循环流化床气化炉启炉系统的制作方法

本实用新型涉及煤化工领域，特别涉及一种循环流化床气化炉启炉系统。
背景技术：
：：目前，流化床气化工艺有煤加压催化气化、灰熔聚与U-gas三种，均采用传统的烘炉升温—投料建床层—系统升压的三段式启炉方式，其升温、升压过程均需严格按照要求进行。传统启炉方式存在如下问题：1、烘炉过程：传统方法烘炉使用液化石油气或天然气燃烧后产生的烟气作为热源，炉温由室温升至850℃约需要24h，升温过程耗时长；2、投料建床层过程：炉温升至580℃后，开始向炉内通入气化剂并投入煤粉，由于煤粉自身温度低，其投入炉内后直接导致炉温降低，造成煤气化反应无法正常进行；因此，此阶段投入的煤粉，一部分燃烧用于提高炉温，另一部分随参与气化反应，但由于炉温炉压不能达到气化反应要求，未被完全气化，只能随着合成气排出炉外，而导致合成气品质低、含氧量高，无法进入后续工段，送至火炬处理易发生爆炸，因此只能排放至大气中，不但严重浪费资源，而且造成污染环境；3、升压过程：升压过程开始前，需要先对设备及管道进行热紧，保证设备及管道的气密性，然后根据实际情况逐步将压力从常压升至预定压力值，由于在升压关键点(一般为1.0MPa、2.0MPa、3.0MPa)处，炉内炉料流化态会发生剧烈变化，一旦产生不稳定的流型或局部超温等情况，都会导致气化炉结渣事故；因此，从一个压力关键点升至另一个压力关键点时，不仅要求升压速率逐步降低，同时要求到达较高压力关键点后维持的时长也不断增加，以确保流化床气化炉内部床温和压力处于可控范围内，并具有较好的流化状态；所以，升压过程持续时间很长，一般需要几天。上述问题会随着循环流化床气化炉体积的增大而愈加明显，综合来看，传统循环流程床气化炉启炉过程存在运行周期长、资源浪费严重、流程复杂、难度大、严重污染环境的问题。技术实现要素：：本实用新型的目的在于提供一种运行周期短、降低资源浪费、降低操作难度、缓解污染环境的循环流化床气化炉启炉系统。本实用新型的目的由如下技术方案实施：循环流化床气化炉启炉系统，其包括气化炉、进煤系统、烘炉气系统、烟气净化系统和烟气循环系统，所述气化炉包括分布板气化剂管线和中心管气化剂管线，所述进煤系统的煤锁通过煤粉管线与所述气化炉的煤粉进口连接，所述烘炉气系统的预热器出口通过分布板阀与所述分布板气化剂管线连接，所述预热器出口还通过中心管阀与所述中心管气化剂管线连接，所述烟气净化系统的旋风分离器与所述气化炉的烟气出口连通，所述烟气净化系统的废热锅炉的出口与所述烟气循环系统的压缩机的进口连接，所述烟气循环系统的循环气管线的出口分别与烘炉气管线、所述煤粉管线、所述分布板气化剂管线连接，所述循环气管线的出口至所述烘炉气管线之间的管路上设有循环气阀，所述循环气管线的出口至所述煤粉管线之间的管路上设有煤粉输送气阀，所述循环气管线的出口至所述分布板气化剂管线之间的管路上设有循环气化阀。进一步的，所述进煤系统包括煤仓、所述煤锁和所述煤粉管线，所述煤仓的出口通过下煤阀与所述煤锁的进口连接，所述煤锁的出口与所述煤粉管线连接，所述煤粉管线上依次设有出煤阀和进煤阀。进一步的，所述烘炉气系统包括所述烘炉气管线、所述预热器和热介质管线，所述烘炉气管线进气端设有烘炉气阀，所述烘炉气管线的出口与所述预热器的进气口连接，所述预热器的出口设有烘炉气压力传感器，所述预热器的热介质进口与所述热介质管线的出口连接，所述热介质管线上依次设有进气温度传感器、热介质阀。进一步的，所述烟气净化系统包括所述旋风分离器、除尘器和废热锅炉，所述旋风分离器的出口处设有烟气压力传感器，所述旋风分离器的出口与所述除尘器的进口连接，所述除尘器的出口与所述废热锅炉的进口连接，所述废热锅炉的出口上设有合成气温度传感器。进一步的，所述烟气循环系统包括所述压缩机和所述循环气管线，所述压缩机的出口与所述循环气管线的进口连接。进一步的，所述废热锅炉的出口还与合成气管线的进口连接，所述合成气管线的出口分别与合格气管线、火炬管线和放空管线连接，所述合成气管线上设有合成气压力传感器，所述合格气管线上设有粗煤气阀，所述火炬管线上设有火炬阀，所述放空管线上设有放空阀。进一步的，所述旋风分离器的返料口通过返料管线与所述气化炉的回料口连接，所述返料管线上依次设有返料压力传感器、返料温度传感器。进一步的，所述气化炉的炉体上部、中部和下部分别设有炉顶温度传感器、炉中温度传感器和炉底温度传感器，所述气化炉的气室及其上方的炉体上分别设有炉体压力传感器和气室压力传感器,所述气化炉的炉体顶部设有炉顶压力传感器；所述分布板气化剂管线上设有分布板气化剂压力传感器,所述中心管气化剂管线上设有中心管气化剂压力传感器。本实用新型的优点：1、气化炉的升温升压过程同时进行，解决传统气化炉启炉方法中升温、升压不能同时进行，启炉时间长，点火煤浪费多，环境污染严重，热效率低的难题；本实用新型中先将气化炉炉顶温度T4升至450℃以上，炉顶压力P3升至2.0MPa≤P3＜3.5MPa，为煤粉投加做准备；然后将炉顶温度T4升至T4＝600℃、炉顶压力P3升至3.0MPa≤P3＜3.5MPa，开始投加煤粉建床层；在上述过程中，升温升压快，其原因是气化炉内部先形成高温高压条件、再输送煤粉，在高温高压条件下，气化炉内部单位体积中气相密度增大，增加了气化剂与煤粉接触几率，进而加快了煤粉气化反应，使煤粉迅速反应放出大量热，加速了升温和升压进程，使得升温、升压、投料可同时进行；2、升温过程主要依靠烘炉气，烘炉气经预热器加热后进入气化炉及旋风分离器内换热，换热后的烘炉气经烟气净化系统处理后，通过烟气循环系统循环回用，提高了烘炉气热效率，降低了点火煤粉用量，节约了资源，降低了企业生产成本；3、缩短了升温升压进程，降低了升温升压过程产生的不合格合成气量，降低了资源浪费，只将部分含氧量高的不合格合成气做放空处理，其余含氧量较低的不合格合成气可以送至火炬处理，减轻了企业环保负荷；4、以不做加温处理的混合气作为煤粉输送气和流化剂，可以使气化炉内煤粉维持较好的流化状态，避免气化炉结渣事故的发生，因此缩短了升压过程。附图说明：为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例1的示意图。气化炉1，炉顶温度传感器1-1，炉中温度传感器1-2，炉底温度传感器1-3，气室1-4，炉体压力传感器1-5，气室压力传感器1-6，炉顶压力传感器1-7，分布板气化剂管线1-8，中心管气化剂管线1-9，分布板气化剂压力传感器1-10，中心管气化剂压力传感器1-11，进煤系统2，煤仓2-1，煤锁2-2，煤粉管线2-3，下煤阀2-4，出煤阀2-5，进煤阀2-6，烘炉气系统3，烘炉气管线3-1，预热器3-2，热介质管线3-3，烘炉气阀3-4，烘炉气压力传感器3-5，进气温度传感器3-6，热介质阀3-7，分布板阀3-8，中心管阀3-9，烟气净化系统4，旋风分离器4-1，除尘器4-2，废热锅炉4-3，烟气压力传感器4-4，合成气温度传感器4-5，返料管线4-6，返料压力传感器4-7、返料温度传感器4-8，合成气管线4-9，合格气管线4-10，火炬管线4-11，放空管线4-12，合成气压力传感器4-13，粗煤气阀4-14，火炬阀4-15，放空阀4-16，烟气循环系统5，压缩机5-1，循环气管线5-2，循环气阀5-3，煤粉输送气阀5-4，循环气化阀5-5。具体实施方式：实施例1：如图1所示，循环流化床气化炉启炉系统，其包括气化炉1、进煤系统2、烘炉气系统3、烟气净化系统4和烟气循环系统5，气化炉1的炉体上部、中部和下部分别设有炉顶温度传感器1-1、炉中温度传感器1-2和炉底温度传感器1-3，气化炉1的气室1-4及其上方的炉体上分别设有炉体压力传感器1-5和气室压力传感器1-6,气化炉1的炉体顶部设有炉顶压力传感器1-7；气化炉1包括分布板气化剂管线1-8和中心管气化剂管线1-9，分布板气化剂管线1-8上设有分布板气化剂压力传感器1-10，中心管气化剂管线1-9上设有中心管气化剂压力传感器1-11。进煤系统2包括煤仓2-1、煤锁2-2和煤粉管线2-3，煤仓2-1的出口通过下煤阀2-4与煤锁2-2的进口连接，煤锁2-2的出口与煤粉管线2-3连接，煤粉管线2-3上依次设有出煤阀2-5和进煤阀2-6，进煤系统2的煤锁2-2通过煤粉管线2-3与气化炉1的煤粉进口连接。烘炉气系统3包括烘炉气管线3-1、预热器3-2和热介质管线3-3，烘炉气管线3-1进气端设有烘炉气阀3-4，烘炉气管线3-1的出口与预热器3-2的进气口连接，预热器3-2的出口设有烘炉气压力传感器3-5，预热器3-2的热介质进口与热介质管线3-3的出口连接，热介质管线3-3上依次设有进气温度传感器3-6、热介质阀3-7，烘炉气系统3的预热器3-2出口通过分布板阀3-8与分布板气化剂管线1-8连接，预热器3-2出口还通过中心管阀3-9与中心管气化剂管线1-9连接。烟气净化系统4包括旋风分离器4-1、除尘器4-2和废热锅炉4-3，旋风分离器4-1的出口处设有烟气压力传感器4-4，旋风分离器4-1的出口与除尘器4-2的进口连接，除尘器4-2的出口与废热锅炉4-3的进口连接，废热锅炉4-3的出口上设有合成气温度传感器4-5，烟气净化系统4的旋风分离器4-1与气化炉1的烟气出口连通；旋风分离器4-1的返料口通过返料管线4-6与气化炉1的回料口连接，返料管线4-6上依次设有返料压力传感器4-7、返料温度传感器4-8。废热锅炉4-3的出口还与合成气管线4-9的进口连接，合成气管线4-9的出口分别与合格气管线4-10、火炬管线4-11和放空管线4-12连接，合成气管线4-9上设有合成气压力传感器4-13，合格气管线4-10上设有粗煤气阀4-14，火炬管线4-11上设有火炬阀4-15，放空管线4-12上设有放空阀4-16。烟气净化系统4的废热锅炉4-3的出口与烟气循环系统5的压缩机5-1的进口连接，烟气循环系统5包括压缩机5-1和循环气管线5-2，压缩机5-1的出口与循环气管线5-2的进口连接；烟气循环系统5的循环气管线5-2的出口分别与烘炉气管线3-1、煤粉管线2-3、分布板气化剂管线1-8连接，循环气管线5-2的出口至烘炉气管线3-1之间的管路上设有循环气阀5-3，循环气管线5-2的出口至煤粉管线2-3之间的管路上设有煤粉输送气阀5-4，循环气管线5-2的出口至分布板气化剂管线1-8之间的管路上设有循环气化阀5-5。实施例2：利用实施例1进行的循环流化床气化炉启炉方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：烘炉升温升压阶段：烘炉气为氮气；通过烘炉气管线3-1将烘炉气输送至预热器3-2内加热至100℃，得到预热烘炉气；开启分布板阀3-8和中心管阀3-9，将预热烘炉气输送分别至分布板气化剂管线1-8和中心管气化剂管线1-9内，通过预热烘炉气对气化炉1和旋风分离器4-1的内部温度进行提升；与气化炉1和旋风分离器4-1换热后的预热烘炉气，依次通过除尘器4-2除尘、废热锅炉4-3回收热量后，得到循环气；开启循环气阀5-3，循环气通过压缩机5-1输送至烘炉气管线3-1与烘炉气进行混合，循环气与烘炉气的混合体积比为1：10，得到混合气；混合气输送至预热器3-2内加热至100℃，得到预热混合气，预热混合气分别输送至分布板气化剂管线1-8和中心管气化剂管线1-9内，并通过预热混合气对气化炉1和旋风分离器4-1的内部温度进行提升；重复上述操作，通过控制预热器3-2的热介质进入量和混合气的输送量，控制气化炉1内部的升温速率为25℃/h、升压速率为0.2MPa/h；直至气化炉1的炉顶温度T4提升至T4＝450℃、炉顶压力P3提升至P3＝2.0MPa，烘炉升温升压阶段完成；建床层准备阶段：烘炉升温升压阶段完成后，关闭循环气阀5-3，通过分布板气化剂管线1-8向气化炉1内持续输送预热烘炉气，通过中心管气化剂管线1-9向气化炉1内持续输送循环气；煤锁2-2内部充压，至煤锁2-2的内部压力比气化炉1的气室1-4的内部压力高200KPa时，开启出煤阀2-5、进煤阀2-6和煤粉输送气阀5-4，以循环气作为煤粉输送气，调节煤粉输送气阀5-4开度，保持煤粉管线2-3的内部压力比气化炉1的气室1-4的内部压力压力高10KPa，建床层准备阶段完成；建床层阶段：建床层准备阶段完成后，当炉顶温度T4提升至T4＝600℃，炉顶压力P3提升至P3＝3.0MPa时，通过煤仓2-1和煤锁2-2向气化炉1内部输送煤粉，至气化炉1内部床层厚度为2m时，通过分布板气化剂管线1-8和中心管气化剂管线1-9向气化炉1内输送气化剂，控制气化炉1的升温速率为30℃/h、升压速率为0.2MPa/h；此过程中，循环气用作流化剂并稳定炉顶温度T4＝600℃，预热烘炉气作为流化剂维持气化炉1内的煤粉的流化状态；至气化炉1内的床层厚度持续增加时，关闭分布板阀3-8、中心管阀3-9，停止预热烘炉气和循环气的输送；合成气处理阶段：在建床层阶段过程中，关闭循环气阀5-3后，为维持炉顶压力P3的稳定，需要对气化炉1产生的合成气进行处理；当合成气管线4-9压力P5＞8.0MPa时，开启放空阀4-16，对合成气进行放空处理；当合成气的含氧量大于0.1％、合成气管线4-9压力P5＜8.0MPa时，关闭放空阀4-16、开启火炬阀4-15，合成气通过火炬管线4-11送至火炬处理系统；当合成气的含氧量小于等于0.1％、合成气管线4-9压力P5≥2.5MPa时，关闭火炬阀4-15、开启粗煤气阀4-14，合成气通过合格气管线4-10输送至甲醇合成工段。实施例3：利用实施例1进行的循环流化床气化炉启炉方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：烘炉升温升压阶段：烘炉气为二氧化碳；通过烘炉气管线3-1将烘炉气输送至预热器3-2内加热至100℃，得到预热烘炉气；开启分布板阀3-8和中心管阀3-9，将预热烘炉气输送分别至分布板气化剂管线1-8和中心管气化剂管线1-9内，通过预热烘炉气对气化炉1和旋风分离器4-1的内部温度进行提升；与气化炉1和旋风分离器4-1换热后的预热烘炉气，依次通过除尘器4-2除尘、废热锅炉4-3回收热量后，得到循环气；开启循环气阀5-3，循环气通过压缩机5-1输送至烘炉气管线3-1与烘炉气进行混合，循环气与烘炉气的混合体积比为1.5：10，得到混合气；混合气输送至预热器3-2内加热至100℃，得到预热混合气，预热混合气分别输送至分布板气化剂管线1-8和中心管气化剂管线1-9内，并通过预热混合气对气化炉1和旋风分离器4-1的内部温度进行提升；重复上述操作，通过控制预热器3-2的热介质进入量和混合气的输送量，控制气化炉1内部的升温速率为25℃/h、升压速率为0.2MPa/h；直至气化炉1的炉顶温度T4提升至T4＝500℃、炉顶压力P3提升至P3＝3.0MPa，烘炉升温升压阶段完成；建床层准备阶段：烘炉升温升压阶段完成后，关闭循环气阀5-3，通过分布板气化剂管线1-8向气化炉1内持续输送预热烘炉气，通过中心管气化剂管线1-9向气化炉1内持续输送循环气；煤锁2-2内部充压，至煤锁2-2的内部压力比气化炉1的气室1-4的内部压力高500KPa时，开启出煤阀2-5、进煤阀2-6和煤粉输送气阀5-4，以循环气作为煤粉输送气，调节煤粉输送气阀5-4开度，保持煤粉管线2-3的内部压力比气化炉1的气室1-4的内部压力压力高30KPa，建床层准备阶段完成；建床层阶段：建床层准备阶段完成后，当炉顶温度T4提升至T4＝600℃，炉顶压力P3提升至P3＝3.2MPa时，通过煤仓2-1和煤锁2-2向气化炉1内部输送煤粉，至气化炉1内部床层厚度为2m时，通过分布板气化剂管线1-8和中心管气化剂管线1-9向气化炉1内输送气化剂，控制气化炉1的升温速率为40℃/h、升压速率为0.25MPa/h；此过程中，循环气用作流化剂并稳定炉顶温度T4＝600℃，预热烘炉气作为流化剂维持气化炉1内的煤粉的流化状态；至气化炉1内的床层厚度持续增加时，关闭分布板阀3-8、中心管阀3-9，停止预热烘炉气和循环气的输送；合成气处理阶段：在建床层阶段过程中，关闭循环气阀5-3后，为维持炉顶压力P3的稳定，需要对气化炉1产生的合成气进行处理；当合成气管线4-9压力P5＞8.0MPa时，开启放空阀4-16，对合成气进行放空处理；当合成气的含氧量大于0.1％、合成气管线4-9压力P5＜8.0MPa时，关闭放空阀4-16、开启火炬阀4-15，合成气通过火炬管线4-11送至火炬处理系统；当合成气的含氧量小于等于0.1％、合成气管线4-9压力P5≥2.5MPa时，关闭火炬阀4-15、开启粗煤气阀4-14，合成气通过合格气管线4-10输送至甲醇合成工段。实施例4：利用实施例1进行的循环流化床气化炉启炉方法，其特征在于，其具体包括如下步骤：烘炉升温升压阶段：烘炉气为按任意比例混合的氮气和二氧化碳；通过烘炉气管线3-1将烘炉气输送至预热器3-2内加热至100℃，得到预热烘炉气；开启分布板阀3-8和中心管阀3-9，将预热烘炉气输送分别至分布板气化剂管线1-8和中心管气化剂管线1-9内，通过预热烘炉气对气化炉1和旋风分离器4-1的内部温度进行提升；与气化炉1和旋风分离器4-1换热后的预热烘炉气，依次通过除尘器4-2除尘、废热锅炉4-3回收热量后，得到循环气；开启循环气阀5-3，循环气通过压缩机5-1输送至烘炉气管线3-1与烘炉气进行混合，循环气与烘炉气的混合体积比为2：10，得到混合气；混合气输送至预热器3-2内加热至100℃，得到预热混合气，预热混合气分别输送至分布板气化剂管线1-8和中心管气化剂管线1-9内，并通过预热混合气对气化炉1和旋风分离器4-1的内部温度进行提升；重复上述操作，通过控制预热器3-2的热介质进入量和混合气的输送量，控制气化炉1内部的升温速率为25℃/h、升压速率为0.2MPa/h；直至气化炉1的炉顶温度T4提升至T4＝650℃、炉顶压力P3提升至P3＝3.4MPa，烘炉升温升压阶段完成；建床层准备阶段：烘炉升温升压阶段完成后，关闭循环气阀5-3，通过分布板气化剂管线1-8向气化炉1内持续输送预热烘炉气，通过中心管气化剂管线1-9向气化炉1内持续输送循环气；煤锁2-2内部充压，至煤锁2-2的内部压力比气化炉1的气室1-4的内部压力高700KPa时，开启出煤阀2-5、进煤阀2-6和煤粉输送气阀5-4，以循环气作为煤粉输送气，调节煤粉输送气阀5-4开度，保持煤粉管线2-3的内部压力比气化炉1的气室1-4的内部压力压力高50KPa，建床层准备阶段完成；建床层阶段：建床层准备阶段完成后，当炉顶温度T4提升至T4＝600℃，炉顶压力P3提升至P3＝3.4MPa时，通过煤仓2-1和煤锁2-2向气化炉1内部输送煤粉，至气化炉1内部床层厚度为2m时，通过分布板气化剂管线1-8和中心管气化剂管线1-9向气化炉1内输送气化剂，控制气化炉1的升温速率为60℃/h、升压速率为0.3MPa/h；此过程中，循环气用作流化剂并稳定炉顶温度T4＝600℃，预热烘炉气作为流化剂维持气化炉1内的煤粉的流化状态；至气化炉1内的床层厚度持续增加时，关闭分布板阀3-8、中心管阀3-9，停止预热烘炉气和循环气的输送；合成气处理阶段：在建床层阶段过程中，关闭循环气阀5-3后，为维持炉顶压力P3的稳定，需要对气化炉1产生的合成气进行处理；当合成气管线4-9压力P5＞8.0MPa时，开启放空阀4-16，对合成气进行放空处理；当合成气的含氧量大于0.1％、合成气管线4-9压力P5＜8.0MPa时，关闭放空阀4-16、开启火炬阀4-15，合成气通过火炬管线4-11送至火炬处理系统；当合成气的含氧量小于等于0.1％、合成气管线4-9压力P5≥2.5MPa时，关闭火炬阀4-15、开启粗煤气阀4-14，合成气通过合格气管线4-10输送至甲醇合成工段。实施例5：以
背景技术：
中所述的常规三段式启炉方式为对照组，以本实用新型的启炉方法为试验组，进行启炉时长、点火燃煤量、不合格合成气量等方面的对比，对比结果如表1所示。表1两组对比结果组别启炉时长点火燃煤量点火燃煤成本不合格合成气量对照组101小时500吨25万元350万NM3试验组40小时150吨7.5万元40万NM3由表1可知，利用本实用新型的方法进行启炉时，气化炉的升温升压过程同时进行，解决传统气化炉启炉方法中升温、升压不能同时进行；以不做加温处理的混合气作为煤粉输送气和流化剂，可以使气化炉内煤粉维持较好的流化状态，避免气化炉结渣事故的发生，缩短了升温升压进程，启炉时间长可缩短至40小时，升温升压过程产生的不合格合成气量降低至40万NM3，降低了资源浪费，减轻了企业环保负荷；升温过程主要依靠烘炉气，烘炉气经预热器加热后进入气化炉及旋风分离器内换热，换热后的烘炉气经烟气净化系统处理后，通过烟气循环系统循环回用，提高了烘炉气热效率，降低了点火煤粉用量，点火煤浪费可减少至150吨，节约了资源，降低了企业生产成本。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。当前第1页1 2 3