專利名稱：一種灰融聚流化床粉煤氣化方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種流化床煤氣化方法，具體涉及一種灰融聚流化床粉煤 氣化方法。
背景技術：
煤的氣化技術主要可分為固定床(如UGI爐、Lurgi爐等)、流化床(如 HTW爐、U-gas'爐等)、氣流床(如K-T爐、Texaco爐、Shell爐等)三類。 '固定床氣化爐一般以塊煤為原料，篩分范圍為6 50mm,煤與氣化劑 在爐內進行逆向流動，固相原料由氣化爐上部加入，氣化劑自氣化爐底部 鼓入，含有一定殘?zhí)嫉幕以誀t底排出，產生的煤氣中含有烴類及焦油等。氣流床氣化爐中，將原料粉煤(70%以上以通過200目)用氣化劑輸 送入爐中，以并流方式在高溫火焰中進行反應，爐內溫度很高，煤氣中不 含焦油等物質。氣流床氣化爐還可將粉煤制成水煤漿進料(如Texaco爐)， 但由于水分蒸發(fā)，敵耗氧量較高。'流化床的原料煤粒度一般為0 10 mm左右，原料煤在自下而上的氣化 劑的作用下保持著連續(xù)不斷和無秩序地沸騰和懸浮狀態(tài)運動，迅速進行混 合與熱交換，整個床層溫度均一，產生的煤氣和灰渣在接近爐溫下導出， 因而煤氣中基本不含焦油類物質。 '流化床粉煤氣化技術還可分為在常壓(O.pipa)氣化技術和加壓 (〉0..1Mpa)氣化兩種。常壓氣化技術生產能力較低，后續(xù)系統所需壓縮
能耗高。加壓氣化技術可大幅度提高生產能力，降低后續(xù)系統壓縮功耗， 節(jié)能顯著。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種原料適應性強，操作穩(wěn)定，抗干擾能力強，彈性大(70 1'40%)，易于實現長周期穩(wěn)定運行的灰融聚流化床粉煤氣化 方法。為達到上述目的，本明采用的方法為首先將粒度小于8imn，含水量小 于5wty。的煤粉送至煤斗，煤斗中的煤粉經煤鎖進入給料斗，給料斗中的煤 粉經星形給料器、螺旋給煤機及給煤重力管進入溫度為1050 1150°C、壓 力為0.03 3.0MPa的氣化爐內；氣化劑經氣體分布器的噴嘴或多孔板、中 心管、環(huán)管進入氣化爐下部使煤粉在流化狀態(tài)下發(fā)生破粘、脫揮發(fā)份、焦油 的裂解、煤焦的氧化還原反應和灰渣的粘聚分離，氣化生成煤氣；灰渣經氣 化爐底部的氣體分布器、環(huán)管連續(xù)不斷地經螺旋冷渣機、受渣斗落入渣鎖送 至界區(qū)外;生成的煤氣由氣化爐頂端進入第一蒸汽發(fā)生器并產生飽和蒸汽后 進入一級旋風除塵器， 一級旋風除塵器分離出的含碳粉塵通過一旋料腿返回 氣化爐的密相區(qū)的高溫區(qū)進一步氣化，出一級旋風除塵器的氣體再進入一個 或兩個并聯運行的二級旋風除塵器，進一步分離氣體中的含碳粉塵，分離出 的含碳粉塵，通過二旋料腿返回氣化爐的高溫區(qū)或者通過灰斗、灰鎖、螺旋 冷灰機排出界區(qū)；煤氣經二級旋風除塵器除塵后進入第二蒸汽發(fā)生器并產生 飽和蒸汽進入蒸汽過熱器及鍋爐給水預熱器繼續(xù)回收煤氣余熱；出鍋爐給水 預熱器的煤氣經除塵器進一步除塵后進入煤氣最終洗滌冷卻塔進一步除塵 降溫后送入后續(xù)系統。本發(fā)明的給料斗的壓力高于氣化爐的壓力。
本發(fā)明利用流態(tài)化原理，將原料粉煤連續(xù)加入氣化爐密相區(qū)，氣化劑 (純氧、二氧化碳和蒸汽)從氣化爐底部吹入，使煤粒沸騰流化。在燃燒產 生的高溫條件下，氣固兩相充分混合接觸，發(fā)生煤的熱解、破粘和碳的氧 化還原反應，最終實現煤的完全氣化。


圖1是本發(fā)明的工藝流程簡圖；圖2是本發(fā)明的氣體分布器結構簡圖；具體實施方式
下面結合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細描述參見圖1，本發(fā)明由加煤系統、流化床氣化系統、排渣系統、排灰系 統、廢熱回收系統、除塵系統以及煤氣洗滌冷卻系統組成；所述加煤系統由依次相連的煤斗1、煤鎖2、給料斗3、星形給料器4、 螺旋給煤機5及給煤重力管6組成；所述流化床氣化系統由氣化爐8及氣體分布器9組成，其中氣化爐與 給煤重力管6相連通； 所述排渣系統由與氣化爐8相連通的螺旋冷渣機12、受渣斗13、渣 鎖14組成；所述廢熱回收系統由與氣化爐8的上端相連的第--蒸汽發(fā)生器7、第 二蒸汽發(fā)生器21 、蒸汽過熱器22及鍋爐給水預熱器23組成；所述除塵系統由與第一蒸汽發(fā)生器7相連通的一級旋風除塵器10、 一 個或兩個并聯的二級旋風除塵器15及深度除塵器20組成；所述排灰系統由與二級旋風除塵器15相連通的受灰斗17、灰鎖18 及螺旋冷灰機19組成；
所述煤氣洗滌冷卻系統由與深度除塵器20相連通的洗漆冷卻塔24組成。參見圖2,本發(fā)明的氣體分布器9由開設在其側壁上的噴嘴25以及設 置在其下的中心管26、環(huán)管27組成。 -灰融聚流化床粉煤氣化方法如下首先將粒度小于§ mm，含水量小于 5wty。的煤粉送至煤斗1，煤斗1中的煤粉經煤鎖2進入給料斗3，給料斗3 中的煤粉經星形給料器4、螺旋給煤機5及給煤重力管6進入溫度為1050 U5(TC、壓力為0.03 3.0MPa的氣化爐8內；為防止煤氣倒流進入螺旋給 煤機5和給料斗3，給料斗3的揮力設定高于氣化爐8壓力0. 005MPa;經計量后的氣化劑經氣體分布器9的噴嘴或多孔板25、中心管26、環(huán) 管27進入氣化爐8下部使煤粉在流化狀態(tài)下發(fā)生破粘、脫揮發(fā)份、焦油的 裂解、煤焦的氧化還原反應和灰渣的粘聚分離，氣化生成的煤氣組成主要包 括CO、 H2、 C02、 CH4、 N2、 H2S和沒有參與反應的水蒸汽；氣化生成的煤氣； 灰渣經氣化爐8底部的氣體分布器9、環(huán)管27連續(xù)不斷地經螺旋冷渣機12、 受渣斗13落入渣鎖14，定期送至界區(qū)外；出氣化爐8的氣體溫度約1000°C，由氣化爐8頂端進入第一蒸汽發(fā)生 器7并產生飽和蒸汽后(飽和蒸汽壓力0. 5 3. 82MPa),煤氣溫度降至850 'C左右，出第一蒸汽發(fā)生器7回收顯熱后的氣體進入一級旋風除塵器10 (耐 高溫襯里設備)， 一級旋風除塵器10分離出的含碳粉塵瑪過一旋料腿11返 回氣化爐8密相區(qū)的高溫區(qū)進一步氣化。出一級旋風除塵器10的氣體(煤 氣含塵量降至約30g/Nm3)再進入一個或兩個并聯運行的二級旋風除塵器15 (耐高溫襯里設備)，進一步分離氣體中的含碳粉塵，分離出的含碳粉塵， 通過二旋料腿16返回氣化爐8辜溫區(qū)或者通過回收系統(受灰斗17、灰鎖
18、螺旋冷灰機19)增濕或干法排出界區(qū)。煤氣經二級旋風除塵器15除塵后(煤氣含塵量降至約5 10g/Nm3，溫 度降至82(TC左右)進入第二蒸汽發(fā)生器21并產生飽和蒸汽(飽和蒸汽壓 力0. 5 3. 82MPa)。出第二蒸汽發(fā)生器21的煤氣進入蒸汽過熱器22及鍋爐 給水預熱器23繼續(xù)回收煤氣余熱后，溫度降至20(TC左右。第一蒸汽發(fā)生 器7和第二蒸^i發(fā)生器21產生的蒸汽一部分經蒸汽過熱器22過熱后送入 本裝置自用，另一部分送入工廠蒸汽管網。出鍋爐給水預熱器23的煤氣經中、深度除塵器20進一步除塵后(煤氣 含塵量降至約10mg/Nm3)，進入煤氣最終洗滌冷卻塔24進一步除塵降溫后 (煤氣含塵量小于5mg/Nm3，皿降至約4(TC左右)送入后續(xù)系統。由于本發(fā)明釆用了灰融聚及選擇性排灰技術，克服了一般流化床對原 料煤的高活性要求、粘結性限制以及不能提高操作溫度等缺陷，大大放寬 了對原料煤的學求，可以適應"三高一低"煤(即高硫、.高灰、高灰熔點 以及低活性煤)。生物質、褐煤、煙煤、無煙煤、焦粉及石油焦都可以作 為灰融聚粉煤氣化的原料，原料適應性強，有利于實施原料供應本地化、 多樣化。采用小于8m的煤粉，'在有效利用粉煤資源、適應現代化采煤要求的 情況下，大大降低了入爐煤的處理費用。大大提高了轉化效率，有效氣成分(C0+H2): 7-0 80%(常壓:70 72%， 加壓75 80%);碳轉化率95 96%;熱效率75 80%。容易實現長周期、平穩(wěn)運行，安全可靠，裝置的可供率高(1) 氣化爐屬于單段流化床，結構簡單；(2) 爐內無傳動部件，維修方便，工作量??；.(3)操作穩(wěn)定，抗干擾能力強，彈性大(70 140%)，易于實現長周 期穩(wěn)定運行。適應日益嚴格的環(huán)保要求，可以做到"三廢"無害化處理和排放。氣 化反應床層反應溫度高且均勻，停留時間適中，氣體成分中無焦油及多酚 類物質，使煤氣水可經簡單汽提后即可回用或進行生化處理。另外，氣化 爐排渣、排灰等均可資源化利用。本發(fā)明根據不同規(guī)模和用途(燃料氣、合成氣、合成氨、醇等)，灰 融.聚流化床粉煤氣化方法可具有激冷或廢鍋流程；氣化劑可采用空氣、純 氧、富氧、水蒸汽/二氧化碳等不同介質。
權利要求
1、一種灰融聚流化床粉煤氣化方法，其特征在于1)首先將粒度小于8mm，含水量小于5wt％的煤粉送至煤斗(1)，煤斗(1)中的煤粉經煤鎖(2)進入給料斗(3)，給料斗(3)中的煤粉經星形給料器(4)、螺旋給煤機(5)及給煤重力管(6)進入溫度為1050～1150℃、壓力為0.03～3.0MPa的氣化爐(8)內；2)氣化劑經氣體分布器(9)的噴嘴或多孔板(25)、中心管(26)、環(huán)管(27)進入氣化爐(8)下部使煤粉在流化狀態(tài)下發(fā)生破粘、脫揮發(fā)份、焦油的裂解、煤焦的氧化還原反應和灰渣的粘聚分離，氣化生成煤氣；灰渣經氣化爐(8)底部的氣體分布器(9)、環(huán)管(27)連續(xù)不斷地經螺旋冷渣機(12)、受渣斗(13)落入渣鎖(14)送至界區(qū)外；3)生成的煤氣由氣化爐(8)頂端進入第一蒸汽發(fā)生器(7)并產生飽和蒸汽后進入一級旋風除塵器(10)，一級旋風除塵器(10)分離出的含碳粉塵通過一旋料腿(11)返回氣化爐(8)的密相區(qū)的高溫區(qū)進一步氣化，出一級旋風除塵器(10)的氣體再進入一個或兩個并聯運行的二級旋風除塵器(15)，進一步分離氣體中的含碳粉塵，分離出的含碳粉塵，通過二旋料腿(16)返回氣化爐(8)的高溫區(qū)或者通過灰斗(17)、灰鎖(18)、螺旋冷灰機(19)排出界區(qū)；4)煤氣經二級旋風除塵器(15)除塵后進入第二蒸汽發(fā)生器(21)并產生飽和蒸汽進入蒸汽過熱器(22)及鍋爐給水預熱器(23)繼續(xù)回收煤氣余熱；5)出鍋爐給水預熱器(23)的煤氣經除塵器(20)進一步除塵后進入煤氣最終洗滌冷卻塔(24)進一步除塵降溫后送入后續(xù)系統。
2、根據權利要求1所述的豕融聚流化床粉煤氣化方法，其特征在于所說的給料斗(3)的壓力高于氣化爐(8)的壓力。
全文摘要
一種灰融聚流化床粉煤氣化方法，首先將煤粉加入氣化爐內；氣化劑經氣體分布器的噴嘴、中心管、環(huán)管進入氣化爐下部使煤粉在流化狀態(tài)下氣化生成煤氣；煤氣由氣化爐頂端進入第一蒸汽發(fā)生器后進入一、二級旋風除塵器，進入第二蒸汽發(fā)生器并產生飽和蒸汽進入蒸汽過熱器及鍋爐給水預熱器繼續(xù)回收煤氣余熱；再經除塵器進一步除塵后進入煤氣最終洗滌冷卻塔進一步除塵降溫后送入后續(xù)系統。本發(fā)明利用流態(tài)化原理，將原料粉煤連續(xù)加入氣化爐密相區(qū)，氣化劑從氣化爐底部吹入，使煤粒沸騰流化。在燃燒產生的高溫條件下，氣固兩相充分混合接觸，發(fā)生煤的熱解、破粘和碳的氧化還原反應，最終實現煤的完全氣化。
文檔編號C10J3/54GK101108986SQ20071001851
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權日2007年8月21日
發(fā)明者于海洋, 臺念強, 武晉強, 畢可軍, 毛少祥, 剛 汪, 王光彪, 王寧波, 石春梅, 雄 葛, 賀永德 申請人:陜西秦能天脊科技有限公司