CN218969164U - 一种射流流化床气化炉温返粉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射流流化床气化炉温返粉系统，涉及煤炭气化技术领域，包括气化炉，气化炉内包括气室、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，气化炉顶部出口连通第一级高温旋风分离器和第二级高温旋风分离器，第一级高温旋风分离器与第二级高温旋风分离器一端出口连通余热回收系统与粉尘收集系统，二者另一端出口经三通管汇通后依次连通有缓冲冷却罐、锁斗、发送斗以及定量输送器，且第一级高温旋风分离器另一端出口与缓冲冷却罐之间还连接有与三通管并联的输出管，三通管上设有电磁阀。本实用新型具有具备可实现两种返粉方式，可根据需要适应性地作出调整，提高了气化炉的反应效率，提高碳转化率的效果。

Description

一种射流流化床气化炉温返粉系统

技术领域

本实用新型涉及煤炭气化技术领域，更具体地说，它涉及一种射流流化床气化炉温返粉系统。

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，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。

这不仅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；而且，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，严重降低了的反应效率。

基于上述问题，需要提出一种提高反应效率的射流流化床气化炉温返粉系统。

实用新型内容

针对实际运用中这一问题，本实用新型目的在于提出一种射流流化床气化炉温返粉系统，具体方案如下：

一种射流流化床气化炉温返粉系统，包括气化炉，所述气化炉内从下至上依次包括气室、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，所述气化炉顶部出口通过管道依次连通第一级高温旋风分离器和第二级高温旋风分离器，所述第一级高温旋风分离器与第二级高温旋风分离器一端出口连通余热回收系统与粉尘收集系统，二者另一端出口经三通管汇通后依次连通有缓冲冷却罐、锁斗、发送斗以及定量输送器，且第一级高温旋风分离器另一端出口与缓冲冷却罐之间还连接有与三通管并联的输出管，所述三通管上连接第一级高温旋风分离器的一端设有电磁阀；

所述定量输送器通过输送管道连通中心高温射流区。

进一步的，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汽化炉浓相段底部的中心部位。

进一步的，所述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。

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，本实用新型的有益效果如下：

(1)通过设置第一级高温旋风分离器和第二级高温旋风分离器，将两级分离器中收集的粉尘与原煤混合后一并送入气化炉，在炉内高温状态下，飞灰和原煤混合物能够快速被点燃，以进入气化反应阶段，能够提高反应率和反应效率；并且第一级高温旋风分离器可单独将其内的粉尘送至气化炉，经一次分离的粉尘能够快速与原煤混合，以实现快速引燃，快速气化；总而言之，使得整个系统具备可实现两种返粉方式，可根据需要适应性地作出调整，扩大了整个系统的适用性；

(2)通过气化炉顶部连通两级高温旋风分离器，经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；

(3)通过采用缓冲冷却罐、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，还能解决两级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为本实用新型的实施例的整体示意图。

附图标记：1、气化炉；2、气室；3、流化床气体分布板；4、气化炉浓相段；5、气化炉稀相段；6、第一级高温旋风分离器；7、第二级高温旋风分离器；8、缓冲冷却罐；9、锁斗；10、发送斗；11、定量输送器；12、三通管；13、输出管；14、电磁阀；15、输送管道。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种射流流化床气化炉温返粉系统，包括气化炉1，气化炉1内从下至上依次包括气室2、流化床气体分布板3、中心高温射流区、气化炉浓相段4以及气化炉稀相段5，气室2位于流化床气体分布板3的下方，中心高温射流区位于汽化炉浓相段底部的中心部位。

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4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5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顶部出口通过管道依次连通第一级高温旋风分离器6和第二级高温旋风分离器7，气化炉1内产生的粗煤气通过管道依次经第一级高温旋风分离器6和第二级高温旋风分离器7分离，分离出粗煤气中的气体和粉尘，第一级高温旋风分离器6与第二级高温旋风分离器7一端出口连通余热回收系统与粉尘收集系统，分离出来的气体送至与其连通的余热回收系统和粉尘收集系统内，进行粗煤气的余热回收和粗煤气中的粉尘收集，二者另一端出口经三通管12汇通后依次连通有缓冲冷却罐8、锁斗9、发送斗10以及定量输送器11，定量输送器11通过输送管道15连通中心高温射流区，输送管道15依次穿过气室2、流化床气体分布板3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。经两级高温旋风分离器分离之后的粗煤气，得到的粉尘与原煤混合，可以粉尘与原煤表面的胶质层粘结，在粉尘进入气化炉1后，能够快速被引燃，以提高反应率和反应效率。

并且，第一级高温旋风分离器6另一端出口与缓冲冷却罐8之间还连接有与三通管12并联的输出管13，三通管12上连接第一级高温旋风分离器6的一端设有电磁阀14。这样，当根据需要，进行一级高温旋风分离器时，关闭电磁阀14，使得第一级高温旋风分离器6与第二级高温旋风分离器7混合的三通管12关闭，只让第一级高温旋风分离器6与缓冲冷却罐8连通，使得整个系统具备可实现两种返粉方式，可以满足更多的使用需求。

返粉时，直接将高温旋风分离器捕捉到的细粉尘经过缓冲冷却罐8降温后进入锁斗9、发送斗10系统，再经过定量输送器11，通过输送管道15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、缓冲冷却罐8、锁斗9、发送斗10、定量输送器11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8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分离下来的粉尘。本申请中，缓冲冷却罐8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9、发送斗10、定量输送器11及控制阀门提供适合的工作温度200-400℃。

且，缓冲冷却罐8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9、发送斗10、定量输送器11通过管道送入到气化炉1的中心射流高温区附近。

锁斗9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9内部的压力变化用以实现装料、排料的过程。

锁斗9、发送斗10、输送管道15均为水冷夹套方式。

本申请中返粉系统，由于能够直接将高温旋风分离器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料腿高度的限制，更便于现场设备的布置。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种射流流化床气化炉温返粉系统，包括气化炉(1)，所述气化炉(1)内从下至上依次包括气室(2)、流化床气体分布板(3)、中心高温射流区、气化炉浓相段(4)以及气化炉稀相段(5)，其特征在于，所述气化炉(1)顶部出口通过管道依次连通第一级高温旋风分离器(6)和第二级高温旋风分离器(7)，所述第一级高温旋风分离器(6)与第二级高温旋风分离器(7)一端出口连通余热回收系统与粉尘收集系统，二者另一端出口经三通管(12)汇通后依次连通有缓冲冷却罐(8)、锁斗(9)、发送斗(10)以及定量输送器(11)，且第一级高温旋风分离器(6)另一端出口与缓冲冷却罐(8)之间还连接有与三通管(12)并联的输出管(13)，所述三通管(12)上连接第一级高温旋风分离器(6)的一端设有电磁阀(14)；

所述定量输送器(11)通过输送管道(15)连通中心高温射流区。

2.根据权利要求1所述的射流流化床气化炉温返粉系统，其特征在于，所述气室(2)位于流化床气体分布板(3)的下方，所述中心高温射流区位于汽化炉浓相段底部的中心部位。

3.根据权利要求2所述的射流流化床气化炉温返粉系统，其特征在于，所述输送管道(15)依次穿过气室(2)、流化床气体分布板(3)直至中心高温射流区。

4.根据权利要求3所述的射流流化床气化炉温返粉系统，其特征在于，所述缓冲冷却罐(8)的罐体外壁为水冷夹套式容器，内部设有火管式换热器。

5.根据权利要求4所述的射流流化床气化炉温返粉系统，其特征在于，所述锁斗(9)加压采用充入合成气、二氧化碳气或氮气的方式。

6.根据权利要求1-5任一项所述的射流流化床气化炉温返粉系统，其特征在于，所述锁斗(9)、发送斗(10)、输送管道(15)均为水冷夹套方式。

7.根据权利要求1或4所述的射流流化床气化炉温返粉系统，其特征在于，所述缓冲冷却罐(8)采用立式列管管板式结构或蛇形管式结构。

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