专利名称：一种灰融聚流化床粉煤气化方法
技术领域：
本发明涉及一种流化床煤气化方法，具体涉及一种灰融聚流化床粉煤 气化方法。
背景技术：
煤的气化技术主要可分为固定床(如UGI炉、Lurgi炉等)、流化床(如 HTW炉、U-gas'炉等)、气流床(如K-T炉、Texaco炉、Shell炉等)三类。 '固定床气化炉一般以块煤为原料，筛分范围为6 50mm,煤与气化剂 在炉内进行逆向流动，固相原料由气化炉上部加入，气化剂自气化炉底部 鼓入，含有一定残碳的灰渣自炉底排出，产生的煤气中含有烃类及焦油等。气流床气化炉中，将原料粉煤(70%以上以通过200目)用气化剂输 送入炉中，以并流方式在高温火焰中进行反应，炉内温度很高，煤气中不 含焦油等物质。气流床气化炉还可将粉煤制成水煤浆进料(如Texaco炉)， 但由于水分蒸发，敌耗氧量较高。'流化床的原料煤粒度一般为0 10 mm左右，原料煤在自下而上的气化 剂的作用下保持着连续不断和无秩序地沸腾和悬浮状态运动，迅速进行混 合与热交换，整个床层温度均一，产生的煤气和灰渣在接近炉温下导出， 因而煤气中基本不含焦油类物质。 '流化床粉煤气化技术还可分为在常压(O.pipa)气化技术和加压 (〉0..1Mpa)气化两种。常压气化技术生产能力较低，后续系统所需压縮
能耗高。加压气化技术可大幅度提高生产能力，降低后续系统压縮功耗， 节能显著。发明内容本发明的目的在于提供一种原料适应性强，操作稳定，抗干扰能力强，弹性大(70 1'40%)，易于实现长周期稳定运行的灰融聚流化床粉煤气化 方法。为达到上述目的，本明采用的方法为首先将粒度小于8imn，含水量小 于5wty。的煤粉送至煤斗，煤斗中的煤粉经煤锁进入给料斗，给料斗中的煤 粉经星形给料器、螺旋给煤机及给煤重力管进入温度为1050 1150°C、压 力为0.03 3.0MPa的气化炉内；气化剂经气体分布器的喷嘴或多孔板、中 心管、环管进入气化炉下部使煤粉在流化状态下发生破粘、脱挥发份、焦油 的裂解、煤焦的氧化还原反应和灰渣的粘聚分离，气化生成煤气；灰渣经气 化炉底部的气体分布器、环管连续不断地经螺旋冷渣机、受渣斗落入渣锁送 至界区外;生成的煤气由气化炉顶端进入第一蒸汽发生器并产生饱和蒸汽后 进入一级旋风除尘器， 一级旋风除尘器分离出的含碳粉尘通过一旋料腿返回 气化炉的密相区的高温区进一步气化，出一级旋风除尘器的气体再进入一个 或两个并联运行的二级旋风除尘器，进一步分离气体中的含碳粉尘，分离出 的含碳粉尘，通过二旋料腿返回气化炉的高温区或者通过灰斗、灰锁、螺旋 冷灰机排出界区；煤气经二级旋风除尘器除尘后进入第二蒸汽发生器并产生 饱和蒸汽进入蒸汽过热器及锅炉给水预热器继续回收煤气余热；出锅炉给水 预热器的煤气经除尘器进一步除尘后进入煤气最终洗涤冷却塔进一步除尘 降温后送入后续系统。本发明的给料斗的压力高于气化炉的压力。
本发明利用流态化原理，将原料粉煤连续加入气化炉密相区，气化剂 (纯氧、二氧化碳和蒸汽)从气化炉底部吹入，使煤粒沸腾流化。在燃烧产 生的高温条件下，气固两相充分混合接触，发生煤的热解、破粘和碳的氧 化还原反应，最终实现煤的完全气化。
图1是本发明的工艺流程简图；图2是本发明的气体分布器结构简图；具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述参见图1，本发明由加煤系统、流化床气化系统、排渣系统、排灰系 统、废热回收系统、除尘系统以及煤气洗涤冷却系统组成；所述加煤系统由依次相连的煤斗1、煤锁2、给料斗3、星形给料器4、 螺旋给煤机5及给煤重力管6组成；所述流化床气化系统由气化炉8及气体分布器9组成，其中气化炉与 给煤重力管6相连通； 所述排渣系统由与气化炉8相连通的螺旋冷渣机12、受渣斗13、渣 锁14组成；所述废热回收系统由与气化炉8的上端相连的第--蒸汽发生器7、第 二蒸汽发生器21 、蒸汽过热器22及锅炉给水预热器23组成；所述除尘系统由与第一蒸汽发生器7相连通的一级旋风除尘器10、 一 个或两个并联的二级旋风除尘器15及深度除尘器20组成；所述排灰系统由与二级旋风除尘器15相连通的受灰斗17、灰锁18 及螺旋冷灰机19组成；
所述煤气洗涤冷却系统由与深度除尘器20相连通的洗漆冷却塔24组成。参见图2,本发明的气体分布器9由开设在其侧壁上的喷嘴25以及设 置在其下的中心管26、环管27组成。 -灰融聚流化床粉煤气化方法如下首先将粒度小于§ mm，含水量小于 5wty。的煤粉送至煤斗1，煤斗1中的煤粉经煤锁2进入给料斗3，给料斗3 中的煤粉经星形给料器4、螺旋给煤机5及给煤重力管6进入温度为1050 U5(TC、压力为0.03 3.0MPa的气化炉8内；为防止煤气倒流进入螺旋给 煤机5和给料斗3，给料斗3的挥力设定高于气化炉8压力0. 005MPa;经计量后的气化剂经气体分布器9的喷嘴或多孔板25、中心管26、环 管27进入气化炉8下部使煤粉在流化状态下发生破粘、脱挥发份、焦油的 裂解、煤焦的氧化还原反应和灰渣的粘聚分离，气化生成的煤气组成主要包 括CO、 H2、 C02、 CH4、 N2、 H2S和没有参与反应的水蒸汽；气化生成的煤气； 灰渣经气化炉8底部的气体分布器9、环管27连续不断地经螺旋冷渣机12、 受渣斗13落入渣锁14，定期送至界区外；出气化炉8的气体温度约1000°C，由气化炉8顶端进入第一蒸汽发生 器7并产生饱和蒸汽后(饱和蒸汽压力0. 5 3. 82MPa),煤气温度降至850 'C左右，出第一蒸汽发生器7回收显热后的气体进入一级旋风除尘器10 (耐 高温衬里设备)， 一级旋风除尘器10分离出的含碳粉尘瑪过一旋料腿11返 回气化炉8密相区的高温区进一步气化。出一级旋风除尘器10的气体(煤 气含尘量降至约30g/Nm3)再进入一个或两个并联运行的二级旋风除尘器15 (耐高温衬里设备)，进一步分离气体中的含碳粉尘，分离出的含碳粉尘， 通过二旋料腿16返回气化炉8辜温区或者通过回收系统(受灰斗17、灰锁
18、螺旋冷灰机19)增湿或干法排出界区。煤气经二级旋风除尘器15除尘后(煤气含尘量降至约5 10g/Nm3，温 度降至82(TC左右)进入第二蒸汽发生器21并产生饱和蒸汽(饱和蒸汽压 力0. 5 3. 82MPa)。出第二蒸汽发生器21的煤气进入蒸汽过热器22及锅炉 给水预热器23继续回收煤气余热后，温度降至20(TC左右。第一蒸汽发生 器7和第二蒸^i发生器21产生的蒸汽一部分经蒸汽过热器22过热后送入 本装置自用，另一部分送入工厂蒸汽管网。出锅炉给水预热器23的煤气经中、深度除尘器20进一步除尘后(煤气 含尘量降至约10mg/Nm3)，进入煤气最终洗涤冷却塔24进一步除尘降温后 (煤气含尘量小于5mg/Nm3，皿降至约4(TC左右)送入后续系统。由于本发明釆用了灰融聚及选择性排灰技术，克服了一般流化床对原 料煤的高活性要求、粘结性限制以及不能提高操作温度等缺陷，大大放宽 了对原料煤的學求，可以适应"三高一低"煤(即高硫、.高灰、高灰熔点 以及低活性煤)。生物质、褐煤、烟煤、无烟煤、焦粉及石油焦都可以作 为灰融聚粉煤气化的原料，原料适应性强，有利于实施原料供应本地化、 多样化。采用小于8m的煤粉，'在有效利用粉煤资源、适应现代化采煤要求的 情况下，大大降低了入炉煤的处理费用。大大提高了转化效率，有效气成分(C0+H2): 7-0 80%(常压:70 72%， 加压75 80%);碳转化率95 96%;热效率75 80%。容易实现长周期、平稳运行，安全可靠，装置的可供率高(1) 气化炉属于单段流化床，结构简单；(2) 炉内无传动部件，维修方便，工作量小；.(3)操作稳定，抗干扰能力强，弹性大(70 140%)，易于实现长周 期稳定运行。适应日益严格的环保要求，可以做到"三废"无害化处理和排放。气 化反应床层反应温度高且均匀，停留时间适中，气体成分中无焦油及多酚 类物质，使煤气水可经简单汽提后即可回用或进行生化处理。另外，气化 炉排渣、排灰等均可资源化利用。本发明根据不同规模和用途(燃料气、合成气、合成氨、醇等)，灰 融.聚流化床粉煤气化方法可具有激冷或废锅流程；气化剂可采用空气、纯 氧、富氧、水蒸汽/二氧化碳等不同介质。
权利要求
1、一种灰融聚流化床粉煤气化方法，其特征在于1)首先将粒度小于8mm，含水量小于5wt％的煤粉送至煤斗(1)，煤斗(1)中的煤粉经煤锁(2)进入给料斗(3)，给料斗(3)中的煤粉经星形给料器(4)、螺旋给煤机(5)及给煤重力管(6)进入温度为1050～1150℃、压力为0.03～3.0MPa的气化炉(8)内；2)气化剂经气体分布器(9)的喷嘴或多孔板(25)、中心管(26)、环管(27)进入气化炉(8)下部使煤粉在流化状态下发生破粘、脱挥发份、焦油的裂解、煤焦的氧化还原反应和灰渣的粘聚分离，气化生成煤气；灰渣经气化炉(8)底部的气体分布器(9)、环管(27)连续不断地经螺旋冷渣机(12)、受渣斗(13)落入渣锁(14)送至界区外；3)生成的煤气由气化炉(8)顶端进入第一蒸汽发生器(7)并产生饱和蒸汽后进入一级旋风除尘器(10)，一级旋风除尘器(10)分离出的含碳粉尘通过一旋料腿(11)返回气化炉(8)的密相区的高温区进一步气化，出一级旋风除尘器(10)的气体再进入一个或两个并联运行的二级旋风除尘器(15)，进一步分离气体中的含碳粉尘，分离出的含碳粉尘，通过二旋料腿(16)返回气化炉(8)的高温区或者通过灰斗(17)、灰锁(18)、螺旋冷灰机(19)排出界区；4)煤气经二级旋风除尘器(15)除尘后进入第二蒸汽发生器(21)并产生饱和蒸汽进入蒸汽过热器(22)及锅炉给水预热器(23)继续回收煤气余热；5)出锅炉给水预热器(23)的煤气经除尘器(20)进一步除尘后进入煤气最终洗涤冷却塔(24)进一步除尘降温后送入后续系统。
2、根据权利要求1所述的豕融聚流化床粉煤气化方法，其特征在于所说的给料斗(3)的压力高于气化炉(8)的压力。
全文摘要
一种灰融聚流化床粉煤气化方法，首先将煤粉加入气化炉内；气化剂经气体分布器的喷嘴、中心管、环管进入气化炉下部使煤粉在流化状态下气化生成煤气；煤气由气化炉顶端进入第一蒸汽发生器后进入一、二级旋风除尘器，进入第二蒸汽发生器并产生饱和蒸汽进入蒸汽过热器及锅炉给水预热器继续回收煤气余热；再经除尘器进一步除尘后进入煤气最终洗涤冷却塔进一步除尘降温后送入后续系统。本发明利用流态化原理，将原料粉煤连续加入气化炉密相区，气化剂从气化炉底部吹入，使煤粒沸腾流化。在燃烧产生的高温条件下，气固两相充分混合接触，发生煤的热解、破粘和碳的氧化还原反应，最终实现煤的完全气化。
文档编号C10J3/54GK101108986SQ20071001851
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月21日 优先权日2007年8月21日
发明者于海洋, 台念强, 武晋强, 毕可军, 毛少祥, 刚 汪, 王光彪, 王宁波, 石春梅, 雄 葛, 贺永德 申请人:陕西秦能天脊科技有限公司