專利名稱：復合式流化床煤氣化的方法及裝置的制作方法
CN 102533345 A
復合式流化床煤氣化的方法及裝置所屬領域本發(fā)明屬于一種煤氣化的方法及裝置，具體涉及一種采用流化床、氣流床復合集成的高效流化床煤氣化的方法及裝置。
背景技術：
煤氣化是煤炭高效、清潔利用的核心技術之一，是發(fā)展煤基化學品、煤基清潔燃料、工業(yè)燃氣及多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)等過程工業(yè)的基礎。從當前國內(nèi)外煤氣化技術發(fā)展趨勢上看，大型化、加壓、適應多種粉煤、低污染、易凈化是煤氣化發(fā)展方向。國外現(xiàn)有加壓氣化爐型主要分為三類加壓固定床氣化爐(如 Lurgi爐)、加壓流化床氣化爐(HTW)和加壓氣流床氣化爐(Texaco，Shell, DOW, GSP)。這三類氣化爐各有其優(yōu)缺點，加壓固定床氣化爐以弱粘結塊煤為原料，技術成熟，煤氣中甲烷含量高、冷煤氣效率高，但凈化系統(tǒng)復雜(焦油處理)；氣流床氣化爐高溫操作，氣化強度和氣體品質高，但需以低灰、低灰熔點煤為原料，氧耗高、設備投資高；流化床氣化爐煤種適應性廣，投資低、氧耗低、規(guī)模靈活，但煤氣夾帶細粉量高，總的碳轉化率低(90%左右)。中科院山西煤炭化學研究所成功開發(fā)了“灰熔聚流化床粉煤氣化”成套技術，煤種范圍寬(從褐煤到無煙煤)，并適合高灰、高灰熔點、高硫煤的氣化。目前已完成常壓日處理 100噸煙煤和0. 6MPa加壓日處理320噸高硫無煙煤的工業(yè)應用，同時在加壓氣化中試裝置上已完成0. 6-2. 無煙煤加壓灰熔聚氣化試驗。很好地解決了排灰碳含量問題，但煤氣夾帶細粉量高，總的碳轉化率低(90%左右)。由于流化床氣化爐的操作溫度在1000°C左右，在此溫度條件下，煤焦需有20-30 分鐘停留時間才能完全轉化，但細顆粒(< 0. Imm,占進煤總量的10%左右)在氣化爐內(nèi)的一次停留時間通常在十幾至幾十秒時間內(nèi)，雖然增加了細粉循環(huán)，但總的反應時間短，碳轉化率低。這部分未轉化細粉帶出系統(tǒng)，造成流化床碳利用率下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提供一種可適合于各種煤種，碳轉化率高的高效復合式流化床氣化方法。本發(fā)明的第二個目的在于設計一種將流化床與氣流床復合的結構簡單、成本低的復合式流化床氣化裝置。本發(fā)明基于煤分級轉化思路，以灰熔聚流化床氣化實現(xiàn)大顆粒煤的氣化，未完全轉化的帶出細粉通過氣流床氣化爐，采取短停留時間、高溫氣化方式進行二次氣化，進而提高系統(tǒng)的總碳轉化率和處理能力，降低能源消耗和運行成本，實現(xiàn)高的氣化能力為目標。未反應完全的帶出細粉為揮發(fā)份含量少、不含水的半焦細粉，其粒度與干煤粉氣流床原料相近，可以通過濃相氣力輸送的方式進入氣流床。細粉在氣流床段高溫條件下氣化，產(chǎn)生的灰渣隨高溫煤氣被攜帶進入流化床與氣流床交匯段，并迅速與流化床中的“低溫”大顆粒半焦和所產(chǎn)生的“低溫”煤氣混合，部分灰渣以固態(tài)形式有選擇性地被排出氣化爐。
本發(fā)明的復合式流化床煤氣化的方法包括如下步驟(1)氣化原料煤的制備原料煤破碎后經(jīng)過干燥和篩分，使煤水分< 5wt%，粒度小于6mm送入煤倉作為流化床氣化原煤；細粉來自于氣化過程中未反應完全的半焦細粉，二級旋風、輻射廢熱鍋爐及高溫陶瓷過濾器捕集的細粉；(2)氣化a.首先對氣化爐進行烘爐，待流化床氣化爐下部溫度大于90(TC，上部溫度大于 600°C時，在流化床下部氣體分布器通入空氣、蒸汽，從氣化爐下部進料口連續(xù)加入氣化碎煤，并按空氣煤比2. 5 3. 5Nm3/kg、蒸汽煤比0. 3 0. 6kg/kg進行操作，使煤在氣化爐內(nèi)燃燒，并得到半焦爐料，逐漸建立氣化爐爐內(nèi)物料，此時氣流床仍處于烘爐階段，并保持在 850-900 0C ；b.待流化床氣化爐中半焦物料的床層壓降達到5 lOKPa，系統(tǒng)操作穩(wěn)定后切換為氧氣/蒸汽鼓風，切換過程中溫度控制在800 900°C ；c.按氧氣煤比0. 4 0. 5Nm3/kg、蒸汽煤比0. 5 1. Okg/kg進行操作，流化床氣化爐底部溫度穩(wěn)定在950 1050°C范圍；d.待流化床氣化爐下部氣化穩(wěn)定后，將細粉由細粉輸送罐輸送至氣流床燃燒噴嘴，再向燃燒噴嘴通入氧氣和蒸汽，按氧氣干煤粉比0. 5 0. 7Nm3/kg、蒸汽煤比0. 1 0. 3kg/kg進行操作，氣流床操作溫度在1100 1300°C范圍，流化床內(nèi)的流化床與氣流床交匯段溫度在1050 1150°C范圍；(3)氣化爐的排渣在氣化過程中，調(diào)節(jié)環(huán)形分離管氣速在5 lOm/s，氣體中的氧濃度< 25Vol % ；中心射流管氣速15 30m/s，氣體中的氧濃度40 60vol %，使氣化爐內(nèi)半焦爐料保持的高度使床層壓差在4 SKPa之間；(4)粗煤氣的凈化和廢熱回收在氣化爐出口噴入激冷水，保證旋風入口溫度< 90(TC，粗煤氣經(jīng)一級旋風分離器分離，捕集的半焦細粉經(jīng)立管、高溫細粉控制閥，吹入到熱解氣化反應器下部的濃相流化床氣化段，再次參與反應；粗煤氣進入二級旋風分離器，捕集的半焦細粉經(jīng)半焦細粉收集/冷卻罐、細粉輸送器送入細粉儲倉中；經(jīng)粗分離的高溫煤氣進入輻射廢熱鍋爐、對流廢熱鍋爐和煤氣陶瓷過濾器，煤氣溫度降至150-200°C進入文丘里水洗器和水冷淋洗塔，進一步降溫及除塵后輸出至煤氣凈化工段，經(jīng)輻射廢熱鍋爐和陶瓷過濾器捕集的半焦細粉也經(jīng)半焦細粉收集/冷卻罐、細粉輸送器送入細粉儲倉中；(5)細粉的輸送經(jīng)過二級旋風、輻射廢熱鍋爐和陶瓷過濾器捕集的細粉進入細粉儲倉，經(jīng)過氣力輸送泵將細粉送至細粉加料稱重罐，進而進入細粉加料平衡罐和細粉加料輸送罐，由氮氣吹送將細粉送入氣流床燃燒噴嘴進行氣化。5.氣化爐停車正常停車時，關閉氣流床燃燒噴嘴的氧氣，再停止細粉輸送，同時開大燃燒噴嘴的蒸汽量，起到保護噴嘴、吹掃和氣流床部分降溫的作用；切斷進入后系統(tǒng)的煤氣管線，煤氣放空，逐漸降壓至常壓；之后，降低流化床環(huán)形管氣速加大排灰量，同時加大流化床蒸汽用量，關閉氧氣閥門，關閉流化床的進煤系統(tǒng)，爐內(nèi)溫度控制在900°C以下；爐料排完后，停止進氣，最后系統(tǒng)分別用蒸汽、空氣吹掃一遍。為了實現(xiàn)本發(fā)明設計了一種結構簡單，成本低的復合式流化床煤氣化裝置。本發(fā)明的復合式流化床氣化裝置是由復合式流化床煤氣化爐，半焦細粉循環(huán)裝置組成，所述的復合式流化床煤氣化爐是由流化床和氣流床組成，流化床是由流化床爐體，氣化爐煤氣出口管，氣體分布器和環(huán)形分離落灰管構成，流化床爐體頂端有氣化爐煤氣出口管和爐頂激冷水管，流化床爐體下部有煤進料管，流化床爐體底部連接氣體分布器，氣體分布器之下連接有環(huán)形分離落灰管，流化床爐體的下部為灰熔聚流化床氣化段、中部為流化床與氣流床交匯段、上部為擴大段，氣流床是由氣流床爐體，氣流床燃燒噴嘴和蒸汽連接管組成，氣流床燃燒噴嘴位于氣流床爐體頂部，蒸汽連接管位于氣流床爐體中部，氣流床爐體下部與流化床中部的流化床與氣流床交匯段通過高溫煤氣連接管相連，半焦細粉循環(huán)裝置由一級旋風分離器，半焦細粉循環(huán)控制高溫閥組成，一級旋風分離器頂部與氣化爐煤氣出口管相連，一級旋風分離器底部與半焦細粉循環(huán)立管相連，半焦細粉循環(huán)控制高溫閥上端與半焦細粉循環(huán)立管相連，下端與半焦細粉進料管相連，半焦細粉進料管上有細粉返回蒸汽吹氣管，半焦細粉進料管與流化床爐體下部相連。如上所述的氣流床爐體和流化床爐體由鋼制爐殼，耐火材料和保溫材料組成，保溫材料位于鋼制爐殼和耐火材料之間。如上所述的氣體分布器有中心管氣化劑進氣管和分布板氣化劑進氣管，如上所述的環(huán)形分離落灰管的底部為排渣口，環(huán)形分離落灰管的中部有環(huán)形分離管氣化劑進氣管。如上所述的氣流床燃燒噴嘴連接有細粉濃相輸送管和氣流床氣化劑進氣管。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1)氣化爐操作壓力可達到3. OMPa，處理量大，壓縮能耗低；2)采用選擇性灰分離，干法排渣，排灰碳含量低；3)煤氣夾帶出的細粉經(jīng)過循環(huán)后，在高溫下再次氣化，達到完全轉化，進而提高氣化的總碳轉化率；4)氣流床氣化爐在近灰熔點溫度下操作，產(chǎn)生的高溫細灰迅速進入流化床交匯段，實現(xiàn)以焦冷渣，干法排渣過程，同時充分利用顯熱，將高溫煤氣和熱灰顯熱用于煤氣化反應；5)可提高流化床氣化效率和處理能力，同時可提高有效煤氣組成；6)反應器結構簡單，無特殊耐火材料，造價低；操作簡單，使用壽命長；7)煤種范圍寬，可氣化中國大多數(shù)煤。


圖1為復合式流化床煤氣化裝置結構示意2為復合式流化床煤氣化工藝流程圖如圖所示，1為氣體分布器，2為中心管氣化劑進氣管，3為環(huán)形分離管氣化劑進氣管，4為排渣口，5為環(huán)形分離落灰管，6為分布板氣化劑進氣管，7為鋼制爐殼，8為耐火材料，9為保溫材料，10為煤進料管，11為下部濃相流化床氣化段，12為流化床與氣流床交匯段，13為上部擴大段，14為爐頂激冷水管，15為氣化爐煤氣出口管，16為一級旋風分離器， 17為半焦細粉循環(huán)立管，18為半焦細粉循環(huán)控制高溫閥，19為細粉返回蒸汽吹氣管，20為半焦細粉進料管，21為細粉濃相輸送管，22為氣流床氣化劑進氣管，23為氣流床燃燒噴嘴， 24為氣流床氣化段，25為蒸汽連接管，26為高溫煤氣連接管，27為上煤皮帶輸送機，28為振動篩分機，29為破碎機，30為干燥器，31為干燥煤1#皮帶輸送機，32為干燥煤1#提升機，33 為干燥煤儲倉，34為干燥煤2#皮帶輸送機，35為干燥煤2#提升機，36為干燥煤平衡斗，37 為干燥煤進煤斗，38為旋轉給料器，39為流化床氣化爐，40為氣流床氣化爐，41為排渣上渣斗，42為排渣下渣斗，43為二級旋風分離器，44為二級旋風分離器捕集細粉緩沖罐，45為二旋細收集及輸送罐，46為熱煤氣輻射廢熱回收鍋爐，47為熱煤氣對流廢熱回收鍋爐，48為廢熱鍋爐氣泡，49為輻射鍋爐捕集細粉緩沖罐，50為輻射鍋爐捕集細粉收集及輸送罐，51 為煤氣陶瓷過濾器，52為陶瓷過濾器捕集細粉緩沖罐，53為陶瓷過濾器捕集細粉收集及輸送罐，M為文丘里洗滌器，55為塔板式水洗塔，56為閃蒸塔，57為氣水分離器，58為粗脫硫塔，59為煤氣壓力調(diào)節(jié)閥，60為輸送細粉布袋除塵器，61為輸送細粉緩沖/稱重器，62為細粉儲倉，63為細粉氣力輸送泵，64為加料細粉布袋除塵器，65為細粉加料稱重罐，66為細粉加料平衡罐，67為細粉加料輸送罐，68為過熱蒸汽分汽缸，69為氧氣分氣缸，70為空氣分氣缸。
具體實施例方式本發(fā)明的氣化方法及其專用設備結合

如下實施例1 復合式流化床氣化裝置是由復合式流化床煤氣化爐，半焦細粉循環(huán)裝置組成，所述的復合式流化床煤氣化爐是由流化床和氣流床組成，流化床是由流化床爐體，氣化爐煤氣出口管15，氣體分布器1和環(huán)形分離落灰管5構成，流化床爐體由鋼制爐殼7，耐火材料8 和保溫材料9制作，保溫材料9位于鋼制爐殼7和耐火材料8之間，流化床爐體頂端有氣化爐煤氣出口 15和爐頂激冷水管14，流化床爐體下部有煤進料管10，流化床爐體底部連接氣體分布器1，氣體分布器1有中心管氣化劑進氣管2和分布板氣化劑進氣管6，氣體分布器1 之下連接有環(huán)形分離落灰管5，環(huán)形分離落灰管5的底部為排渣口 4，環(huán)形分離落灰管5的中部有環(huán)形分離管氣化劑進氣管3。流化床爐體的下部為灰熔聚流化床氣化段11、中部為流化床與氣流床交匯段12、上部為擴大段13，氣流床是由氣流床爐體，氣流床燃燒噴嘴23 和蒸汽連接管25組成，氣流床燃燒噴嘴23連接有細粉濃相輸送管21和氣流床氣化劑進氣管22。氣流床燃燒噴嘴23位于氣流床爐體頂部，蒸汽連接管25位于氣流床爐體中部，氣流床爐體下部與流化床中部的流化床與氣流床交匯段12通過高溫煤氣連接管沈相連，半焦細粉循環(huán)裝置由一級旋風分離器16，半焦細粉循環(huán)控制高溫閥18組成，一級旋風分離器16 頂部與氣化爐煤氣出口管15相連，一級旋風分離器16底部與半焦細粉循環(huán)立管17，半焦細粉循環(huán)控制高溫閥18上端與半焦細粉循環(huán)立管17相連，下端與半焦細粉進料管20相連， 半焦細粉進料管20上有細粉返回蒸汽吹氣管19，半焦細粉進料管20與流化床爐體下部相連。將原煤經(jīng)上煤皮帶輸送機27送入振動篩分機觀，粒度大于6mm的原煤經(jīng)破碎機 29破碎至粒度小于6mm的煤，與振動篩分機觀的篩下原煤一起進入干燥器30干燥，煤中的水分含量< 5wt%。干燥后經(jīng)干燥煤1#皮帶輸送機31，干燥煤1#提升機32，進入干燥煤儲倉33待用。首先對氣化爐進行烘爐，烘爐空氣來自空氣分氣缸70，流化床的烘爐燃料為柴油， 氣流床的烘爐燃料為甲醇，空氣分別通過分布板氣化劑進氣管6，中心管氣化劑進氣管2， 環(huán)形分離管氣化劑進氣管3進入流化床氣化爐；空氣通過氣流床氣化劑進氣管22進入細粉燃燒噴嘴23與甲醇混合在氣流床中燃燒。待流化床氣化爐下部密相流化床氣化段11溫度達到910°C，上部擴大段溫度達到620°C后，通過各路進氣管2、3、6通入空氣2500Nm3/h和蒸汽400kg/h (蒸汽來自于過熱蒸汽分汽缸68)，開啟旋轉給料器38從氣化爐煤進料管10 定量連續(xù)加入氣化煤，保持進煤量1000kg/h，空氣量2500Nm3/h，蒸汽量400kg/h。建立床層 (床內(nèi)壓差6KPa左右)，當溫度、壓力、流量系統(tǒng)均達設定條件后切換為氧氣/蒸汽鼓風， 氧氣來自于氧氣分氣缸69，進氧量500Nm3/h，水蒸汽量1000kg/h，切換過程中溫度控制在， 870°C，然后緩慢調(diào)節(jié)氧氣、蒸汽流量，逐步調(diào)節(jié)氣化系統(tǒng)壓力至0. 6MP，同時調(diào)節(jié)進煤量至 1500kg/h，氧氣量至750Nm3/h，蒸汽量至1500kg/h，溫度穩(wěn)定在950°C。此時氣流床仍處于烘爐階段，并保持在920°C。系統(tǒng)穩(wěn)定后，將細粉由細粉加料輸送罐67輸送至氣流床燃燒噴嘴23，再向燃燒噴嘴23通入氧氣和蒸汽，細粉通入量為200kg/h，按氧氣干煤粉比0. 55Nm3/kg、蒸汽煤比0. Mkg/kg進行操作，氣流床部分操作溫度在1180°C。流化床與氣流床交匯段溫度在 1120°C。氣化爐39內(nèi)的灰渣經(jīng)過氣化爐下部落灰管5排入排渣上渣斗41和排渣下渣斗 42，定期從排渣下渣斗42排出灰渣。在運行過程中，通過調(diào)整爐頂激冷水管14中的激冷水流量，保證煤氣在氣化爐出口溫度< 900°C。粗煤氣經(jīng)一級旋風分離器16分離，捕集的半焦細粉經(jīng)半焦細粉循環(huán)立管17、半焦細粉循環(huán)控制高溫閥18，被細粉返回蒸汽吹氣管19通入的蒸汽吹入到氣化爐密相流化床氣化段11，再次參與反應；粗煤氣進入二級旋風分離器 43，捕集的半焦細粉經(jīng)二級旋風分離器捕集細粉緩沖罐44、二旋細收集及輸送罐45送入細粉儲倉62 ；粗分離后的高溫煤氣進入熱煤氣輻射廢熱回收鍋爐46、對流廢熱回收鍋爐47和煤氣陶瓷過濾器51，在輻射鍋爐46內(nèi)部分細粉被捕集，進入輻射鍋爐捕集細粉緩沖罐49和輻射鍋爐捕集細粉收集及輸送罐50送入細粉儲倉62，在陶瓷過濾器內(nèi)捕集的細粉經(jīng)陶瓷過濾器捕集細粉緩沖罐52和陶瓷過濾器捕集細粉收集及輸送罐53送入細粉儲倉62 ；煤氣溫度降至150-20(TC進入文丘里水洗器M、塔板式水洗塔55、氣水分離器57、粗脫硫塔58， 進一步降溫及脫硫后經(jīng)煤氣壓力調(diào)節(jié)閥59輸出至煤氣凈化工段。正常停車時，關閉氣流床燃燒噴嘴23的氧氣，再停止細粉輸送，同時開大燃燒噴嘴23的蒸汽量，起到保護噴嘴、吹掃和氣流床部分降溫的作用；切斷進入后系統(tǒng)的煤氣管線，煤氣放空，逐漸降壓至常壓；之后，降低流化床環(huán)形管氣速加大排灰量，同時加大流化床蒸汽用量，關閉氧氣閥門，關閉流化床的進煤系統(tǒng)，爐內(nèi)溫度控制在900°C以下；爐料排完后，停止進氣，最后系統(tǒng)分別用蒸汽、空氣吹掃一遍。實施例2:流化床進煤量2300kg/h，進氧量1100Nm3/h，水蒸汽量2000kg/h，氣流床細粉進料量400kg/h，按氧氣干煤粉比0. 53Nm3/kg、蒸汽煤比0. 16kg/kg進行操作，氣化爐壓力控制在1. OMPa，流化床氣化爐底部溫度穩(wěn)定在980°C，氣流床部分操作溫度在1250°C，流化床與氣流床交匯段溫度在1100°C。其余同實施例1。實施例3 流化床進煤量^00kg/h，進氧量1380Nm3/h，水蒸汽量2700kg/h，氣流床細粉進料量600kg/h，按氧氣干煤粉比0. 55Nm3/kg、蒸汽煤比0. 16kg/kg進行操作，氣化爐壓力控制在1. 5MPa，流化床氣化爐底部溫度穩(wěn)定在1(KKTC，氣流床部分操作溫度在120(TC，流化床與氣流床交匯段溫度在1090°C。其余同實施例1。實施例4 流化床進煤量3300kg/h，進氧量1600Nm3/h，水蒸汽量3150kg/h，氣化爐中部細煤粉進料量700kg/h，按氧氣干煤粉比0. MNm3/kg、蒸汽煤比0. 158kg/kg進行操作，氣化爐壓力控制在2. OMPa，流化床氣化爐底部溫度穩(wěn)定在1030°C，氣流床部分操作溫度在1100°C， 流化床與氣流床交匯段溫度在1050°C。其余同實施例1。實施例5 流化床進煤量3700kg/h，進氧量1800Nm3/h，水蒸汽量3560kg/h，氣化爐中部細煤粉進料量800kg/h，按氧氣干煤粉比0. 7Nm3/kg、蒸汽煤比0. 3kg/kg進行操作，氣化爐壓力控制在2. 5MPa，流化床氣化爐底部溫度穩(wěn)定在1(KKTC，氣流床部分操作溫度在130(TC，流化床與氣流床交匯段溫度在1150°C。其余同實施例1。如實施例1-5條件下進行的新型固態(tài)排渣干粉氣流床煤氣化制合成氣氣體組成列于表1。表1不同條件下多段分級轉化流化床煤氣化制合成氣氣體組成
權利要求
1. 一種復合式流化床煤氣化的方法，其特征在于包括如下步驟(1)氣化原料煤的制備原料煤破碎后經(jīng)過干燥和篩分，使煤水分< 5wt%，粒度小于6mm送入煤倉作為流化床氣化原煤；細粉來自于氣化過程中未反應完全的半焦細粉，二級旋風、輻射廢熱鍋爐及高溫陶瓷過濾器捕集的細粉；(2)氣化a.首先對氣化爐進行烘爐，待流化床氣化爐下部溫度大于90(TC，上部溫度大于600°C 時，在流化床下部氣體分布器通入空氣、蒸汽，從氣化爐下部進料口連續(xù)加入氣化碎煤，并按空氣煤比2. 5 ·3. 5Nm3/kg、蒸汽煤比0. 3 0. 6kg/kg進行操作，使煤在氣化爐內(nèi)燃燒， 并得到半焦爐料，逐漸建立氣化爐爐內(nèi)物料，此時氣流床仍處于烘爐階段，并保持在850 900 0C ；b.待流化床氣化爐中半焦物料的床層壓降達到5 lOKPa，系統(tǒng)操作穩(wěn)定后切換為氧氣/蒸汽鼓風，切換過程中溫度控制在800 900°C ；c.按氧氣煤比0.4 0. 5Nm3/kg、蒸汽煤比0. 5 1. Okg/kg進行操作，流化床氣化爐底部溫度穩(wěn)定在950 1050°C范圍；d.待流化床氣化爐下部氣化穩(wěn)定后，將細粉由細粉輸送罐輸送至氣流床燃燒噴嘴，再向燃燒噴嘴通入氧氣和蒸汽，按氧氣干煤粉比0. 5 0. 7Nm3/kg、蒸汽煤比0. 1 0. 3kg/kg 進行操作，氣流床操作溫度在1100 1300°C范圍，流化床內(nèi)的流化床與氣流床交匯段溫度在1050 1150°C范圍；(3)氣化爐的排渣在氣化過程中，調(diào)節(jié)環(huán)形分離管氣速在5 lOm/s，氣體中的氧濃度< 25Vol % ；中心射流管氣速15 30m/s，氣體中的氧濃度40 60vol %，使氣化爐內(nèi)半焦爐料保持的高度使床層壓差在4 8KPa之間；(4)粗煤氣的凈化和廢熱回收在氣化爐出口噴入激冷水，保證旋風入口溫度< 90(TC，粗煤氣經(jīng)一級旋風分離器分離，捕集的半焦細粉經(jīng)立管、高溫細粉控制閥，吹入到熱解氣化反應器下部的濃相流化床氣化段，再次參與反應；粗煤氣進入二級旋風分離器，捕集的半焦細粉經(jīng)半焦細粉收集/冷卻罐、細粉輸送器送入細粉儲倉中；經(jīng)粗分離的高溫煤氣進入輻射廢熱鍋爐、對流廢熱鍋爐和煤氣陶瓷過濾器，煤氣溫度降至150 200°C進入文丘里水洗器和水冷淋洗塔，進一步降溫及除塵后輸出至煤氣凈化工段，經(jīng)輻射廢熱鍋爐和陶瓷過濾器捕集的半焦細粉也經(jīng)半焦細粉收集/冷卻罐、細粉輸送器送入細粉儲倉中；(5)細粉的輸送經(jīng)過二級旋風、輻射廢熱鍋爐和陶瓷過濾器捕集的細粉進入細粉儲倉，經(jīng)過氣力輸送泵將細粉送至細粉加料稱重罐，進而進入細粉加料平衡罐和細粉加料輸送罐，由氮氣吹送將細粉送入氣流床燃燒噴嘴進行氣化?！?.氣化爐停車正常停車時，關閉氣流床燃燒噴嘴的氧氣，再停止細粉輸送，同時開大燃燒噴嘴的蒸汽量，起到保護噴嘴、吹掃和氣流床部分降溫的作用；切斷進入后系統(tǒng)的煤氣管線，煤氣放空， 逐漸降壓至常壓；之后，降低流化床環(huán)形管氣速加大排灰量，同時加大流化床蒸汽用量，關閉氧氣閥門，關閉流化床的進煤系統(tǒng)，爐內(nèi)溫度控制在900°C以下；爐料排完后，停止進氣， 最后系統(tǒng)分別用蒸汽、空氣吹掃一遍。
2.如用于權利要求1所述的一種復合式流化床煤氣化的方法的復合式流化床氣化裝置，它是由復合式流化床煤氣化爐，半焦細粉循環(huán)裝置組成，其特征在于所述的復合式流化床煤氣化爐是由流化床和氣流床組成，流化床是由流化床爐體，氣化爐煤氣出口管(15)，氣體分布器(1)和環(huán)形分離落灰管(5)構成，流化床爐體頂端有氣化爐煤氣出口(15)和爐頂激冷水管(14)，流化床爐體下部有煤進料管(10)，流化床爐體底部連接氣體分布器(1)，氣體分布器(1)之下連接有環(huán)形分離落灰管(5)，流化床爐體的下部為灰熔聚流化床氣化段 (11)、中部為流化床與氣流床交匯段(12)、上部為擴大段(13)，氣流床是由氣流床爐體，氣流床燃燒噴嘴03)和蒸汽連接管05)組成，氣流床燃燒噴嘴03)位于氣流床爐體頂部， 蒸汽連接管0 位于氣流床爐體中部，氣流床爐體下部與流化床中部的流化床與氣流床交匯段(1 通過高溫煤氣連接管06)相連，半焦細粉循環(huán)裝置由一級旋風分離器(16)， 半焦細粉循環(huán)控制高溫閥(18)組成，一級旋風分離器(16)頂部與氣化爐煤氣出口管(15) 相連，一級旋風分離器(16)底部與半焦細粉循環(huán)立管(17)相連，半焦細粉循環(huán)控制高溫閥 (18)上端與半焦細粉循環(huán)立管(17)相連，下端與半焦細粉進料管00)相連，半焦細粉進料管00)上有細粉返回蒸汽吹氣管(19)，半焦細粉進料管OO)與流化床爐體下部相連。
3.如權利要求2所述的一種復合式流化床煤氣化的方法的復合式流化床氣化裝置，其特征在于所述的流化床爐體由鋼制爐殼(7)，耐火材料(8)和保溫材料(9)制作，保溫材料 (9)位于鋼制爐殼(7)和耐火材料(8)之間，
4.如權利要求2所述的一種復合式流化床煤氣化的方法的復合式流化床氣化裝置，其特征在于所述的氣體分布器(1)有中心管氣化劑進氣管( 和分布板氣化劑進氣管(6)。
5.如權利要求2所述的一種復合式流化床煤氣化的方法的復合式流化床氣化裝置，其特征在于所述的環(huán)形分離落灰管( 的底部為排渣口 G)，環(huán)形分離落灰管5的中部有環(huán)形分離管氣化劑進氣管(3)。
6.如權利要求2所述的一種復合式流化床煤氣化的方法的復合式流化床氣化裝置，其特征在于所述的氣流床燃燒噴嘴連接有細粉濃相輸送管和氣流床氣化劑進氣管 (22)。
全文摘要
一種復合式流化床煤氣化的方法是以備煤、供氣、氣化、排渣、除塵、廢熱回收及細粉輸送七個部分所組成，灰熔聚流化床氣化實現(xiàn)大顆粒煤的氣化，未完全轉化的帶出細粉通過濃相氣力輸送的方式進入氣流床氣化爐，采取短停留時間、高溫氣化方式進行二次氣化，產(chǎn)生的灰渣隨高溫煤氣被攜帶進入流化床與氣流床交匯段，并迅速與流化床中的“低溫”大顆粒半焦和所產(chǎn)生的“低溫”煤氣混合，部分灰渣以固態(tài)形式有選擇性地被排出氣化爐。本發(fā)明具有適合于各種煤種，碳轉化率高的優(yōu)點。
文檔編號C10J3/56GK102533345SQ20111043159
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者張尚武, 張永奇, 徐奕豐, 房倚天, 李慶豐, 楊金權, 毛子剛, 王志宇, 程中虎, 趙建濤, 郭金霞, 黃戒介 申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所