專利名稱：雙上升管循環(huán)流化床煤氣化裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種能源工程循環(huán)流化床煤氣化技術，特別是雙上升管循環(huán)流化床煤氣化技術，以實現對煤炭資源高效、潔凈利用。
背景技術：
我國是一個煤資源豐富的國家，也是一個燃煤大國，煤炭占一次能源消費總量的75％，在今后相當長的時間內，這種以煤炭為主的能源結構不會有太大的變化。煤炭資源清潔利用，可以促進我國能源工業(yè)的健康發(fā)展，也有利于保護環(huán)境。循環(huán)流化床煤氣化工藝是潔凈煤技術的龍頭，其研究和開發(fā)具有重要的經濟和環(huán)保意義。
以煤炭為原料，利用循環(huán)流化床煤氣化技術制得合成氣，然后轉化為氫氣，這樣的工藝具有成本低、生產規(guī)模大等優(yōu)點。如果采用空氣循環(huán)流化床造氣，則后續(xù)合成氣與空氣帶入的氮氣分離需消耗大量功，為了避免大量氮氣帶入循環(huán)流化床系統(tǒng)，傳統(tǒng)的循環(huán)流化床煤氣化過程通常采用富氧空氣和純氧造氣，而富氧空氣和純氧煤氣化過程需要配備投資巨大的空分裝置，而此種空分裝置的投資是中小型煉油廠難以承受的。

發(fā)明內容
針對現有技術的不足，本發(fā)明提出了雙上升管的思想，目的是要提供一種煤的熱解過程和氣化過程解耦的循環(huán)流化床氣化裝置，使煤的熱解過程在一個上升管中實現，熱解產生的半焦在另一上升管底部部分燃燒，而在上升管的中部和上部進行氣化。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的煤氣化循環(huán)流化床裝置主要由熱解流化床、熱解循環(huán)流化床、氣化循環(huán)流化床、進料料斗、螺旋進料器、風機、旋風分離器、氣動閥等組成，其特征是進料料斗同螺旋進料器相連，螺旋進料器同熱解流化床相連，熱解流化床通過氣動閥與熱解循環(huán)流化燃燒床相連，熱解循環(huán)流化床通過旋風分離器與鼓泡流化床相連。鼓泡流化床有一條支路通過氣動閥與熱解流化床相連，另一支路通過氣動閥與循環(huán)流化氣化床相連，氣化循環(huán)流化床通過旋風分離器與鼓泡流化床相連。熱解循環(huán)流化床的底部連接風機。四個流化床上部分別接有旋風分離器，用于分離揚析的顆粒物料。
煤氣化系統(tǒng)固體顆粒循環(huán)是按如下方式實現的，進料料斗中的粉煤經稱重后由螺旋進料器進入熱解流化床，與來自風機的空氣接觸，形成鼓泡流化狀態(tài)；熱解流化床中的粉煤和半焦經氣動閥后進入熱解循環(huán)流化床，與來自風機的空氣接觸，形成循環(huán)流化狀態(tài)，并隨氣體一起輸送到旋風分離器；分離后的粉煤或半焦進入鼓泡流化床，與來自風機的空氣接觸，形成鼓泡流化狀態(tài)；鼓泡床中的粉煤或半焦分兩路流出一路是經氣動閥返回熱解流化床，另一路是經氣動閥后進入氣化循環(huán)流化床，與來自風機的空氣接觸，形成流化狀態(tài)，并隨空氣一起被輸送到旋風分離器；分離后的粉煤或半焦返回鼓泡流化床。
由于氣化循環(huán)流化床上升管中不加入空氣，因而采用雙上升管可以制造高濃度(一氧化碳和氫氣濃度之和)水煤氣。此系統(tǒng)可通過調節(jié)雙上升管氣體表觀速度、顆粒循環(huán)速率、物料進料位置來實現良好的氣固相接觸狀況，尤其是雙上升管操作可分別調節(jié)，可以省去投資額巨大的空分裝置，減小了操作難度，可以達到燃料適應性廣、氣化效率高、環(huán)境污染小、負荷調節(jié)范圍大的目的。


圖1為依據本發(fā)明所提出的雙上升管循環(huán)流化床煤氣化裝置的流程示意圖。
圖中1-進料料斗；2-螺旋進料器；3-熱解流化床；4-旋風分離器；5-氣動閥；6-熱解循環(huán)流化燃燒床；7-旋風分離器；8-鼓泡流化床；9-氣動閥；10-氣動閥；11-氣化循環(huán)流化床；12-旋風分離器；13-蒸汽閥；14-風機；15-蒸汽閥；16-蒸汽閥；17-旋風分離器；18-蒸汽閥；19-鍋爐。
具體實施例方式下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的具體結構及最佳實施方式。
如圖1所示，本發(fā)明所述裝置主要包括進料料斗1，螺旋進料器2，熱解流化床3，旋風分離器4、7、12、17，氣動閥5、9、10，熱解循環(huán)流化燃燒床6，鼓泡流化床8，氣化循環(huán)流化床11，蒸汽閥13、15、16、18，風機14，鍋爐19。進料料斗1同螺旋進料器2相連，螺旋進料器2的出口同熱解流化床3相連，熱解流化床3通過氣動閥5與熱解循環(huán)流化燃燒床6相連通，熱解循環(huán)流化燃燒床6的頂端通過旋風分離器7與鼓泡流化床8相連接。鼓泡流化床8的出口分二條支路，一條支路通過氣動閥9與熱解流化床3相連，另一支路通過氣動閥10與氣化循環(huán)流化床11相連，氣化循環(huán)流化床11通過旋風分離器12與鼓泡流化床8相連接。熱解循環(huán)流化燃燒床6的底部連接風機14。四個流化床的上部分別接有旋風分離器，用于分離揚析的顆粒物料。
具體的流程為進料料斗1中的粉煤經稱重后由螺旋進料器2進入熱解流化床3，與來自風機14的空氣接觸，形成鼓泡流化狀態(tài)；熱解流化床3中的粉煤和半焦經氣動閥5后進入熱解循環(huán)流化床6，與來自風機14的空氣接觸，形成循環(huán)流化狀態(tài)，蒸汽在熱解上升管一定高度加入到熱解流化床中，并隨空氣一起被輸送到旋風分離器7；分離后的粉煤或半焦進入鼓泡流化床8，與來自鍋爐19的蒸汽接觸，形成鼓泡流化狀態(tài)；鼓泡床8中的粉煤或半焦分兩路流出一路是經氣動閥9返回熱解流化床3以維持鼓泡床8中床層高度的穩(wěn)定，另一路是經氣動閥10后進入氣化循環(huán)流化床11，與來自鍋爐19的蒸汽接觸，形成流化狀態(tài)，并隨空氣一起被輸送到旋風分離器12；分離后的粉煤或半焦返回鼓泡流化床8。
本發(fā)明與現有技術相比具有如下優(yōu)點及有益之處①煤的熱解過程和氣化過程分別在兩個循環(huán)流化床中進行，煤的熱解和氣化過程解耦并分別控制。②本發(fā)明采用了前置鼓泡流化床，使煤部分氣化，使煤分級轉化，提高了煤的利用效率；③本發(fā)明提出了半焦鼓泡流化床緩沖罐的概念，減小了系統(tǒng)操作難度。
權利要求
1.一種雙上升管循環(huán)流化床煤氣化裝置，主要包括熱解流化床、熱解循環(huán)流化床、氣化循環(huán)流化床、進料料斗、螺旋進料器、風機、旋風分離器、氣動閥，其特征是進料料斗同螺旋進料器相連，螺旋進料器同熱解流化床相連，熱解流化床通過氣動閥與熱解循環(huán)流化燃燒床相連，熱解循環(huán)流化床通過旋風分離器與鼓泡流化床相連，鼓泡流化床有一條支路通過氣動閥與熱解流化床相連，另一支路通過氣動閥與氣化循環(huán)流化床相連，氣化循環(huán)流化床通過旋風分離器與鼓泡流化床相連。
2.依據權利要求1所述的雙上升管循環(huán)流化床煤氣化裝置，其特征是所說的熱解循環(huán)流化床的底部連接風機。
3.依據權利要求1所述的雙上升管循環(huán)流化床煤氣化裝置，其特征是所說的熱解流化床、熱解循環(huán)流化燃燒床、鼓泡流化床和氣化循環(huán)流化床的上部分別接有旋風分離器，用于分離揚析的顆粒物料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙上升管循環(huán)流化床煤氣化裝置，是煤的熱解過程和氣化過程解耦的循環(huán)流化床氣化裝置，使得煤的熱解過程在一個上升管中實現，熱解產生的半焦在另一上升管底部部分燃燒，而在上升管的中部和上部進行氣化。由于氣化循環(huán)流化床上升管中不加入空氣，因而采用雙上升管可以制造高濃度(一氧化碳和氫氣濃度之和)水煤氣。此系統(tǒng)可通過調節(jié)雙上升管氣體表觀速度、顆粒循環(huán)速率、物料進料位置來實現良好的氣固相接觸狀況，尤其是雙上升管操作可分別調節(jié)，可以省去投資額巨大的空分裝置，減小了操作難度，達到燃料適應性廣、氣化效率高、環(huán)境污染小、負荷調節(jié)范圍大的目的。
文檔編號C10J3/54GK1749368SQ20051004492
公開日2006年3月22日 申請日期2005年10月18日 優(yōu)先權日2005年10月18日
發(fā)明者郭慶杰, 梁治國, 申文忠, 楊向平 申請人:中國石油大學(華東)