一种双流化床煤气化装置的制作方法

本实用新型涉及煤气化设备技术领域，尤其涉及一种双流化床煤气化装置。

背景技术：

双流化床煤气化装置采用两个反应炉，在两个反应炉之间连接返料器，一个反应炉为气化炉，以水蒸气作为气化剂，将煤进行煤气化；另一个反应炉为氧化炉，以空气作为氧化剂，将煤气化后产生的半焦和循环物料通过返料器通入氧化炉中进行燃烧。

因进料粉煤为宽筛分颗粒，为了维持炉体内正常的床压，气化炉和氧化炉的底部均需排渣，但气化炉中为还原性气氛，床中物料的含碳量高，导致碳转化率较低。

技术实现要素：

本实用新型的实施例提供一种双流化床煤气化装置，可解决现有技术双流化床煤气化装置中气化炉碳转化率较低的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种双流化床煤气化装置，包括气化炉、氧化炉、第一气化炉返料组件以及第二气化炉返料组件，所述气化炉的底部开设有第一气化炉返料出口，所述气化炉的上部开设有第二气化炉返料出口，所述氧化炉上开设有第一氧化炉返料进口和第二氧化炉返料进口，所述第一气化炉返料组件分别与所述第一气化炉返料出口、所述第一氧化炉返料进口连通，所述第二气化炉返料组件分别与所述第二气化炉返料出口、所述第二氧化炉返料进口连通。

进一步地，所述第一气化炉返料组件包括依次连通的第一连接管、第一返料器以及第一返料管，所述第一连接管与所述第一气化炉返料出口连通，所述第一返料管与所述第一氧化炉返料进口连通。

进一步地，所述第一返料器连接有第一送气管，所述第一送气管上设有第一控制阀，所述第一控制阀用于调节所述第一送气管的送气量。

进一步地，所述第二气化炉返料组件包括依次连通的第二连接管、第二返料器以及第二返料管，所述第二连接管与所述第二气化炉返料出口连通，所述第二返料管与所述第二氧化炉返料进口连通。

进一步地，所述第二返料器连接有第二送气管，所述第二送气管上设有第二控制阀，所述第二控制阀用于调节所述第二送气管的送气量。

进一步地，所述第一连接管上与所述第一气化炉返料出口连接的一端设有倒锥形管接头。

进一步地，所述第一连接管的端部穿设于所述气化炉的风室内，位于所述风室内的部分所述第一连接管上设有膨胀节。

进一步地，所述第二氧化炉返料进口位于所述第一氧化炉返料进口的上方。

进一步地，所述第一氧化炉返料进口位于所述氧化炉的布风板上方的200～1000mm处。

进一步地，所述第一返料管位于所述第一返料器的下方、且所述第一返料管倾斜设置，所述第一返料管的轴线与所述氧化炉的轴线的夹角为45°以下。

进一步地，还包括氧化炉返料组件，所述气化炉上开设有第一气化炉返料进口，所述氧化炉上开设有氧化炉返料出口，所述氧化炉返料组件分别与所述第一气化炉返料进口、所述氧化炉返料出口连通。

进一步地，还包括第三气化炉返料组件，所述气化炉上开设有第三气化炉返料出口和第二气化炉返料进口，所述第三气化炉返料组件分别与所述第三气化炉返料出口、所述第二气化炉返料进口连通。

本实用新型实施例提供的双流化床煤气化装置包括第一气化炉返料组件和第二气化炉返料组件，气化炉的底部开设有第一气化炉返料出口，气化炉的上部开设有第二气化炉返料出口，第一气化炉返料组件分别与第一气化炉返料出口、氧化炉上的第一氧化炉返料进口连通，气化炉内的排渣可经第一气化炉返料出口排出，通过第一气化炉返料组件、第一氧化炉返料进口进入氧化炉内进行燃烧，回收气化炉排渣中的碳，提高整个装置的碳转化率；第二气化炉返料组件分别与第二气化炉返料出口、氧化炉上的第二氧化炉返料进口连通，煤气化产生的物料经第二气化炉返料出口排出，通过第二气化炉返料组件、第二氧化炉返料进口22进入氧化炉2内燃烧，整个双流化床煤气化装置采用了两个气化炉返料组件将气化炉1内的物料导入氧化炉2内，可明显提高装置的碳转化率。

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为本实用新型实施例双流化床煤气化装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例双流化床煤气化装置中第一连接管、膨胀管和倒锥形管接头连接的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参照图1，本实用新型实施例的双流化床煤气化装置包括气化炉1、氧化炉2、第一气化炉返料组件3以及第二气化炉返料组件4，其中，气化炉1的底部开设有第一气化炉返料出口11，气化炉1的上部开设有第二气化炉返料出口12，氧化炉2上开设有第一氧化炉返料进口21和第二氧化炉返料进口22，第一气化炉返料组件3分别与第一气化炉返料出口11、第一氧化炉返料进口21连通，第二气化炉返料组件4分别与第二气化炉返料出口12，第二氧化炉返料进口22连通。

本实用新型实施例提供的双流化床煤气化装置包括第一气化炉返料组件3，气化炉1的底部开设有第一气化炉返料出口11，气化炉1的上部开设有第二气化炉返料出口12，第一气化炉返料组件3分别与第一气化炉返料出口11、第一氧化炉返料进口21连通，气化炉1内的排渣可经第一气化炉返料出口11排出，通过第一气化炉返料组件3、第一氧化炉返料进口21进入氧化炉2内进行燃烧，回收气化炉排渣中的碳，提高整个装置的碳转化率；第二气化炉返料组件4分别与第二气化炉返料出口12，第二氧化炉返料进口22连通，煤气化后的物料经第二气化炉返料出口12排出，通过第二气化炉返料组件4、第二氧化炉返料进口22进入氧化炉2内燃烧，整个双流化床煤气化装置采用了两个气化炉返料组件将气化炉1内的物料导入氧化炉2内，可明显提高装置的碳转化率。

具体地，上述的第一气化炉返料组件3包括依次连通的第一连接管31、第一返料器32以及第一返料管33，第一连接管31与第一气化炉返料出口11连通，第一返料管33与第一氧化炉返料进口21连通。可选地，第一返料器32可为L形返料器，第一连接管31可倾斜设置，或第一连接管31为立管。

基于上述实施例，第一返料器32连接有第一送气管34，第一送气管34上设有第一控制阀，通过第一控制阀可调节第一送气管34的送气量。当煤种、煤粉的细度或者负荷发生变化时，通过第一控制阀给第一返料器32内的吹气量，控制第一返料器32中物料的流动速度，从而调整第一气化炉返料组件3的返料量，提高或降低气化炉的温度。

进一步地，本实用新型实施例中第二气化炉返料组件4包括依次连通的第二连接管41、第二返料器42以及第二返料管43，第二连接管41与第二气化炉返料出口12连通，第二返料管43与第二氧化炉返料进口22连通。可选地，第二返料器42也可采用L形返料器，第二连接管41可倾斜设置，或第二连接管41为立管，或第二连接管41为立管和倾斜管结合的方案。

同理，在第二返料器42连接有第二送气管44，第二送气管44设有第二控制阀，第二控制阀用于调节第二送气管44的送气量。当煤种、煤粉的细度或者负荷发生变化时，通过第二控制阀给第二返料器42内的吹气量，控制第二返料器42中物料的流动速度，从而调整第二气化炉返料组件4的返料量，提高或降低氧化炉2的温度。

为了便于气化炉1中大颗粒物料的排出，本实用新型实施例中第一连接管31上与第一气化炉返料出口11连接的一端设有倒锥形管接头35，如图1～2所示，大颗粒物料可迅速经倒锥形接头35进入第一连接管31，再导入氧化炉2中。

在一些实施例中，第一连接管31的端部穿设于气化炉1的风室内，并在位于风室内的部分第一连接管31上设置膨胀节36，如图1～2所示，通过膨胀节36用于补偿第一连接管31在风室连接处受到热应力而产生的形变，避免引起强度破坏、失稳破坏和管子拉脱破坏的问题。

因第一返料管33排出的物料含碳量高，所以，在一些实施例中，第二氧化炉返料进口22位于第一氧化炉返料进口21的上方，即第一氧化炉返料进口21更靠近氧化炉2的底部，从第一返料管33排出的物料能迅速燃烧，提高了氧化炉底部的温度，使得从第一返料管33排出的大颗粒半焦物料燃烧时间长，燃烧较充分。

进一步地，若第一氧化炉返料进口21位于氧化炉2的布风板201上方的1000mm以上，会导致从第一氧化炉返料进口21排出的物料在氧化炉2内停留时间太短，碳转化率低；若第一氧化炉返料进口21位于氧化炉2的布风板201上方的200mm以下，氧化炉2的底部排出的物料含碳量大，造成局部高温，容易引起结焦。因此，在本实用新型实施例中第一氧化炉返料进口21位于氧化炉2的布风板201上方的200～1000mm处，如第一氧化炉返料进口21位于氧化炉2的布风板201上方的300mm处、500mm处、700mm处。

在本实用新型的一些实施例中，第一返料管33位于第一返料器32的下方，且第一返料管33倾斜设置，第一返料管33的轴线与氧化炉2的轴线的夹角α为45°以下。若第一返料管33的轴线与氧化炉2的轴线的夹角α大于45°，容易出现物料堆积，导致第一返料管33堵塞。因此，可选地，第一返料管33的轴线与氧化炉2的轴线的夹角α为25°、30°、35°、45°。

在气化炉1工作时，气化炉1的壳体内、布风板201的上部，气体和固体会出现明显的分层。若第二气化炉返料出口12位于该气固交界位置的下方的100mm以内，进入第二连接管41内的物料中固体较少，氧化炉2与气化炉1之间容易相互窜气；若第二气化炉返料出口12位于该气固交界位置的下方的500mm以外，循环物料中固体较多，流动性较差，容易出现堵塞问题。因此，第二气化炉返料出口12位于该气固交界位置的下方的100～500mm处(如100mm、200mm、300mm、400mm、500mm)，以保证第二连接管一直处于满料位状态，可实现料位密封，从而防止氧化炉2与气化炉1之间出现相互窜气的问题。

对于第二气化炉返料组件4，第二连接管41包括倾斜管411和立管412，倾斜管411的上端与第二气化炉返料出口12，倾斜管411的下端与立管412的上端连接，立管412的下端与第二返料器42连接。若倾斜管411的轴线与气化炉1的轴线的夹角β大于35°，循环物料容易堵塞倾斜管411。因此，本实用新型实施例中倾斜管411的轴线与气化炉1的轴线的夹角β为35°以下，如β为10°、20°、30°，循环物料可沿倾斜管411自然流入第二返料器42中，不会发生料位堆积在倾斜管411的问题。此外，第二连接管41的立管412需一定的高度，以满足料位密封的要求，防止氧化炉2朝气化炉窜气。

因第一氧化炉返料进口21位于氧化炉2的布风板201上方的200～1000mm处、且第二氧化炉返料进口22位于第一氧化炉返料进口21的上方，所以，第二氧化炉返料进口22也位于氧化炉2的布风板201上方的200mm以上。同理，在一些实施例中，第二氧化炉返料进口22也位于氧化炉2的布风板201上方的200～1000mm处(如300mm、500mm、700mm、900mm)。

进一步地，第二返料管43倾斜设置。若第二返料管43的轴线与氧化炉2的轴线的夹角γ大于45°时，第二返料管43中容易出现料位堵塞，并且第二发料管相较于第二连接管41，还有输送气体的要求。因此，本实用新型实施例中第二返料管43的轴线与氧化炉2的轴线的夹角γ为45°以下，如γ为15°、25°、35°，物料可迅速经第二返料管43导入氧化炉2中，不易出现堵塞问题。

需要说明的是：本实用新型实施例中双流化床煤气化装置还包括氧化炉返料组件5，气化炉1上开设有第一气化炉返料进口13，氧化炉2上开设有氧化炉返料出口23，氧化炉返料组件5分别与第一气化炉返料进口13、氧化炉返料出口23连通。物料在氧化炉2内燃烧后，释放出大量的热量，经氧化炉返料组件5回到气化炉1中，为煤的气化反应提供热量。

具体地，上述氧化炉返料组件5包括依次连通的第三连接管51、氧化炉旋风分离器52以及第三返料器53，第三连接管51与氧化炉2连通，第三返料器53通过管道与气化炉1连接。

进一步地，在一些实施例中，双流化床煤气化装置还包括第三气化炉返料组件6，气化炉1上开设有第三气化炉返料出口14和第二气化炉返料进口15，第三气化炉返料组件6分别与第三气化炉返料出口14、第二气化炉返料进口15连通，实现循化物料在气化炉1的自循环。

具体地，上述第三气化炉返料组件6包括相互连通的气化炉旋风分离器61和第四返料器62，气化炉旋风分离器61与第三气化炉返料出口14连通，第四返料器62与第二气化炉返料进口15连通。高温物料经第三气化炉返料出口14排出后，经气化炉旋风分离器61进行气固分离，将固体从第四返料器62重新导入气化炉1内，将气体导出至后续设备中。

高温物料在本实用新型实施例的双流化床装置中进行循环流动的回路有：

循环回路1：气化炉1—第一连接管31—第一返料器32—第一返料管33—氧化炉2—第三连接管51—氧化炉旋风分离器52—第三返料器53—气化炉1；

循环回路2：气化炉1—第二连接管41—第二返料器42—第二返料管43—氧化炉2—第三连接管51—氧化炉旋风分离器52—第三返料器53—气化炉1；

循环回路3：气化炉1—气化炉1旋风分离器—第四返料器62—气化炉1。

气化炉1中的物料可经多次循环，碳转化率较高，提高煤气的品质和利用率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。