CN2758263Y - 多级流化床载氧煤气发生器 - Google Patents

多级流化床载氧煤气发生器 Download PDF

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向文国
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Abstract

本实用新型公开了一种多级流化床载氧煤气发生器，由循环流化床1和鼓泡流化床3组成，在循环流化床1内放置有金属硫化物，在循环流化床1的下端设有流化空气进口A，在鼓泡流化床3的下端设有流化气体的进口C，在循环流化床1的上部连通有贫氧空气分离器5，在贫氧空气分离器5的下端连接有喇叭形返料腿6且贫氧空气分离器5的下端与喇叭形返料腿6的小端口连接，喇叭形返料腿6的大端口与鼓泡流化床3的下部相通，在鼓泡流化床3的上部连通有煤气分离器4，本实用新型具有由本实用新型制得的煤气具有热值高的优点。

Description

多级流化床载氧煤气发生器
                            技术领域
本实用新型涉及一种利用载氧体将低灰份煤/煤焦/石油焦进行类似于纯氧气化的煤气化的装置，尤其涉及一种多级流化床载氧煤气发生器。
                            背景技术
能源利用的可持续发展策略之一，实现能源的高效清洁利用。煤作为第一大化石能源，煤气化是实现煤的高效清洁利用的主要方法。常规煤气化方法，主要通过部分燃烧的方法实现煤的气化，使用空气作为气化介质是，煤气的热值较低，且伴有氮氧化物生成；使用纯氧作为气化介质，可以避免氮氧化物的生成，煤气的热值也得到提高，但是制取纯氧，需要消耗大量的能源(如用于煤气化发电，可占厂用电率10％以上)，因此，以纯氧作为气化介质的制取煤气方法和装置存在着能耗大的缺点。
                            发明内容
本实用新型提供一种低能耗的类似于纯氧气化的纯氧置换煤气化装置，由本实用新型制得的煤气具有热值高的优点。
本实用新型的技术方案如下：
一种多级流化床载氧煤气发生器，由循环流化床1和鼓泡流化床3组成，在循环流化床1内放置有金属硫化物，在循环流化床1的下端设有流化空气进口A，在鼓泡流化床3的下端设有流化气体的进口C，在循环流化床1的上部连通有贫氧空气分离器5，在贫氧空气分离器5的下端连接有喇叭形返料腿6且贫氧空气分离器5的下端与喇叭形返料腿6的小端口连接，喇叭形返料腿6的大端口与鼓泡流化床3的下部相通，在鼓泡流化床3的上部连通有煤气分离器4。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
(1)在循环流化床内，金属硫化物(如：硫化钙、硫化钠等)与空气中的氧气发生氧化反应：
反应生成的CaSO4、Na2SO4经旋风分离器分离后，进入料腿，与燃料一起，进入鼓泡流化床，在鼓泡流化床内，载氧后的硫酸盐与煤发生还原反应，释放出氧：
产生的煤气，经过旋风分离器分离出固体物料，排出煤气。分离的固体物料可经料腿与贫氧空气旋风分离器的返料和燃料一起，进入鼓泡流化床。鼓泡流化床反应后的金属硫化物(CaS、Na2S)可通过料腿进入移动床，再返回到循环流化床，进行氧化再生反应，完成载氧再生过程。
(2)本实用新型采用了两种变截面积的返料腿，连接两个旋风分离器和鼓泡床的料腿；采用上部连接旋风分离器处的截面积小、下部连接鼓泡流化床处的截面积大的结构，保证燃料与载氧体的充分混合；连接鼓泡流化床和移动床的料腿采用料上面鼓泡流化床处的截面积大、连接移动床处的截面积小的结构；连接鼓泡流化床和移动床的料腿以及循环流化床和移动床之间的隔板阻止了循环流化床和鼓泡流化床之间的气体泄漏掺混。鼓泡流化床的运行温度维持在1000℃左右，在鼓泡流化床内固体燃料与载氧体进行反应，生成煤气，经过分离器，得到干净的煤气。床内温度可适当通过加热设备予以维持。载氧体的载氧再生是在循环流化床内完成内，循环流化床的运行温度可控制在1250℃左右，剩余热量可以通过铺设受热面予以控制。
(3)本实用新型通过金属硫酸盐作为载氧体，与低灰份煤/煤焦/石油焦再1000℃的条件下，直接反应制取煤气，制取煤气的方式类似于纯氧作气化剂制取煤气，但是无需制取纯氧的能量消耗(通常对于发电来说，其制氧能量消耗占厂用电10％以上)，制取的煤气热值相对以空气作为氧化剂高(通常以空气作为气化剂时，煤气被空气中大量的氮气稀释，热值较低，且在后续的燃烧中，会生成大量的NOx，而脱除NOx需要额外的能源消耗和设备投资)。
(4)本实用新型的鼓泡流化床和移动床之间的收缩口料腿、移动床和移动床与循环流化床之间的隔板三者之间的组合，能有效地将鼓泡流化床产生的煤气与循环流化床中的空气有效的隔绝，阻止两股气流的串流，而且保持鼓泡流化床内反应后的金属硫化物流入循环流化床路径的畅通。
                           附图说明
图1是本实用新型实施例结构示意图，图中E为煤气出口，F为贫氧空气出口。
                         具体实施方式
实施例1
一种用于多级流化床载氧煤气发生器，由循环流化床1和鼓泡流化床3组成，在循环流化床1内放置有金属硫化物，在循环流化床1的下端设有流化空气进口A，在鼓泡流化床3的下端设有流化气体的进口C，其特征在于在循环流化床1的上部连通有贫氧空气分离器5，在贫氧空气分离器5的下端连接有喇叭形返料腿6且贫氧空气分离器5的下端与喇叭形返料腿6的小端口连接，喇叭形返料腿6的大端口与鼓泡流化床3的下部相通，在鼓泡流化床3的上部连通有煤气分离器4，在本实施例中，在循环流化床1与鼓泡流化床3之间设有移动床2，在鼓泡流化床3的中部连通有收缩口料腿7，收缩口料腿7的小端口与移动床2的下部相通，移动床2的上部与循环流化床1的中下部相通，在移动床2的下端设有流化风的进口B，循环流化床1的床层与移动床2的床层为内部互通的一体化床层，在位于一体化床层的下部边缘设有隔板12且由隔板12与一体化床层下部构成的空腔为移动床2的床层，由隔板12与一体化床层构成的另一空腔为循环流化床1床层，在隔板12的上端设有能使循环流化床(1)床层与移动床2床层互通的孔121，煤气分离器4的下端与喇叭形返料腿6连通，在喇叭形返料腿6上设有燃料进口D，贫氧空气分离器5和煤气分离器4均为旋风分离器。

Claims (6)

1、一种多级流化床载氧煤气发生器，由循环流化床(1)和鼓泡流化床(3)组成，在循环流化床(1)内放置有金属硫化物，在循环流化床(1)的下端设有流化空气进口(A)，在鼓泡流化床(3)的下端设有流化气体的进口(C)，其特征在于在循环流化床(1)的上部连通有贫氧空气分离器(5)，在贫氧空气分离器(5)的下端连接有喇叭形返料腿(6)且贫氧空气分离器(5)的下端与喇叭形返料腿(6)的小端口连接，喇叭形返料腿(6)的大端口与鼓泡流化床(3)的下部相通，在鼓泡流化床(3)的上部连通有煤气分离器(4)。
2、根据权利要求1所述的煤气发生器，其特征在于在循环流化床(1)与鼓泡流化床(3)之间设有移动床(2)，在鼓泡流化床(3)的中部连通有收缩口料腿(7)，收缩口料腿(7)的小端口与移动床(2)的下部相通，移动床(2)的上部与循环流化床(1)的中下部相通，在移动床(2)的下端设有流化风的进口(B)。
3、根据权利要求2所述的煤气发生器，其特征在于循环流化床(1)的床层与移动床(2)的床层为内部互通的一体化床层，在位于一体化床层的下部边缘设有隔板(12)且由隔板(12)与一体化床层下部构成的空腔为移动床(2)的床层，由隔板(12)与一体化床层构成的另一空腔为循环流化床(1)床层，在隔板(12)的上端设有能使循环流化床(1)床层与移动床(2)床层互通的孔(121)。
4、根据权利要求1或2或3所述的煤气发生器，其特征在于煤气分离器(4)的下端与喇叭形返料腿(6)连通。
5、根据权利要求4所述的煤气发生器，其特征在于在喇叭形返料腿(6)上设有燃料进口(D)。
6、根据权利要求4所述的煤气发生器，其特征在于贫氧空气分离器(5)和煤气分离器(4)均为旋风分离器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102328910A (zh) * 2010-06-02 2012-01-25 Ifp新能源公司 在流化床中采用化学回路的氧气生产方法和装置

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