一种卧式循环流化床气化方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种卧式循环流化床气化方法与装置，涉及固体含碳燃料气化技术领域。所述方法采用分区气化，加入第一气化室内的固体含碳燃料在第一气化室内与第一气化剂进行气化反应生成粗煤气,粗煤气输送到第二气化室，通过惯性分离器分离出未反应的含碳固体物质和煤气；所述含碳固体物质落入第二气化室,与第二气化剂在第二气化室内，以较第一气化室内更高气化温度下进一步气化产生煤气，所述煤气与经惯性分离器分离出的来自第一气化室的煤气混合，形成含固体物料的混合煤气，再经旋风分离后形成净煤气输出，分离的固体物料经回料装置返回第一气化室；第一气化室底部固态排渣。所述装置主要包括第一气化室、第二气化室、惯性分离器、旋风分离器、立管、返料器等。该方法与装置克服了现有循环流化床气化炉固态渣中含碳量较高、煤气中飞灰量大、飞灰含碳量高的问题，提高碳转化率和冷煤气效率，更有效利用固体含碳燃料。

A horizontal circulating fluidized bed gasification method and device

The present invention provides a horizontal circulating fluidized bed gasification method and device, which relates to the field of solid carbon fuel gasification technology. The method used to partition gasification, gasification chamber into the first solid carbonaceous fuel gasification reaction in the first gasification chamber with the first gasifying agent to generate rough gas, crude gas transported to the gasification chamber second, the inertial separator separates the carbon solids and gas containing unreacted; the carbon containing solid material into second gasification room second, and second in the interior of gasifying agent gasification, the gasification chamber at a first high temperature gasification gasification further generate coal gas, the gas is mixed with the gas from the gasification chamber through the first inertia separator to separate, the formation of mixed gas containing solid material, the cyclone formed after the net output of the gas, solid material separation by feeding back device returns the first gasifying chamber; first gasifying chamber at the bottom of the solid state slag. The device mainly comprises a first gasification chamber, a second gasification chamber, an inertial separator, a cyclone separator, a vertical pipe, a return feeder, etc. The method and device overcome the problem of high carbon content in the solid slag of the existing circulating fluidized bed gasifier, large amount of fly ash in the gas and high carbon content in the fly ash. It improves carbon conversion rate and cold gas efficiency, and effectively utilizes solid carbon containing fuel.

【技术实现步骤摘要】
一种卧式循环流化床气化方法与装置
本专利技术涉及固体含碳燃料气化
；具体来说涉及一种卧式循环流化床气化方法与装置，属于流化作用下固体含碳燃料气化制燃气或合成气

技术介绍
中国专利技术专利201410117504.1，申请日2014.3.26，公开日2014.7.9，公开号CN103911179A，名称：煤气化方法和装置；其公开了现有的固态排渣的循环流化床气化炉的固态渣中的含碳量较高、煤气中飞灰量大、含碳量高的问题。而中国专利技术专利申请201510641319.7，申请日2015.9.30，公开日2017.4.5，公开号CN106554826A，名称：带细粉灰熔融的循环流化床煤气化方法及装置；其公开了现有的循环流化床气化由于气化操作温度低，导致随气流夹带出的细粉灰中含碳量高，质量分数占30％～50％，飞灰占总灰量70％～80％导致系统的总碳利用率不高；且其中细粉灰的利用处置也是一大难题。在传统的循环流化床气化炉中，由于采用固态排渣的方式，煤气化温度较低，一般低于灰熔点150～200℃。受煤的反应活性及灰熔点的影响，一般循环流化床煤气化炉的气化温度选为950℃～1050℃左右。循环流化床煤气化炉采用的入炉煤粉的粒径通常在10mm左右以下，煤粉进入循环流化床煤气化炉的炉膛后，与高温循环床料快速混合，被快速加热，发生水分的快速蒸发、快速热解反应，在这个过程中，受到煤粉的热稳定性和机械稳定性的影响，部分煤粉会破碎，产生小粒径半焦，甚至细粉半焦。半焦在提升管内与气化剂反应，产生煤气，未反应完的半焦进入旋风分离器，大部分半焦被旋风捕集后，经过立管和返料器，回到提升管与气化剂继续反应，剩余少部分半焦随高温煤气逃逸出去，成为飞灰。一般循环流化床的飞灰量大且飞灰中含碳量高，一般20％以上，有些煤种气化的飞灰中含碳量甚至可达70％。飞灰中含碳量高，一方面对循环流化床煤气化炉的碳转化率和冷煤气效率等造成重要负面影响，甚至导致碳转化率降低10％左右，有些煤种甚至达18％左右，煤气产率和系统热效率显著降低。另一方面，飞灰中的高含碳量，燃烧和气化活性低，不利于飞灰的直接利用。采用二次风方式，上部温度高，可用于气化，但是二次风中O2会优先与煤气燃烧，产生CO2、H2O，此处生产的CO2与C的气化反应速率很慢了，不像在底部生成，停留时间相对较长。有的循环流化床煤气化技术中，对高灰量、高含碳量飞灰的处理，一般采用对逃逸出循环流化床气化炉的旋风分离器的飞灰利用燃烧、气化两种方法进行处理，而不是直接强化气化炉内的反应，降低飞灰中的碳含量。如中国专利技术专利201410117504.1采用将循环流化床气化炉产生的粗煤气经过再一级旋风分离后，分离的飞灰通过热风炉燃烧产生高温烟气，送循环流化床气化炉作为热源，这个过程混入了较大量N2，稀释煤气，煤气热值降低，另外燃烧烟气的温度高达1300～1400℃，且热风炉采用液态排渣，因此输入气化炉的高温烟气中会混有液态渣滴，在气化炉内与床料粘结，团聚，破坏流动。中国专利技术专利01123960.3，申请日2001.8.8，公开日2003.3.5，公开号CN1400289，名称：粉煤流化床气化方法及气化炉；其公开了单个炉膛气化(分高温燃烧区+密相区+稀相区)，灰团聚排渣，气化灰+单段细粉半焦燃烧，烟气进高温燃烧区。中国专利技术专利201610644936.7，申请日2016.8.8，公开日2016.11.16，公开号CN106118750A，名称:梯级组合床气化系统；其公开了一段流化床气化+二段气流床气化(高温)，液态排渣，单段排渣，气化灰。但是二段气化剂为氧气或富氧空气。中国专利技术专利201110431593.3，申请日2011.12.14，公开日2012.7.4，公开号CN102533345A，名称：复合式流化床煤气化的方法及装置；其公开了一种灰融聚气化+细粉半焦气流床气化(固态排渣)+高温煤气入气化炉。其采用一段流化床气化+二段气流床气化(1100～1300℃)，单段排渣，灰融聚排渣；二段气化炉的原料为飞灰，来自于二级旋风分离器、热煤气辐射废热回收锅炉、煤气陶瓷过滤器，而不是一级旋风分离器的、高循环倍率的细粉半焦；气流床的细渣随高温煤气进入气化炉；需要氧气作为气化剂，提高碳转化率、产高温煤气；对低灰熔点煤，气流床要么产液态渣，再冷却，破坏流化床气化炉内的流动，要么需降低气化温度，效率低。待流化床气化炉下部气化稳定后，将细粉由细粉加料输送罐输送至气流床燃烧喷嘴，再向燃烧喷嘴通入氧气和蒸汽，按氧气干煤粉比0.5～0.7Nm3/kg、蒸汽煤比0.1～0.3kg/kg进行操作，气流床操作温度在1100～1300℃范围，流化床内的流化床与气流床交汇段温度在1050～1150℃范围；中国技术专利201520571134.9，申请日2015.8.3，公开日2016.3.2，公开号CN205061998U，名称：一种粉煤循环节能气化炉；其中公开了一种设备，采用单段炉膛气化，飞灰排放或去飞灰锅炉燃烧产蒸汽；高温空气温度600℃以上，配合饱和蒸汽作为气化剂。中国专利技术专利申请号201510641319.7，申请日2015.9.3，公开日2017.4.5，公开号CN106554826A，名称：带细粉灰熔融的循环流化床煤气化方法及装置；其公开了一种设备，采用常规CFB煤气化+飞灰熔融气化，固态排渣+液态排渣；从旋风分离器损失的飞灰(粒径20～40μm、含碳高、流率大)被收集到，再经燃料预热段预热、高温熔融段气化；二段煤气回送CFB气化炉膛。采用灰熔融方法气化飞灰，再回气化炉上部补热，缺点是液态排渣，飞灰灰分含量高(如50％～70％)，能耗高，且需氧。现有的这些循环流化床气化炉都存在着固态渣中含碳量较高、煤气中飞灰量大、含碳量高的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的循环流化床气化炉都存在着固态渣中含碳量较高、煤气中飞灰量大、飞灰含碳量高的问题，本专利技术实施例要解决的技术问题是提出一种效果更好的卧式循环流化床气化方法与装置。为了解决上述问题，本专利技术实施例提出了一种循环流化床的气化方法，包括：将固体含碳燃料加入第一气化室，在所述第一气化室内与第一气化剂气化产生粗煤气,所述粗煤气输送到第二气化室，在惯性分离器内分离出未反应的含碳固体物质和煤气；含碳固体物质落入所述第二气化室,与第二气化剂在所述第二气化室内，以较所述第一气化室更高的气化温度下进一步气化产生煤气，气化速率与气化温度呈幂指数增加；所述煤气与经所述惯性分离器分离出的所述煤气混合，形成含固体物料的混合煤气，所述混合煤气经旋风分离后形成净煤气输出，分离的所述固体物料经回料装置返回所述第一气化室。其中，所述第一气化剂和第二气化剂分别为空气，或者空气、蒸汽的混合气体，或者富氧空气、蒸汽的混合气体，或者纯氧、蒸汽的混合气体。其中，其中预热的空气、富氧空气或纯氧的温度为200-850℃，过热蒸汽的压力位0.6-9.8MPa，温度为200-600℃。其中，所述第一气化室的运行温度为900-1100℃；第二气化室的运行温度为1000-1200℃。同时，为了解决上述问题，本专利技术实施例还提出了一种卧式循环流化床气化装置，主要包括第一气化室、第二气化室、惯性分离器、旋风分离器、立管、返料器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卧式循环流化床的气化方法，其特征在于，包括：固体含碳燃料加入第一气化室，在所述第一气化室内与第一气化剂气化产生粗煤气,所述粗煤气输送到第二气化室，在惯性分离器内分离出未反应的含碳固体物质和煤气；含碳固体物质落入所述第二气化室,与第二气化剂在所述第二气化室内，以较所述第一气化室更高的气化温度下进一步气化产生煤气，第二气化室产生的煤气与经所述惯性分离器分离出的煤气混合，形成含固体物料的混合煤气；混合煤气经旋风分离后形成净煤气和固体物料，然后将净煤气输出，并将所述固体物料经回料装置返回所述第一气化室。

【技术特征摘要】
1.一种卧式循环流化床的气化方法，其特征在于，包括：固体含碳燃料加入第一气化室，在所述第一气化室内与第一气化剂气化产生粗煤气,所述粗煤气输送到第二气化室，在惯性分离器内分离出未反应的含碳固体物质和煤气；含碳固体物质落入所述第二气化室,与第二气化剂在所述第二气化室内，以较所述第一气化室更高的气化温度下进一步气化产生煤气，第二气化室产生的煤气与经所述惯性分离器分离出的煤气混合，形成含固体物料的混合煤气；混合煤气经旋风分离后形成净煤气和固体物料，然后将净煤气输出，并将所述固体物料经回料装置返回所述第一气化室。2.根据权利要求1所述的卧式循环流化床的气化方法，其特征在于，所述第一气化剂和第二气化剂分别为空气，或者空气、蒸汽的混合气体，或者富氧空气、蒸汽的混合气体，或者纯氧、蒸汽的混合气体。3.根据权利要求2所述的卧式循环流化床的气化方法，其特征在于，其中预热的空气、富氧空气或者纯氧的温度为200-850℃，过热蒸汽的压力为0.6-2.5MPa，温度为200-600℃。4.根据权利要求1所述的循环流化床的气化方法，其特征在于，所述第一气化室的运行温度为900-1100℃；第二气化室的运行温度为1000-1200℃。5.一种卧式循环流化床气化装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳绍军，
申请(专利权)人：国科洁能北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11