固体燃料分级气化-燃烧双床多联产系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了固体燃料分级气化-燃料双床多联产系统，包括燃烧系统、气化系统、合成气冷却净化系统和合成气甲烷化系统，燃烧系统通过循环回料系统与气化系统关联。燃烧系统主要采用循环流化床燃烧方式，气化系统采用流化床不完全气化方法，产生的半焦回燃烧系统再利用，合成气净化冷却单元采用水循环和可燃物再循环利用，在甲烷化单元中副产的CO2和水蒸汽在系统可实现循环利用，使系统内能量利用效率实现最大化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了固体燃料分级气化-燃料双床多联产系统，包括燃烧系统、气化系统、合成气冷却净化系统和合成气甲烷化系统，燃烧系统通过循环回料系统与气化系统关联。燃烧系统主要采用循环流化床燃烧方式，气化系统采用流化床不完全气化方法，产生的半焦回燃烧系统再利用，合成气净化冷却单元采用水循环和可燃物再循环利用，在甲烷化单元中副产的CO2和水蒸汽在系统可实现循环利用，使系统内能量利用效率实现最大化。【专利说明】
本专利技术涉及一种固体燃料分级气化-燃料双床多联产系统与方法，属于多联产
。
技术介绍
以煤炭资源替代部分油、气资源，是我国经济建设可持续发展的必由之路。我国能源结构的特点决定了寻求油、气的替代能源是我国经济发展与能源战略安全的长远战略。现代煤化工技术发展以洁净煤利用为前提，正在以煤为原料朝着多元化利用为目标方向发展。煤基多联产技术，按照现有技术应用情况可分为两类，一类是以气化技术为龙头技术，产品以合成气为主，可副产部分中低压蒸汽，该系统可实现合成气用于燃气轮机发电、蒸汽轮机发电、合成气转化成化工原料合成化学品，以及实现区域供暖等功能的多联产系统，从技术分类的角度可划分为气流床煤气化技术、固定床煤气化技术和流化床煤气化技术为核心的煤基多联产技术，如中国山东兖矿集团建设的我国首座60MW级IGCC发电和24万吨甲醇/年示范工程 即以华东理工大学等开发的气流床煤气化技术为基础。另外一种技术是基于燃烧发电的煤基多联产技术，联合热解炉实现发电、合成气、煤焦油等为主要产品的多联产系统，如中国专利CN200910153522和CN201210064139等，具有代表性的技术为浙江大学等开发的煤基发电-热解多联产技术，该技术在国内已建成了 300MW等级燃煤循环流化床复合热解多联产装置，并投入试运行。以循环流化床锅炉为基础集成化工反应系统实现的多联产技术相对投资低、技术可靠，但必须充分发挥热电和化工两个不同专业方向各自的技术优势，将其最佳融合和集成，才能实现多联产系统的高效、稳定和经济运行。目前已投运的循环流化床-热解多联产技术存在热解后焦油难分离，导致管道、阀门系统堵塞和腐蚀等问题，热解系统过分依赖锅炉系统提供的热量，负荷受限，使系统可靠性和稳定性收严重影响。。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种易于执行大型化放大、运行稳定可靠的多联产系统，同时兼顾发电、供暖和煤化工生产的多联产技术。为了解决上述技术问题，本专利技术的一个技术方案是提供了一种固体燃料分级气化-燃烧双床多联产系统，其特征在于:包括循环流化床燃烧锅炉、循环流化床气化锅炉、合成气净化单元及甲烷化单元:在循环流化床燃烧锅炉底部设有燃烧炉下渣口及燃烧炉流化风入口，流化风进入燃烧炉流化风入口后经由燃烧炉布风单元与循环流化床燃烧锅炉相通，燃料中的一部分通过燃烧炉燃料给料口进入循环流化床燃烧锅炉内，燃烧产生的烟气经由烟风道进入至少一级燃烧炉旋风分离单元，分离后的烟气直接排出，分离下来的灰渣颗粒通过燃烧炉回料腿送回循环流化床燃烧锅炉内，燃烧过程中产生的热量被用于产生燃烧炉水蒸汽，燃烧炉水蒸汽用于外供及向循环流化床气化锅炉供应；在循环流化床气化锅炉底部设有半焦出口及气化炉流化风入口，气化所需的气化剂被送入进入气化炉流化风入口后经由气化炉布风单元与循环流化床气化锅炉相通，气化剂中的水蒸汽来自燃烧炉水蒸汽和/或甲烷化单元产生的水蒸汽，二氧化碳来自甲烷化单元产生的二氧化碳，燃料中的另一部分通过气化炉燃料给料口进入循环流化床气化锅炉内，气化产生的半焦自半焦出口排出后送入燃烧炉燃料给料口，合成气则自循环流化床气化锅炉顶部的合成气出口进入至少一级气化炉旋风分离单元，分离后的合成气被送入合成气净化单元，分离下来的灰渣颗粒则通过气化炉回料腿送回循环流化床气化锅炉内和/或送至燃烧炉燃料给料口:合成气净化单元，对合成气进行初步洗涤除尘，并利用水为冷却介质采用热交换方式对合成气进行冷却后送至甲烷化单元，对冷却过程中产生的至少部分污水进行油水分离，分离得到的杂质或送至燃烧炉燃料给料口，或送至气化炉燃料给料口，或为副产品进行深加工；甲烷化单元，利用低温甲醇洗过程及甲烷化过程将送入的合成气制成为合成天然气，将低温甲醇洗过程产生的二氧化碳送至气化炉流化风入口，甲烷化过程副产的水蒸汽或送至气化炉流化风入口，或补充甲烷化单元自身所需水蒸汽，或外排作为其他用途。优选地，所述气化炉旋风分离单元采用由一级旋风分离器及二级旋风分离器组成的二级旋风分离结构，一级旋风分离器分离下来的灰渣颗粒通过所述气化炉回料腿送回所述循环流化床气化锅 炉内，二级旋风分离器分离下来的灰渣颗粒送至所述燃烧炉燃料给料□。优选地，在所述循环流化床气化锅炉上还设有侧气化剂给入口，侧气化剂给入口位于所述气化炉流化风入口的上方，氧气及水蒸汽被送入该侧气化剂给入口。优选地，所述合成气净化单元对所述合成气进行冷却过程中产生的水蒸汽被引入所述气化炉流化风入口。优选地，所述合成气净化单元包括洗涤冷却器、废热锅炉、冷却单元、第一油水分离器、第二油水分离器及污水澄清罐，合成气出所述气化炉旋风分离单元后或被送入洗涤冷却器，或被送入废热锅炉；当合成气被送入洗涤冷却器时，洗涤冷却器、废热锅炉及冷却单元依次级联，由洗涤冷却器对送入的合成气初步洗涤除尘和降温后进入废热锅炉，废热锅炉还同步通入除盐水，除盐水在废热锅炉内与合成气换热后作为洗涤/冷却水被引入洗涤冷却器中，换热后的合成气再进入冷却单元，冷却单元还同步接入自污水澄清罐送出的作为冷却介质的上清液，合成气出冷却单元后被送入所述甲烷化单元；废热锅炉及冷却单元在换热过程中产生的污水分别通过各自的管路与第一油水分离器及第二油水分离器相连，第一油水分离器、第二油水分离器及污水澄清罐依次级联，部分污水经过第一油水分离器分离后作为洗涤/冷却水被引入洗涤冷却器中，第一油水分离器及第二油水分离器分离得到的杂质或送至燃烧炉燃料给料口，或送至气化炉燃料给料口，或为副产品进行深加工，部分污水经过第一油水分离器及第二油水分离器后被污水澄清罐收集，污水澄清罐初步处理后的上清液送至冷却单元，得到的沉积物送界区外处理，剩余送至界区外进行污水处理；当合成气被送入废热锅炉时，废热锅炉、洗涤冷却器及冷却单元依次级联，废热锅炉同步通入除盐水及来自所述气化炉旋风分离单元的合成气，除盐水在废热锅炉内与合成气换热后形成水蒸汽，该水蒸汽作为气化剂被送入所述气化炉流化风入口，换热后的合成气送入洗涤冷却器内，由洗涤冷却器对送入的合成气初步洗涤除尘和降温后进入冷却单元，冷却单元还同步接入自污水澄清罐送出的作为冷却介质的上清液，合成气出冷却单元后被送入所述甲烷化单元；洗涤冷却器及冷却单元在换热过程中产生的污水分别通过各自的管路与第一油水分离器及第二油水分离器相连，第一油水分离器、第二油水分离器及污水澄清罐依次级联，部分污水经过第一油水分离器分离后作为洗涤/冷却水被引入洗涤冷却器中，第一油水分离器及第二油水分离器分离得到的杂质或送至燃烧炉燃料给料口，或送至气化炉燃料给料口，或为副产品进行深加工，部分污水经过第一油水分离器及第二油水分离器后被污水澄清罐收集，污水澄清罐初步处理后的上清液送至冷却单元，得到的沉积物送界区外处理，剩余送至界区本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体燃料分级气化‑燃烧双床多联产系统，其特征在于：包括循环流化床燃烧锅炉(1)、循环流化床气化锅炉(2)、合成气净化单元及甲烷化单元：在循环流化床燃烧锅炉(1)底部设有燃烧炉下渣口(7)及燃烧炉流化风入口(5)，流化风进入燃烧炉流化风入口(5)后经由燃烧炉布风单元(6a)与循环流化床燃烧锅炉(1)相通，燃料中的一部分通过燃烧炉燃料给料口(4a)进入循环流化床燃烧锅炉(1)内，燃烧产生的烟气经由烟风道(8)进入至少一级燃烧炉旋风分离单元，分离后的烟气直接排出，分离下来的灰渣颗粒通过燃烧炉回料腿(10a)送回循环流化床燃烧锅炉(1)内，燃烧过程中产生的热量被用于产生燃烧炉水蒸汽(46a)，燃烧炉水蒸汽(46a)用于外供及向循环流化床气化锅炉(2)供应；在循环流化床气化锅炉(2)底部设有半焦出口(49)及气化炉流化风入口(11a、11b)，气化所需的气化剂被送入进入气化炉流化风入口(11a、11b)后经由气化炉布风单元(6b)与循环流化床气化锅炉(2)相通，气化剂中的水蒸汽自燃烧炉水蒸汽(46a)和／或甲烷化单元产生的水蒸汽(44)，二氧化碳来自甲烷化单元产生的二氧化碳(53)，燃料中的另一部分通过气化炉燃料给料口(4b)进入循环流化床气化锅炉(2)内，气化产生的半焦自半焦出口(49)排出后送入燃烧炉燃料给料口(4a)，合成气则自循环流化床气化锅炉(2)顶部的合成气出口(13)进入至少一级气化炉旋风分离单元，分离后的合成气被送入合成气净化单元，分离下来的灰渣颗粒则通过气化炉回料腿(10b)送回循环流化床气化锅炉(2)内和／或送至燃烧炉燃料给料口(4a)；合成气净化单元，对合成气进行初步洗涤除尘，并利用水为冷却介质采用热交换方式对合成气进行冷却后送至甲烷化单元，对冷却过程中产生的至少部分污水进行油水分离，分离得到的杂质或送至燃烧炉燃料给料口(4a)，或送至气化炉燃料给料口(4b)，或为副产品进行深加工；甲烷化单元，利用低温甲醇洗过程及甲烷化过程将送入的合成气制成为合成天然气，将低温甲醇洗过程产生的二氧化碳送至气化炉流化风入口(11a、11b)，甲烷化过程副产的水蒸汽(44)或送至气化炉流化风入口(11a、11b)，或补充甲烷化单元自身所需水蒸汽，或外排作为其他用途。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪建军，杨震，陈楠，熊杰，
申请(专利权)人：上海锅炉厂有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31