热解气化炉1设置于锅炉钢架内。热解气化炉1的底端通过返料装置5与锅炉炉膛9相连；热解气化炉1的上部连接一级煤气分离器2，一级煤气分离器2的下端通过一级返料装置6与锅炉炉膛9相连；一级煤气分离器2的上端连接二级煤气分离器3，二级分离器3的下端通过二级返料装置7与锅炉炉膛9相连。锅炉回料器8设置于热解气化炉1的前后侧，锅炉回料器8通过高温灰通道4与热解气化炉1相连。这种布置方式方便了煤气分离器下返料装置的布置。
以上结构的大型循环流化床热解气化联合装置，能够实现以下两种运行模式：1.热解气化炉投入运行。此时，煤不送入循环流化床锅炉炉膛，而是送入热解气化炉，经热解气化炉热解后的半焦通过热解气化炉及其煤气分离器的返料装置送入循环流化床锅炉炉膛中作为燃料进行燃烧；2.热解气化炉停运，单独运行循环流化床锅炉。此时，煤直接通过回料腿加入炉膛中进行燃烧。
物料流程：
热解气化炉不投运，仅循环流化床锅炉投运时，煤从侧煤仓12输送到回料器8上的锅炉给煤口送入锅炉炉膛9。
热解气化炉投运时，煤从侧煤仓12输送到热解气化炉1，在热解气化炉1中热解后，大部分半焦经热解气化炉下部的返料装置5返送到炉膛9内作为锅炉的燃料，部分半焦经一级煤气分离器2分离下来后经一级返料装置6送到炉膛9作为锅炉的燃料，极少部分半焦经二级煤气分离器3分离下来后经二级返料装置7送到炉膛9燃烧。因此，侧煤仓12的布置同时能兼顾锅炉的给煤和热解气化炉的给煤，给煤系统简单可靠。锅炉旋风分离器10分离下来的高温灰经回料器8与热解气化炉1之间的高温灰通道4送入热解气化炉1中作为热源加热热解气化炉中的煤，使煤热解气化。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大型循环流化床热解气化联合装置，包括锅炉炉膛（9）、热解气化炉（1）、一级煤气分离器（2）、二级煤气分离器（3）、高温灰通道（4）、返料装置（5）、一级返料装置（6）、二级返料装置（7）、锅炉回料器（8）、旋风分离器（10）和侧煤仓（12），其特征在于：热解气化联合装置以锅炉炉膛（9）作为对称线或对称中心，成左右分布的H形；所述侧煤仓（12）分别与热解气化炉（1）和锅炉回料器（8）的回料腿相连，锅炉回料器（8）通过其回料腿与锅炉炉膛（9）相连；侧煤仓（12）设置于远离锅炉炉膛（9）处，旋风分离器（10）设置于靠近锅炉炉膛（9）处，热解气化炉（1）设置于侧煤仓（12）和锅炉炉膛（9）之间，一级煤气分离器（2）、二级煤气分离器（3）、返料装置（5）、一级返料装置（6）和二级返料装置（7）设置于热解气化炉（1）和锅炉炉膛（9）之间。
2.如权利要求1所述的大型循环流化床热解气化联合装置，其特征在于：锅炉回料器（8）设置于热解气化炉（1）的前后侧，旋风分离器（10）的下端与回料器（8）相连，回料器（8）通过高温灰通道（4）与热解气化炉（1）相连。
3.如权利要求1所述的大型循环流化床热解气化联合装置，其特征在于：热解气化炉（1）、一级煤气分离器（2）、二级煤气分离器（3）、返料装置（5）、一级返料装置（6）和二级返料装置（7）设置于锅炉钢架上。
4.如权利要求1所述的大型循环流化床热解气化联合装置，其特征在于：热解气化炉（1）的底端通过返料装置（5）与锅炉炉膛（9）相连。
5.如权利要求1所述的大型循环流化床热解气化联合装置，其特征在于：热解气化炉（1）的上部连接一级煤气分离器（2），一级煤气分离器（2）的下端通过一级返料装置（6）与锅炉炉膛（9）相连。
6.如权利要求1所述的大型循环流化床热解气化联合装置，其特征在于：一级煤气分离器（2）的上端连接二级煤气分离器（3），二级煤气分离器（3）的下端通过二级返料装置（7）与锅炉炉膛（9）相连。
7.如权利要求1所述的大型循环流化床热解气化联合装置，其特征在于：旋风分离器（10）按锅炉中心线呈轴对称布置在锅炉炉膛（9）两侧，或者按锅炉炉膛（9）的中心呈中心对称布置方式布置在炉膛炉膛（9）两侧。
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