循环流化床粉煤气化冷和热飞灰全处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型循环流化床粉煤气化冷灰和热飞灰全处理系统涉及回收利用全部热飞灰和外源冷灰。热飞灰处理系统：包括依秩序循环相连通的流化床气化炉、旋风除尘器、返料通道管、流化床气化炉；流化床气化炉上部气体出口与旋风除尘器入口连通；旋风除尘器飞灰出口与返料通道管入口处连通，返料通道管出口处与流化床气化炉连通，冷灰处理系统：包括依秩序相连通的冷灰仓、仓式泵、输灰管道、返料通道管和流化床气化炉。优点在于：可以将气化系统中分离的全部飞灰进行强制气化反应，使返料通道管流出的飞灰中含10％残炭，气化炉排渣中残炭由原来的为8?10％降为4?6％。
【专利说明】
循环流化床粉煤气化冷和热飞灰全处理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及制造煤气的流化床系统，具体为将煤气中分离下来的飞灰返回到流化床气化炉中，回收利用全部热飞灰和外源冷灰，进行粉煤灰再气化的粉煤灰回收利用流化床系统。
【背景技术】
[0002]循环流化床气化技术使用小颗粒的煤炭作为气化原料，利用气化剂的流速使煤炭流化。煤炭与气化剂在高温下进行复杂的化学反应，生成煤气。由于煤炭颗粒的不均匀性，一些粒度较小的煤炭极限沉降速度小于气化剂的流速，这部分小颗粒煤炭还没有完全被气化就被煤气夹带出气化炉。这些小颗粒的夹带物称之为煤气中夹带的飞灰。飞灰中约含有30-40%可利用的炭，这部分含炭颗粒经过旋风除尘器分离，经过流化床制造煤气系统中的飞灰回流管，返回到气化炉内，还没有被完全气化的小颗粒煤炭再次气化利用，可减少了煤炭的损失，提高了煤炭的利用率。
[0003]公开号为CN204185439U的中国发明专利给出了一种《带有强制返料气化床系统的制造煤气流化床系统》，包括流化床气化炉、旋风除尘器、返料通道管、流量温度压力综合控制器及各测温、测压仪表等，其特征在于设置了返料通道管，将旋风除尘器分离的飞灰进入返料通道管进行强制气化反应，解决了回收的飞灰在气化炉内进行气化反应的弊端(具体可见专利CN204185439U)，降低了飞灰和渣中的残炭。
[0004]以上专利存在的缺点是仅针对旋风除尘器能分离下来的飞灰进行处理。由于旋风除尘器分离效率及飞灰粒径的影响，飞灰不能完全分离下来。旋风除尘器的分离效率约为90%，可分离粒径大于ΙΟμπι的颗粒物，即旋风除尘器在正常运行时粒径低于ΙΟμπι和10%粒径大于ΙΟμπι的颗粒物没有分离下来。旋风除尘器出口煤气的含尘浓度(飞灰浓度)约为70g/Nm3-150g/Nm3，而清洁煤气要求的含尘量为50mg/Nm3，即在后续的净化过程中还会有70g/Nm3-150g/Nm3的飞灰沉降下来(依据气化煤质)。若按照每小时产4万标立煤气计算，则每小时将有2.8t-6t飞灰需要处理。需处理的飞灰量较大。
[0005]现有工艺中对于后续净化系统中分离的飞灰的处理方法有:堆放；用作内燃砖的原料;二次燃烧用于发电等。这几种方式的处理是脱离了流化床气化炉的处理，即飞灰不再用于气化。相对于气化系统而言，这几种处理方式的采用使得气化系统的原料消耗增加，碳转化率降低。此外，处理方法的选择对外界环境具有依赖性，即要求工厂附近有电厂或砖厂，才可处理飞灰，否则只能堆放，引起环境污染。
【发明内容】
[0006]本实用新型提供在飞灰回收的管道中，对全部分离的回收飞灰进行强制气化反应，提高气化炉对回收飞灰中炭的气化利用效率的制造煤气流化床系统。
[0007]本实用新型所指的返料意思是从气化炉出口进入旋风除尘器后，从旋风除尘器的飞灰出口，及后续净化过程中的待回收利用的飞灰。回收飞灰和返料飞灰和返料粉煤灰为同一概念。
[0008]本实用新型的结构是:
[0009]循环流化床粉煤气化冷灰和热飞灰全处理系统，包括热飞灰处理系统和冷灰处理系统组合而成；
[0010]热飞灰处理系统:包括依秩序循环相连通的流化床气化炉1、旋风除尘器2、返料通道管3、流化床气化炉I ；流化床气化炉I上部气体出口与旋风除尘器2入口连通;旋风除尘器2飞灰出口与返料通道管3入口处连通;返料通道管3出口处与流化床气化炉I的燃料入口连通；
[0011]其中，返料通道管3的结构:在返料通道管3入口处设有蒸汽控制阀4和含氧气化剂控制阀5;在返料通道管入口处与蒸汽控制阀4和含氧气化剂控制阀5之间设有返料通道管上部测温表6和返料通道管上部测压表9;蒸汽控制阀4上连接有蒸汽流量计12，蒸汽流量计12与蒸汽管道相通;含氧气化剂控制阀5上连接有含氧气化剂流量计13，含氧气化剂流量计13与氧气化剂管道相通;返料通道管3中部设有返料通道管中部测温表7和返料通道管中部测压表10;返料通道管3下部设有返料通道管下部测温表8和返料通道管下部测压表11;
[0012]冷灰处理系统:包括依秩序相连通的冷灰仓14、仓式栗15、输灰管道17、返料通道管3和流化床气化炉I;在返料通道管3的中上部位，既在含氧气化剂控制阀5与返料通道管中部测压表10之间的返料通道管3的中上部位设有冷灰和气体混合流体入口 16;仓式栗15的冷灰和气体混合流体出口与返料通道管3的冷灰和气体混合流体入口 16通过输灰管道17连通，输灰管道17上设有输灰管道测压表18;仓式栗15的冷灰入口与冷灰仓14的冷灰出口连通，仓式栗15与冷灰仓14连通的管道上设有冷灰流量计19;仓式栗15的煤气入口管道上设有煤气流量计20。
[0013]循环流化床粉煤气化飞灰全处理系统的作用是不仅将旋风除尘器2分离下来的飞灰返回到返料通道管3中进行强制气化反应;而且利用返料通道管3本身的技术特点，将旋风除尘器2未分离的，但在后续净化系统中必须分离下来的，温度已降低的冷飞灰也返回到返料通道管3中进行强制气化反应，即对气化系统中产生的全部飞灰进行了再气化处理。
[0014]为了在返料通道管3中对旋风除尘器2出来的热飞灰和后续处理获得的冷飞灰进行强制气化反应，使用循环流化床煤气化飞灰全处理系统的操作过程是，从蒸汽控制阀4和含氧气化剂控制阀5分别喷入蒸汽气化剂和含氧气化剂，旋风除尘器2收集下来的飞灰由旋风除尘器2和返料通道管3的连通处进入返料通道管3，输灰管道17输送的冷飞灰由冷灰和气体混合流体入口 16进入返料通道管3中，喷入的含氧气化剂与通入的飞灰混合，利用旋风除尘器2返料的高温热量、含氧气化剂与燃烧产生的热量，使热飞灰和冷飞灰中的残炭在返料通道管3中被气化，形成煤气。
[0015]返料通道管3不仅是飞灰流通的通道，还是煤炭的气化反应容器，将返料通道管3设置为5-8米，可使飞灰中的残炭有足够的时间完成气化反应。
[0016]还有一个使热飞灰处理系统和冷灰处理系统配合工作的流量、温度和压力综合控制器100;该流量、温度和压力综合控制器100分别与蒸汽控制阀4、含氧气化剂控制阀5、返料通道管上部测温表6、返料通道管上部测压表9、蒸汽流量计12、含氧气化剂流量计13、返料通道管中部测温表7、返料通道管中部测压表10、返料通道管下部测温表8、返料通道管下部测压表11、输灰管道测压表18、冷灰流量计19和煤气流量计20连接。
[0017]流量、温度和压力综合控制器100的作用是使旋风除尘器2分离下来的热飞灰、后续净化系统中获得的冷飞灰、蒸汽和含氧气化剂能控制在最佳配合比的状态。同时监测、调节整个系统的温度、压力，使系统处于良好的运行状态。
[0018]本实用新型的优点:
[0019]1、对循环流化床气化、净化产生的飞灰全部经过返回返料通道管进行强制气化反应，为飞灰的处理提供了一条新的工艺路径，使飞灰的处理不受其它限制因素影响，而是作为可利用能源处理，同时还可达到节省燃烧原料，保护环境的效果。
[0020]2、返料通道管的应用可以使整个煤气化系统中分离的飞灰中，残炭在30-40%的飞灰进行强制气化反应，使返料通道管流出的飞灰中含10%残炭。飞灰中大量的残炭变为煤气。
[0021]3、飞灰经过强制气化反应后，灰比重增加，进入到气化炉中更易沉降，使气化炉炉底的灰渣残炭比例降低，经测定气化炉排渣中残炭由原来的为8-10%降为4-6%。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的结构不意图；
[0023]1-流化床气化炉；2-旋风除尘器;3-返料通道管;4-蒸汽控制阀；5-含氧气化剂控制阀；6-返料通道管上部测温表;7-返料通道管中部测温表;8-返料通道管下部测温表;9-返料通道管上部测压表；10-返料通道管中部测压表；11-返料通道管下部测压表；12-蒸汽流量计；13-含氧气化剂流量计；14-冷灰仓；15-仓式栗；16-冷灰和气体混合流体入口 ； 17-输灰管道；18-输灰管道测压表；19-飞灰流量计;20-煤气流量计；100-流量、温度和压力综合控制器。
【具体实施方式】
[0024]实施例1、循环流化床粉煤气化冷灰和热飞灰全处理系统
[0025]如图1、循环流化床粉煤气化冷灰和热飞灰全处理系统，包括热飞灰处理系统和冷灰处理系统组合而成；
[0026]热飞灰处理系统:包括依秩序循环相连通的流化床气化炉1、旋风除尘器2、返料通道管3、流化床气化炉I ；流化床气化炉I上部气体出口与旋风除尘器2入口连通，旋风除尘器2飞灰出口与返料通道管3入口处连通，返料通道管3出口处与流化床气化炉I的燃料入口连通；
[0027]其中，返料通道管3的结构:在返料通道管3入口处设有蒸汽控制阀4和含氧气化剂控制阀5;在返料通道管入口处与蒸汽控制阀4和含氧气化剂控制阀5之间设有返料通道管上部测温表6和返料通道管上部测压表9;蒸汽控制阀4上连接有蒸汽流量计12，蒸汽流量计12与蒸汽管道相通;含氧气化剂控制阀5上连接有含氧气化剂流量计13，含氧气化剂流量计13与氧气化剂管道相通;返料通道管3中部设有返料通道管中部测温表7和返料通道管中部测压表10;返料通道管3下部设有返料通道管下部测温表8和返料通道管下部测压表11;
[0028]冷灰处理系统:包括依秩序相连通的冷灰仓14、仓式栗15、输灰管道17、返料通道管3和流化床气化炉I;在返料通道管3的中上部位，既在含氧气化剂控制阀5与返料通道管中部测压表10之间的返料通道管3的中上部位设有冷灰和气体混合流体入口 16;仓式栗15的冷灰和气体混合流体出口与返料通道管3的冷灰和气体混合流体入口 16通过输灰管道17连通，输灰管道17上设有输灰管道测压表18;仓式栗15的冷灰入口与冷灰仓14的冷灰出口连通，仓式栗15与冷灰仓14连通的管道上设有冷灰流量计19;仓式栗15的煤气入口管道上设有煤气流量计20。
[0029]还有一个使热飞灰处理系统和冷灰处理系统配合工作的流量、温度和压力综合控制器100;该流量、温度和压力综合控制器100分别与蒸汽控制阀4、含氧气化剂控制阀5、返料通道管上部测温表6、返料通道管上部测压表9、蒸汽流量计12、含氧气化剂流量计13、返料通道管中部测温表7、返料通道管中部测压表10、返料通道管下部测温表8、返料通道管下部测压表11、输灰管道测压表18、冷灰流量计19和煤气流量计20连接。
【主权项】
1.循环流化床粉煤气化冷灰和热飞灰全处理系统，包括热飞灰处理系统和冷灰处理系统组合而成； 热飞灰处理系统:包括依秩序循环相连通的流化床气化炉(I)、旋风除尘器(2)、返料通道管(3)、流化床气化炉(I);流化床气化炉(I)上部气体出口与旋风除尘器(2)入口连通，旋风除尘器(2)飞灰出口与返料通道管(3)入口处连通，返料通道管(3)出口处与流化床气化炉(I)的燃料入口连通； 其中，返料通道管(3)的结构:在返料通道管(3)入口处设有蒸汽控制阀(4)和含氧气化剂控制阀(5);在返料通道管入口处与蒸汽控制阀(4)和含氧气化剂控制阀(5)之间设有返料通道管上部测温表(6)和返料通道管上部测压表(9);蒸汽控制阀(4)上连接有蒸汽流量计(12)，蒸汽流量计(12)与蒸汽管道相通;含氧气化剂控制阀(5)上连接有含氧气化剂流量计(13)，含氧气化剂流量计(13)与氧气化剂管道相通;返料通道管(3)中部设有返料通道管中部测温表(7)和返料通道管中部测压表(10);返料通道管(3)下部设有返料通道管下部测温表(8)和返料通道管下部测压表(11); 冷灰处理系统:包括依秩序相连通的冷灰仓(14)、仓式栗(15)、输灰管道(17)、返料通道管(3)和流化床气化炉(I);在返料通道管(3)的中上部位，既在含氧气化剂控制阀(5)与返料通道管中部测压表(10)之间的返料通道管(3)的中上部位设有冷灰和气体混合流体入口(16);仓式栗(15)的冷灰和气体混合流体出口与返料通道管(3)的冷灰和气体混合流体入口(16)通过输灰管道(17)连通，输灰管道(17)上设有输灰管道测压表(18);仓式栗(15)的冷灰入口与冷灰仓(14)的冷灰出口连通，仓式栗(15)与冷灰仓(14)连通的管道上设有冷灰流量计(19);仓式栗(15)的煤气入口管道上设有煤气流量计(20)。2.根据权利要求1所述的循环流化床粉煤气化冷灰和热飞灰全处理系统，其特征在于:还有一个使热飞灰处理系统和冷灰处理系统配合工作的流量、温度和压力综合控制器(100);该流量、温度和压力综合控制器(100)分别与蒸汽控制阀(4)、含氧气化剂控制阀(5)、返料通道管上部测温表(6)、返料通道管上部测压表(9)、蒸汽流量计(12)、含氧气化剂流量计(13)、返料通道管中部测温表(7)、返料通道管中部测压表(10)、返料通道管下部测温表(8)、返料通道管下部测压表(11)、输灰管道测压表(18)、冷灰流量计(19)和煤气流量计(20)连接。
【文档编号】C10J3/48GK205635505SQ201620257594
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】孙文辉, 孙文行, 王盼盼, 孙伟
【申请人】北京澳柯清洁煤气工程技术有限公司