專利名稱：一種基于低變質(zhì)粉煤熱解氣化的igcc多聯(lián)產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種IGCC多聯(lián)產(chǎn)工藝裝置，具體涉及一種基于低變質(zhì)粉煤熱解氣化的IGCC多聯(lián)產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(IGCC)與傳統(tǒng)的燃煤發(fā)電裝置相比，具有單位熱耗低、用水省、占地少，硫、氮氧化物和顆粒物排放量低、煤氣化的副產(chǎn)品可實現(xiàn)煤化工綜合利用等優(yōu)點，能較好的解決能源領(lǐng)域的一系列重大問題，如能源供需與消費結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境保護與高效、低耗電站等，將成為我國有競爭力的發(fā)電方式。但I(xiàn)GCC投資費用高，經(jīng)濟上無法與常規(guī)燃煤電站競爭，操作不夠靈活，一般只能用作基本負(fù)荷電站。煤基多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可將煤化工技術(shù)和IGCC耦合，實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)換的集成，消除常規(guī)燃煤污染物排放，更經(jīng)濟地解決燃煤污染問題。因此，IGCC多聯(lián)產(chǎn)工藝是推動我國IGCC發(fā)展的重要途徑。IGCC多聯(lián)產(chǎn)工藝是以煤氣化為龍頭的煤基化工系統(tǒng)，采用原料主要是煙煤、無煙煤。然而，對于低變質(zhì)煤，如泥煤、褐煤、長焰煤等，如何更好的發(fā)展IGCC多聯(lián)產(chǎn)工藝，尤其是低變質(zhì)粉煤如何發(fā)展IGCC多聯(lián)產(chǎn)工藝的問題，需要進一步深入研究。我國低變質(zhì)煤資源豐富。低變質(zhì)煤具有化學(xué)活性好、高揮發(fā)分、高發(fā)熱量、無粘結(jié)性等特性，是低溫?zé)峤獾睦硐朐稀＠玫妥冑|(zhì)煤為原料進行低溫?zé)峤?，得到半焦、煤焦油及煤氣等產(chǎn)品，是目前低變質(zhì)煤發(fā)展煤化工的主要工藝。如何優(yōu)化工藝，延長產(chǎn)業(yè)鏈，提高低變質(zhì)粉煤綜合高效利用水平是當(dāng)前煤化工企業(yè)的主要研究課題。開發(fā)一種基于低變質(zhì)粉煤熱解氣化的IGCC多聯(lián)產(chǎn)工藝能夠為我國大型低變質(zhì)粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化多聯(lián)產(chǎn)循環(huán)經(jīng)濟做出貢獻(xiàn)，對我國低變質(zhì)粉煤的綜合利用具有非常重要的現(xiàn)實意義。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能夠?qū)Φ妥冑|(zhì)粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物進行充分利用的裝置，基于低變質(zhì)粉煤熱解氣化的IGCC多聯(lián)產(chǎn)裝置實現(xiàn)低變質(zhì)粉煤綜合清潔利用，物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)換的集成，資源利用率高，熱能效率高。為達(dá)到上述目的，本實用新型的裝置包括:包括熱解/氣化系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)、循環(huán)流化床鍋爐、燃?xì)廨啓C/蒸汽輪機系統(tǒng)；所述熱解/氣化系統(tǒng)包括依次相連的烘干機、移動床熱解爐、流化床氣化爐；所述煤氣凈化系統(tǒng)包括依次相連的旋風(fēng)除塵器、高溫深度除塵器、激冷塔和脫硫塔，其中旋風(fēng)除塵器與移動床熱解爐相連通；所述循環(huán)流化床鍋爐的入口與流化床氣化爐相連通，循環(huán)流化床鍋爐的煙氣出口經(jīng)管路與烘干機相連通；所述燃?xì)廨啓C/蒸汽輪機系統(tǒng)由燃?xì)廨啓C、余熱鍋爐、1#汽輪機、2#汽輪機組成，其中燃?xì)廨啓C的入口與脫硫塔的出口相連通，燃?xì)廨啓C的煙氣出口連接有余熱鍋爐，余熱鍋爐的蒸汽出口與1#汽輪機連接，余熱鍋爐的煙氣出口與滾筒烘干機相連通，所述的2#汽輪機與循環(huán)流化床鍋爐的蒸汽出口相連。所述的高溫除塵器的殼體材質(zhì)為高溫合金鋼，由凈氣室、燒結(jié)金屬網(wǎng)室和灰斗組成。首先將低變質(zhì)粉煤由滾筒烘干機烘干，烘干介質(zhì)采用循環(huán)流化床鍋爐和余熱鍋爐排出來的煙道氣；干燥后的粉煤送至移動床熱解爐，粉煤經(jīng)過數(shù)組相互重疊的散料錐、滑料盆，反復(fù)均勻滑落，不斷同流化床氣化爐產(chǎn)生的熱煤氣進行反復(fù)迂回?zé)峤粨Q，使粉煤發(fā)生熱解反應(yīng)；熱解產(chǎn)生的半焦全部進入流化床氣化爐，由空氣和蒸汽進行部分氣化；由流化床氣化爐空氣部分氣化產(chǎn)生的熱半焦送入循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃燒，循環(huán)流化床鍋爐生產(chǎn)的蒸汽進入2#汽輪機發(fā)電；移動床熱解爐熱解產(chǎn)生的煤氣、焦油蒸氣及夾帶的粉焦由除塵器除塵；經(jīng)除塵后的熱解煤氣和焦油蒸氣進入激冷塔內(nèi)激冷，冷凝下來的焦油和水進行分離回收焦油產(chǎn)品；激冷后的煤氣進入脫硫塔內(nèi)脫硫并回收脫硫產(chǎn)品；脫硫后的氣體進入燃?xì)廨啓C發(fā)電，排出的煙道氣由余熱鍋爐回收余熱生產(chǎn)蒸汽，蒸汽送往1#汽輪機發(fā)電。本實用新型將低變質(zhì)粉煤經(jīng)過低溫?zé)峤夂涂諝獠糠謿饣仲|(zhì)轉(zhuǎn)化為煤氣、焦油、半焦，再以高熱值的半焦和煤氣延伸發(fā)展IGCC多聯(lián)產(chǎn)工藝。本實用新型的特點及優(yōu)勢體現(xiàn)在:I)可清潔發(fā)電并聯(lián)產(chǎn)焦油、硫磺及其它化工產(chǎn)品，對低變質(zhì)粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物進行充分利用，實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)換的集成，資源利用率高，熱能效率高。2)適用泥煤、褐煤、長焰煤、不黏煤等低變質(zhì)粉煤，原料粒度范圍0-8_。3)流化床氣化爐產(chǎn)出的高溫煤氣富含大量的氫氣，實現(xiàn)粉煤加氫熱解，焦油回收率可達(dá)到12%以上。4)具備將操作壓力提高到中、高壓水平的能力。5)生產(chǎn)過程耗水量小。6)工藝流程簡化、減少基本投資和運行費用。

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖。其中，1、滾筒烘干機，2、移動床熱解爐，3、流化床氣化爐，4、循環(huán)流化床鍋爐，5、旋風(fēng)除塵器，6、高溫深度除塵器，7、激冷塔，8、脫硫塔，9、燃?xì)廨啓C，10、余熱鍋爐，11、1#汽輪機，12、2#汽輪機。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細(xì)說明。參見圖1，本實用新型的裝置包括熱解/氣化系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)、循環(huán)流化床鍋爐、燃?xì)廨啓C/蒸汽輪機系統(tǒng)；所述熱解/氣化系統(tǒng)包括依次相連的滾筒烘干機1、移動床熱解爐2、流化床氣化爐3 ；所述煤氣凈化系統(tǒng)包括依次相連的旋風(fēng)除塵器5、高溫深度除塵器6、激冷塔7和脫硫塔8，其中旋風(fēng)除塵器5與移動床熱解爐2相連通；所述循環(huán)流化床鍋爐4的入口與流化床氣化爐3相連通，循環(huán)流化床鍋爐的煙氣出口經(jīng)管路與滾筒烘干機I相連通；所述燃?xì)廨啓C/蒸汽輪機系統(tǒng)由燃?xì)廨啓C9、余熱鍋爐10、1#汽輪機11、2#汽輪機12組成，其中燃?xì)廨啓C9的入口與脫硫塔8的出口相連通，燃?xì)廨啓C9的煙氣出口連接有余熱鍋爐10，余熱鍋爐蒸汽出口連接1#汽輪機11，余熱鍋爐10的煙氣出口與滾筒烘干機I相連通，所述的2#汽輪機12與循環(huán)流化床鍋爐4的蒸汽出口相連。本實用新型中煤氣和焦油蒸氣在高溫條件下高效除塵。高溫深度除塵器6設(shè)備殼體材質(zhì)為高溫合金鋼，主要由凈氣室、燒結(jié)金屬網(wǎng)室、灰斗組成。未凈化的煤氣從灰斗進入除塵器，由灰斗進入燒結(jié)金屬網(wǎng)凈化，從凈氣室的出口流出除塵器。燒結(jié)金屬網(wǎng)室采用圓筒形以便氣流在設(shè)備中以活塞狀流動，避免造成死角，提高設(shè)備安全性，而且內(nèi)表面光滑，不積灰?；叶窞閳A錐形，傾角大于60°。這樣設(shè)計一方面除塵器能承受較高的壓力，一方面保證不積灰。高溫深度除塵器6是一種高效除塵器，除塵效率在98%以上。經(jīng)過高溫深度除塵器6，煤焦油的含塵量小于0.1%，煤氣中的粉塵含量由原來的5g/Nm3下降為5.0mg/Nm3，然后進入激冷塔7內(nèi)激冷，避免出現(xiàn)難于處理的油泥。首先將粒度小于8_的低變質(zhì)粉煤由滾筒干燥機I烘干至外在水分小于5%，烘干介質(zhì)采用后續(xù)循環(huán)流化床鍋爐4和余熱鍋爐10排出來的煙道氣；干燥后的粉煤送至移動床熱解爐2，粉煤經(jīng)過數(shù)組相互重疊的散料錐、滑料盆，反復(fù)均勻滑落，不斷同流化床氣化爐3產(chǎn)生的熱煤氣進行反復(fù)迂回?zé)峤粨Q，使粉煤在500-600°C發(fā)生熱解反應(yīng)；熱解產(chǎn)生的半焦全部進入流化床氣化爐3，由空氣和蒸汽進行部分氣化；由流化床氣化爐空氣部分氣化產(chǎn)生的熱半焦送入循環(huán)流化床鍋爐4燃燒，循環(huán)流化床鍋爐4產(chǎn)生的蒸汽進入2#汽輪機11發(fā)電，燃燒產(chǎn)生的灰渣用于生產(chǎn)免燒磚、水泥等建筑材料；熱解產(chǎn)生的煤氣、焦油蒸氣及夾帶的粉焦分別由旋風(fēng)除塵器5、高溫深度除塵器6進行初級和深度除塵，最終使煤氣中粉塵含量達(dá)到5mg/Nm3以下；經(jīng)除塵后的熱解煤氣和焦油蒸氣進入激冷塔7內(nèi)激冷，冷凝下來的焦油和水進行分離回收焦油產(chǎn)品；冷卻后的煤氣進入脫硫塔8內(nèi)脫硫并回收脫硫產(chǎn)品；脫硫后的氣體(根據(jù)生產(chǎn)需要一部分可精制合成氣，作為化工產(chǎn)品的合成原料氣，如合成氨、甲醇等。)進入燃?xì)廨啓C9發(fā)電，排出煙道氣由余熱鍋爐10回收余熱生產(chǎn)蒸汽，蒸汽送往1#汽輪機11發(fā)電，煙氣送入滾筒烘干機I。
權(quán)利要求1.一種基于低變質(zhì)粉煤熱解氣化的IGCC多聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于:包括熱解/氣化系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)、循環(huán)流化床鍋爐、燃?xì)廨啓C/蒸汽輪機系統(tǒng)； 所述熱解/氣化系統(tǒng)包括依次相連的烘干機(I)、移動床熱解爐(2)、流化床氣化爐(3)； 所述煤氣凈化系統(tǒng)包括依次相連的旋風(fēng)除塵器(5)、高溫深度除塵器(6)、激冷塔(7)和脫硫塔(8)，其中旋風(fēng)除塵器(5)與移動床熱解爐(2)相連通； 所述循環(huán)流化床鍋爐(4)的入口與流化床氣化爐(3)相連通，循環(huán)流化床鍋爐的煙氣出口經(jīng)管路與烘干機(I)相連通； 所述燃?xì)廨啓C/蒸汽輪機系統(tǒng)由燃?xì)廨啓C(9 )、余熱鍋爐(10 )、1#汽輪機(11)、2#汽輪機(12)組成，其中燃?xì)廨啓C(9)的入口與脫硫塔(8)的出口相連通，燃?xì)廨啓C(9)的煙氣出口連接有余熱鍋爐(10)，余熱鍋爐(10)的蒸汽出口與1#汽輪機(11)連接，余熱鍋爐(10)的煙氣出口與滾筒烘干機(I)相連通，所述的2#汽輪機(12)與循環(huán)流化床鍋爐(4)的蒸汽出口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于低變質(zhì)粉煤熱解氣化的IGCC多聯(lián)產(chǎn)裝置，其特征在于:所述的高溫深度除塵器(6)的殼體材質(zhì)為高溫合金鋼，由凈氣室、燒結(jié)金屬網(wǎng)室和灰斗組成。
專利摘要一種基于低變質(zhì)粉煤熱解氣化的IGCC多聯(lián)產(chǎn)裝置，包括熱解/氣化系統(tǒng)、煤氣凈化系統(tǒng)、循環(huán)流化床鍋爐、燃?xì)廨啓C/蒸汽輪機系統(tǒng)。將低變質(zhì)粉煤經(jīng)過低溫?zé)峤夂涂諝獠糠謿饣仲|(zhì)轉(zhuǎn)化為煤氣、焦油、半焦，再以高熱值的半焦和煤氣延伸發(fā)展IGCC多聯(lián)產(chǎn)工藝。本實用新型可清潔發(fā)電并聯(lián)產(chǎn)焦油、硫磺及其它化工產(chǎn)品，對低變質(zhì)粉煤分質(zhì)轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物進行充分利用，實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)換的集成，資源利用率高，熱能效率高。適用泥煤、褐煤、長焰煤、不黏煤等低變質(zhì)粉煤，原料粒度范圍0-8mm。流化床氣化爐產(chǎn)出的高溫煤氣富含大量的氫氣，實現(xiàn)粉煤加氫熱解，焦油回收率可達(dá)到12%以上。
文檔編號C10J3/84GK203048897SQ20122067613
公開日2013年7月10日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者毛少祥, 畢可軍, 柏林紅, 孔北方 申請人:陜西華祥能源科技集團有限公司