一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统的制作方法

本发明涉及煤热解循环流化床的多联产，具体涉及一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统。

背景技术：

1、准东煤储量大且目前部分地区仍以发电为主，碳排放高，煤炭的低碳高值利用已成为煤炭行业的主要方向。煤炭热解及气化产生的固相产品主要包括半焦、活性炭，气相产品主要包括ch4、不饱和烃cnhm以及co、h2，其热值高，燃气或合成气作为能源，可用于制天然气、液体燃料等化学品或直接燃烧转化为热能。

2、但现有热解设备以固定床、循环流化床为主，热解过程常伴随无法控制的燃烧过程，导致热解温度难以调控，系统无法长期稳定运行，固定床热解以内热式为主，即煤炭有氧燃烧产生的热量为热解供能，有氧燃烧导致热解温度不可控，热能损失严重，热解气的热值低，混有大量的空气，循环流化床热解也是内热式，以空气作为载气，使煤炭流化并燃烧，对原料要求较高，一般以粉末为主，热解所得半焦的品质差，附加值低；此外，现有循环流化床结构设计以完全燃烧发电为主，四周为水冷壁，内部布置有受热面不绝热，底部为水平结构，高水分煤无法预热，内部无分区，难以同时完成热解产半焦、活化产活性炭、气化产合成气等过程，用途单一，流化风统一分布，不可调控。

3、公开号为cn116554903a的发明专利申请，公开了一种煤热解装置及其工艺方法，包括上壳体，所述上壳体内侧下部转动设置有下壳体，所述上壳体和下壳体之间设置有密封结构，所述上壳体内侧设置有搅拌机构，所述上壳体上部设置有连通上壳体内壁的上料组件，所述下壳体下部设置有驱动其旋转的行走机构，所述下壳体下部呈锥面结构，所述下壳体下部设置有连通其内部的出料管；所述搅拌机构包括搅拌主轴，所述上壳体上部设置有驱动搅拌主轴旋转的中空轴减速电机；但由于该发明仅通过主轴搅拌以调控煤料热解，其用途单一，且煤热解产生的能量无法回收利用，能量利用率较差。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统，通过设置流化风循环机构，将炉体产生的热量循环回收至余热锅炉中，通过设置高压风机将余热锅炉中冷却的后燃烟气送入返料器中以保证返料流化，通过设置炭化流化风口与炭化流化风管道，以及活化气化流化风口与活化气化流化风管道，以对调节炭化区与活化区的氧气含量进行调整从而调节温度，具有系统热效率高，安全性好，调节方便，能量利用率高以及节能环保的特点。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统，包括炉体1，所述炉体1内部依次设置有炭化区5以及活化气化区6，所述炉体1靠近炭化区5的一侧连通有煤预热区4，所述煤预热区4的上方连通有第一给煤口2以及第二给煤口3，所述炉体1靠近顶部的一侧连通有分离器15的一端，所述分离器15的另一端与返料器16的一端连通，所述返料器16的另一端与煤预热区4的一端连通，所述返料器16靠近煤预热区4连接处的位置连通有流化风循环机构，所述炉体1靠近活化气化区6的一侧开设有出炭口25，所述出炭口25连接有集炭机构。

4、所述流化风循环机构包括余热锅炉20，所述余热锅炉20的底部设有烟气管21，所述烟气管21上连通有再循环烟气管18，所述再循环烟气管18通过高压风机17与返料器16连通，所述烟气管21底部的出气口与烟气管风机22的进气口连通，所述烟气管风机22的出气口连通有排气筒23，所述余热锅炉20中部与活化气化区蒸汽管道13的进气口连通，所述活化气化区蒸汽管道13出气口设有多个活化气化区蒸汽管10，多个所述活化气化区蒸汽管10与活化气化区6的底部连通，所述余热锅炉20的顶部的进气口与后燃烧室24的出气口连通，所述后燃烧室24的进气口与分离器15的顶部连通，所述后燃烧室24底部的进气口连通有补燃风管19的出气口。

5、所述炭化区5的底部还通过多个炭化流化风口8连通有炭化流化风管道11的入风口，所述炭化流化风管道11的出风口与送风机14的第一入风口连通。

6、所述活化气化区6的底部还通过多个活化气化流化风口9连通有活化气化流化风管道12的入风口，所述活化气化流化风管道12的出风口与送风机14的第二入风口连通。

7、所述集炭机构包括与出炭口25连接的冷却机26，所述冷却机26的另一端设有分选料仓27。

8、所述活化气化区6与炭化区5的上风均铺设有布风板7。

9、所述活化气化区6的高度低于炭化区5的高度。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

11、1.通过设置流化风循环机构，将炉体1产生的热量循环回收至余热锅炉20中，使得本发明的系统热效率提高。

12、2.通过设置高压风机17将余热锅炉20中冷却的后燃烟气送入返料器16中以保证返料流化，同时避免氧气进入返料器16与分离器15中，而使得物料燃烧，使得本发明的安全性得到提升。

13、3.通过设置炭化流化风口8与炭化流化风管道11，以及活化气化流化风口9与活化气化流化风管道12，以对调节炭化区5与活化区6的氧气含量进行调整从而调节温度，使得本发明具有调节方便的优点。

14、4.通过设置后燃烧室24，将炉体1产生的合成气进行吸收，通过补燃风管19向后燃烧室24中补充氧气以使合成气充分燃烧，并将产生的热能传输至余热锅炉20进行热能回收，提高了本发明的能量利用率。

15、5.通过设置分离器15将炉体1产生的热解气、合成气以及粉尘灰进行分离，便于气体循环利用，使得本发明具有节能环保的特点。

16、综上所述，本发明通过设置流化风循环机构，将炉体1产生的热量循环回收至余热锅炉20中，通过设置高压风机17将余热锅炉20中冷却的后燃烟气送入返料器16中以保证返料流化，通过设置炭化流化风口8与炭化流化风管道11，以及活化气化流化风口9与活化气化流化风管道12，以对调节炭化区5与活化区6的氧气含量进行调整从而调节温度，通过设置后燃烧室24以将炉体1产生的合成气进行充分燃烧，通过设置分离器15将炉体1产生的热解气、合成气以及粉尘灰进行分离，便于气体循环利用，具有系统热效率高，安全性好，调节方便，能量利用率高以及节能环保的特点。

技术特征：

1.一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统，包括炉体(1)，其特征在于，所述炉体(1)内部依次设置有炭化区(5)以及活化气化区(6)，所述炉体(1)靠近炭化区(5)的一侧连通有煤预热区(4)，所述煤预热区(4)的上方连通有第一给煤口(2)以及第二给煤口(3)，所述炉体(1)靠近顶部的一侧连通有分离器(15)的一端，所述分离器(15)的另一端与返料器(16)的一端连通，所述返料器(16)的另一端与煤预热区(4)的一端连通，所述返料器(16)靠近煤预热区(4)连接处的位置连通有流化风循环机构，所述炉体(1)靠近活化气化区(6)的一侧开设有出炭口(25)，所述出炭口(25)连接有集炭机构。

2.根据权利要求1所述的一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统，其特征在于，所述流化风循环机构包括余热锅炉(20)，所述余热锅炉(20)的底部设有烟气管(21)，所述烟气管(21)上连通有再循环烟气管(18)，所述再循环烟气管(18)通过高压风机(17)与返料器(16)连通，所述烟气管(21)底部的出气口与烟气管风机(22)的进气口连通，所述烟气管风机(22)的出气口连通有排气筒(23)，所述余热锅炉(20)中部与活化气化区蒸汽管道(13)的进气口连通，所述活化气化区蒸汽管道(13)出气口设有多个活化气化区蒸汽管(10)，多个所述活化气化区蒸汽管(10)与活化气化区(6)的底部连通，所述余热锅炉(20)的顶部的进气口与后燃烧室(24)的出气口连通，所述后燃烧室(24)的进气口与分离器(15)的顶部连通，所述后燃烧室(24)底部的进气口连通有补燃风管(19)的出气口。

3.根据权利要求1所述的一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统，其特征在于，所述炭化区(5)的底部还通过多个炭化流化风口(8)连通有炭化流化风管道(11)的入风口，所述炭化流化风管道(11)的出风口与送风机(14)的第一入风口连通。

4.根据权利要求1所述的一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统，其特征在于，所述活化气化区(6)的底部还通过多个活化气化流化风口(9)连通有活化气化流化风管道(12)的入风口，所述活化气化流化风管道(12)的出风口与送风机(14)的第二入风口连通。

5.根据权利要求1所述的一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统，其特征在于，所述集炭机构包括与出炭口(25)连接的冷却机(26)，所述冷却机(26)的另一端设有分选料仓(27)。

6.根据权利要求1所述的一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统，其特征在于，所述活化气化区(6)与炭化区(5)的上风均铺设有布风板(7)。

7.根据权利要求1所述的一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统，其特征在于，所述活化气化区(6)的高度低于炭化区(5)的高度。

技术总结
一种绝热循环流化床热解炭化、活化、气化系统，包括炉体内部依次固定的炭化区与活化气化区，炉体的一侧连通有煤预热区，煤预热区的上方连通有给煤口，炉体靠近顶部的一侧连通有分离器，分离器与返料器连通，返料器与煤预热区连通，返料器靠近煤预热区连接处连通有流化风循环机构，炉体的一侧开设出炭口，出炭口连接有集炭机构；通过给煤口将煤送入预热区预热后送入炭化区，经过炭化后转化为半焦，继续向下移动进入活化区活化，活化后的炭继续向下移动，通过排炭口进入冷却机冷却，随后进入分选料仓分选，炭化和活化产生的热解气、合成气、粉尘灰通过分离器分离并输送至其他结构回收利用；具有热效率高，安全性好，调节方便，能量利用率高以及节能环保的特点。

技术研发人员：吕剑,殷娇,朱慧,李清,马吉瑞,何琪,白勇,郭炳欣,魏靖
受保护的技术使用者：特变电工股份有限公司能源动力分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24