一种循环流化床与热解床复合气化的工艺及其装置的制作方法

本发明涉及一种煤制气复合气化装置，具体为一种循环流化床和热解床顺序流化热解气化的气化炉，用于原料煤的气化，属于煤气化装备技术领域。

背景技术：

随着工业经济的迅猛发展，燃煤已作为工业生产过程中必不可少的获热途径。然而直接燃煤会造成对环境的极大污染，因而国家近年出台了大量的关于禁止直接燃煤取热的文件。改为将原煤转化为洁净无污染的煤气燃烧获取热量，为此人们设计出各种各样的将原煤转化为煤气的气化炉，如固定床气化炉、循环流化床气化炉等形式生产制作煤气的气化炉，在一定程度上减少了燃烧对环境的污染。但是深究现有各种形式的气化炉，人们发现每种气化炉都各有优缺点，如固定床气化炉，煤转化率和热效率都高，而煤气中含有大量焦油等污染物；循环流化床气化炉，生产制得的为不含焦油等污染物的洁净煤气，而原煤使用热效率低，煤渣中含有大量半焦，需将含焦煤渣运送到低要求燃烧环境进行再燃烧，如用于热电厂燃烧的热原料。一方面减低了煤的使用率，另一方面增加运输人工等多项成本。人们希望有一种煤制气设备，在保证原煤转化为煤气高效率的同时获得洁净煤气。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种循环流化床与热解床复合气化的工艺，它通过循环流化床气化炉与热解床气化炉的有机组合燃烧气化，提高原煤转化率，消除煤气中的主要污染物。

本发明的目的还在于提出一种循环流化床与热解床复合气化装置，它将原煤进行分段流化气化和热解气化，用于制作洁净高转化效率煤气的设备。

为了实现上述目的，本发明提供的循环流化床与热解床复合气化的工艺是：

原煤在循环流化床900℃-1200℃环境中进行初步燃烧流化气化，产生煤气、含碳飞灰和半焦，含碳飞灰和半焦随煤气送入旋风分离器，半焦被分离到热解气化床气化炉内进一步热解气化，含碳飞灰随高温煤气进入到下道设备，大部分含碳飞灰滞留在缓流沉淀室；

煤气、含碳飞灰和半焦从装置上部进入旋风分离器，分离出来的半焦进入所述热解气化床气化炉，热解气化床气化炉底部通入气化剂，半焦在热解床气化炉中燃尽；

热解床气化炉产生的煤气及含碳飞灰经旋风分离器中心筒进入沉淀室，煤渣从热解气化床气化炉底部渣盘排出；

含碳飞灰经沉淀室沉淀后，由输送机、飞灰管道送入循环流化床底部的混合气化室，随气化剂进入流化床气化炉循环气化燃烧，并补充气化热量；

上述流化床气化炉底部通入的流化气体为气化剂，所述气化剂是空气和水蒸汽的混合气体，原煤在流化床气化炉内发生气化反应；

上述热解气化床气化炉底部通入的流化气体为气化剂，所述气化剂是空气和水蒸汽的混合气体，半焦在热解床气化炉内燃烧发生热解反应；

上述流化床气化炉底部通入的流化气体为气化剂，所述气化剂是空气、水蒸汽和氧气的混合气体，原煤在流化床气化炉内发生气化反应；

上述热解床气化炉底部通入的流化气体为气化剂，所述气化剂是空气、水蒸汽和氧气的混合气体，半焦在热解床气化炉内燃烧发生热解反应；

本发明提供的循环流化床与热解床复合气化的装置是：

它包括：原煤料斗、循环流化床气化炉、旋风分离器、沉淀室、输送机、高温空气管道、蒸汽管道、氧气管道、含碳飞灰管道；

所述原煤料斗与所述循环流化床气化炉之间通过输煤管道相连通，所述循环流化床气化炉上部与旋风分离器上部之间通过煤气管道相连通，所述旋风分离器顶部与所述沉淀室顶部之间通过煤气管道相连通；

所述原煤料斗中设置原煤，所述循环流化床气化炉上部为气化炉腔，中部设置布风器，下部为混合布风室，所述旋风分离器内腔上部设有中心筒，底部设置渣盘，渣盘中设有锥形布风体，旋风分离器底部浮置于渣盘上，且渣盘与旋风分离器底部之间设置水密封，渣盘与锥形布风体下部之间为布风室，布风室底部通入气化剂，旋风分离器内腔下部、锥形布风体、布风室和渣盘共同构成热解床气化炉，所述沉淀室上部设有斜向导流板，底部设置输送机；所述输送机与飞灰管道相连接；

所述高温空气管道、蒸汽管道、氧气管道、飞灰管道与循环流化床气化炉下部设有的混合布风室相连通，所述高温空气管道、蒸汽管道、氧气管道与热解床锥形布风体下部设有的布风室相连通；

所述斜向导流板斜置于沉淀室内。

本发明的设计理论是利用循环流化床气化炉气化过程不产生焦油等污染物的原理和固定气化床气化效率高的原理，将二者协调设计在一个煤制气设备中，既不产生焦油等污染物，又能实现原煤制气的高转化率。本发明的有益效果是：原煤气化率高，气化过程不产生焦油等污染物；适用于大、中、小各种气化量的设备，单位时间内产气量调节范围大。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构示意图，

附图中，1为煤斗、2为循环流化床气化炉、3为旋风分离器、4为沉淀室、5为输送机、6为高温空气管道、7为蒸汽管道、8为氧气管道、9为飞灰管道，201为布风器、202为混合布风室、301为锥形布风体、302为渣盘、303为布风室、401为斜向导流板，A为原煤、B为半焦、C为含碳飞灰、D为煤渣。

具体实施方式

如附图所示，所述原煤料斗1与所述循环流化床气化炉2之间通过输煤管道相连通，所述循环流化床气化炉2上部与旋风分离器3上部之间通过煤气管道相连通，所述旋风分离器3顶部与所述沉淀室4顶部之间通过煤气管道相连通；所述原煤料斗1中设置原煤A，所述循环流化床气化炉2上部为气化炉腔，中部设置布风器201，下部为混合布风室202，所述旋风分离器3内上部设有中心筒，底部设置渣盘302，锥形布风体301设置在302上部，旋风分离器3浮置于渣盘302上，且渣盘302与旋风分离器3底部之间设置水密封，渣盘302与锥形布风体301下部之间设置成布风室303，旋风分离器3内腔下部与锥形布风体301下方的布风室303共同构成热解床气化炉，所述沉淀室4上部设有斜向导流板401，底部设置输送机5；所述输送机5与飞灰管道9相连接；所述高温空气管道6、蒸汽管道7、氧气管道8、飞灰管道9与循环流化床气化炉2下部设有的混合布风室相连通，所述高温空气管道6、蒸汽管道7、氧气管道8与锥形布风体301下部设有的布风室相连通；原煤A进入循环流化床气化炉2，在900℃-1200℃环境中进行初步燃烧热解气化，产生煤气、含碳飞灰C和半焦B，含碳飞灰C和半焦B随煤气送入旋风分离器3，经分离半焦B进入热解床气化炉，在热解床气化炉中进一步燃烧热解气化，含碳飞灰C进入缓流沉淀室4；热解床气化炉底部通入气化剂，煤气、含碳飞灰C和半焦B从装置上部进入旋风分离器2，半焦B在热解床气化炉中燃尽；热解床气化炉产生的煤气及含碳飞灰C经旋风分离器2中心筒进入沉淀室4，煤渣从热解床气化炉底部渣盘302排出；煤气及含碳飞灰C经沉淀室4沉淀后，含碳飞灰由输送机5、飞灰管道9送入循环流化床气化炉2底部的混合气化室，随气化剂进入流化床循环气化燃烧，并补充循环流化床气化炉2内的气化热量。